Bohrpfahl

Setzen eines Ortbetonbohrpfahls beim Neubau der Lennetalbrücke A45 im Jahr 2015.

Kopf eines Ortbetonbohrpfahls vor dem Ausspitzen des Betons innerhalb des Bewehrungskorbs.

Der Bohrpfahl ist ein Pfahl aus Beton zur Übertragung von Bauwerkslasten bei wenig tragfähigen Böden auf den tieferliegenden tragfähigeren Untergrund. Bohrpfähle mit einem Durchmesser ≥ 30 cm bezeichnet man als Großbohrpfähle.
Bohrpfähle leiten die Bauwerkskräfte über Spitzendruck oder Mantelreibung in den Baugrund. Zunächst wird ein Hohlraum im Baugrund hergestellt und der Pfahl gegen den anstehenden Boden betoniert. In der Regel wird die Bohrlochwandung bis zum Betonieren durch eine Verrohrung oder durch einen Flüssigkeitsüberdruck im Bohrloch gestützt, um eine Auflockerung und Entspannung der angrenzenden Bodenschichten so weit wie möglich zu verhindern. Durch den Druck des fließfähigen Betons entsteht eine gute Verzahnung mit dem Baugrund; in besonderen Fällen kann die Lastübertragung durch eine Fuß- oder Mantelverpressung noch erhöht werden. Die einzelnen Verfahren zum Herstellen von Bohrpfählen unterscheiden sich im wesentlichen:

• in der Bohrart,
• in der Sicherung der Bohrlochwand,
• in der Art des Betonierens.

Verrohrte Bohrpfähle werden überwiegend ab 80 cm Durchmesser und größer mit Drehbohranlagen und hydraulischen Verrohrungsmaschinen hergestellt. Der Einsatz dieser Anlagen hat sich durchgesetzt, weil zum einen durch die schweren Geräte das Voreilen des Bohrrohrs vor dem Bohrwerkzeug immer gewährleistet ist und zum anderen der Personalaufwand gering ist. Die Gefahr des Bodenentzugs besteht hierbei nicht. Auch ist hier bei den Großbohrpfählen nicht mit einer Einschnürung des weichen Betons zu rechnen. Übliche Tiefen, die mit dem Greiferbohrverfahren vollverrohrt erreicht werden, sind bis ca. 70 m, wobei meist lotrecht, aber auch bis 1:5 geneigt, in allen Böden - vorwiegend in nicht standfesten - gebohrt wird.
Das unverrohrte Bohren kann im Allgemeinen nur in standfestem Baugrund angewendet werden. Werden nicht standfeste Bodenschichten durchfahren, so ist die Bohrungswand durch einen Flüssigkeitsüberdruck zu stützen. Die stützende Flüssigkeit, die später durch Frischbeton verdrängt wird, ist im Allgemeinen eine Bentonitsuspension. Bei suspensionsgestützten Bohrverfahren kann mit dem Seilbagger und Bohrgreifer und Fallmeißel ebenfalls eine Tiefe von 70 m erreicht werden, wobei jedoch nur Iotrecht gebohrt wird. Beim unverrohrten Bohren mit durchgehender Bohrschnecke werden zwei Verfahren unterschieden. Beim Schraubbohrverfahren mit einer Endlosschnecke erfolgt das Einpressen des Betons durch das Schneckenrohr (Pfähle in der Regel unbewehrt oder mit Kopfbewehrung). Bei dem anderen Verfahren hat das Seelenrohr einen Durchmesser von mindestens 400 mm, so dass vor dem Betonieren ein Bewehrungskorb eingestellt werden kann. Danach wird der Beton über das Seelenrohr in das Bohrloch gepumpt. Diese Verfahren sind nahezu erschütterungsfrei und werden z.B. bei setzungsempfindlicher Nachbarbebauung angewendet.
Bohrpfahlwände werden aus einer Reihe nebeneinander stehender Bohrpfähle geschaffen, die jeweils einzeln hergestellt werden. Pfahlwände werden für dauerhafte oder temporäre Zwecke, z.B. für seitliche Baugrubensicherungen oder für Hangsicherungen, angewendet. Es wird zwischen folgenden Wandarten unterschieden:

• aufgelöste Bohrpfahlwand
• tangierende Bohrpfahlwand
• überschnittene Bohrpfahlwand

Unmittelbar nach Abschluss des Bohrvorgangs, dem Säubern der Bohrungssohle und gegebenenfalls nach Einsetzen des Bewehrungskorbs ist der Pfahl zu betonieren. Dabei ist sicherzustellen, dass:

• der Beton in der vorgesehenen Zusammensetzung und Konsistenz bis zur Bohrungssohle gelangt,
• der Beton sich nicht entmischt und nicht verunreinigt wird,
• die Betonsäule weder unterbrochen noch eingeschnürt wird.

Lotrecht hergestellte Bohrungen, in denen kein Wasser steht, dürfen mit Hilfe eines Schütttrichters mit anschließendem, mindestens 2 m langem Schüttrohr, ausbetoniert werden.
Im Grundwasser bzw. in einer stützenden Flüssigkeit ist der Beton als Unterwasserbeton herzustellen und einzubringen.

Literatur

• Böhling, Eike; Giesbrecht, Peter: Bohrpfahlbeton. Verlag Bau+Technik, Düsseldorf 1998