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M. Reiterer:
"Knickproblematik von Mikropfählen";
Supervisor: D. Adam; Institut für Geotechnik, 2012; final examination: 2012.

Ausgangspunkt dieser Diplomarbeit war die in Österreich unbefriedigende normative Regelung was die Knicksicherheitsnachweise von Mikropfählen betrifft. Gemäß den gültigen Normen ist ein Nachweis gegen Knicken nur dann zu führen, wenn der Pfahl in Böden mit charakteristischen undränierten Scherfestigkeiten von weniger als 10 kN/m2 hergestellt wird. In welcher Form dieser Nachweis durchzuführen ist, ist aus den ÖNORMEN nicht ersichtlich.
Das lässt wiederum den Umkehrschluss zu, dass Knicken bei Pfählen in Böden mit höherer Scherfestigkeit auszuschließen ist.
Einige Schadensfälle in der jüngsten Vergangenheit haben jedoch gezeigt, dass ein Knickversagen auch bei Pfählen in Böden mit höherer Festigkeit möglich ist.

In den vorigen Kapiteln wurden verschiedene Arten von Mikropfählen vorgestellt. Weiters wurden Berechnungsansätze vorgestellt, mit denen eine Knicklastberechnung durchgeführt werden kann. Dabei zeigt sich, dass die angegebenen Pfahllasten in diversen Zulassungen, welche sich oft auf die Innere Tragfähigkeit (= vollplastische Normalkraft) beziehen, teilweise überschätzt werden, wenn diese in weichen, bindigen Böden eingebaut werden.

Betrachtet man sich zum Beispiel einen GEWI-Pfahl 43 mm mit Verpresskörper D = 12 cm, der in einer 10 m mächtigen Weichschicht mit cu = 10 kN/m² gebettet ist, so ergibt sich ein Verhältnis zwischen den errechneten Traglasten Nu und der vollplastischen Traglast Npl je nach Berechnungsverfahren von 0,17 bis 0,52.
Beim duktilen Gussrammpfahl 118 x 9 mm mit Verpresskörper D = 20 mm mit den gleichen Randbedingungen ergeben sich Werte von 0,31 bis 0,85 (ohne Berücksichtigung des Berechnungsmodell nach Wenz und des Knicknachweises für elastisch gebettete Pfähle, die, wie in Kapitel 8.5 angeführt, unter diesen Randbedingungen nicht geeignet erscheinen). Hier ist jedoch anzumerken, dass Streuungen mit steigender Biegesteifigkeit den Pfahles und größerem Durchmesser des Verpresskörpers (entspricht einem höherem Bettungsmodul) größer werden.

Die durchführte Untersuchung der derzeit veröffentlichen Berechnungsverfahren zeigt deutlich, dass eine Knickgefährdung auch bei in Böden mit cu > 10 kN/m² gebetteten Pfählen vorhanden ist. Die derzeit in Österreich gültigen Normen sind daher in Bezug auf die Knickproblematik zu hinterfragen, und sollten nicht 1:1 angewendet werden.

Es sollte daher jedenfalls bereits im Vorfeld einer Baumaßnahme mit Mikropfahlgründung auf die Knickproblematik eingegangen werden. Das zu dieser Diplomarbeit gehörende Excel-Programm kann dazu beitragen, eine Abschätzung über die zu erwartende Knick- bzw. Traglast zu treffen.

In Deutschland hat man seit kurzem auf diese Problematik reagiert und in der 2010 neu veröffentlichten DIN 1054:2010-12-00 einen ersten Schritt in die richtige Richtung gemacht (siehe dazu Kapitel 4).
Bleibt zu hoffen, dass auch in Österreich darauf reagiert wird und die betroffenen Normen entsprechend adaptiert werden.

Mikropfahl; Knickproblematik

http://publik.tuwien.ac.at/files/PubDat_233064.pdf