Kombinierte Spundwände
CAZ & CU & Rohre
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Kombinierte Spundwände
Stahlspundbohlen lassen sich leicht zu speziellen Anordnungen kombinieren und schaffen Systeme mit hoher Biegetragfähigkeit. Kombinierte Spundwände mit Pfahlprofilen (oder HZ-M, oder Stahlrohren) und Standard-Spundbohlen sind eine dieser Lösungen.
Die Tragbohlen von kombinierten Spundwänden können auch als Rammpfähle verwendet werden und können hohe Vertikallasten, z. B. Kranlasten, tragen. Die Zwischenbohlen wirken hauptsächlich als bodenhaltende und lastabtragende Elemente.
Das äquivalente elastische Widerstandsmoment Wsys pro laufendem Meter bzw. pro laufendem Fuß einer kombinierten Spundwand basiert auf der Annahme, dass die Durchbiegungen von den Tragbohlen und den Zwischenbohlen gleich sind, was zu folgenden Formeln führt
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Kombinierte Spundwände mit CAZ-Pfahlprofilen - CAZ/AZ
Kombinierte Spundwände aus CAZ-Pfahlprofilen und Standard-AZ-Doppelspundbohlen:
Es sind mehrere Kombinationen möglich, um hohe Biegemomente und Trägheitsmomente zu erreichen.
Anmerkungen:
- das in den Tabellen angegebene äquivalente elastische Widerstandsmoment bezieht sich auf das Element, das die größten Spannungen aufnimmt (niedrigstes äquivalentes Widerstandsmoment des Systems);
- wenn die Pfahlprofile eine andere Stahlgüte haben als die Zwischenbohlen, dann müssen die Spannungen in beiden Elementen separat überprüft werden (mit zwei unterschiedlichen äquivalenten elastischen Widerstandsmomenten!);
- die AZ-Zwischenbohlen sind in der Regel leichter und kürzer als die Pfahlprofile;
- die Herstellung der CAZ-Pfahlprofile ist recht teuer und zeitaufwendig. Sie sollte nur von erfahrenen Schweißern auf der Grundlage eines speziellen Schweißverfahrens durchgeführt werden.
Kombinierte Spundwände mit CU-Pfahlprofilen
Kombinierte Spundwände aus U-Pfahlprofilen (CAU-2 / CU-2 / CGU-2) und normalen Einzel-, Doppel- oder Dreifach-U-Spundbohlen. Es gibt mehrere Kombinationsmöglichkeiten, um hohe Biegemomente und Trägheitsmomente zu erreichen.
- AU: 750 mm breite Pfähle (Belval)
- PU: 600 mm breite Pfähle (Belval)
- GU: 400 und 600 mm breite Pfähle (Dabrowa)
Diese Lösungen werden am häufigsten für Stützwände mit Tragfunktion gewählt, bei denen die Pfahlprofile die Steifigkeit der Wand und/oder die vertikale Belastbarkeit erhöhen und in der Regel länger als die Zwischenbohlen sind.
Anmerkungen:
- das äquivalente elastische Widerstandsmoment, das in den folgenden Tabellen angegeben ist, gilt für das Element, das die größten Spannungen aufnimmt (niedrigstes äquivalentes Widerstandsmoment des Systems);
- wenn die Pfahlprofile eine andere Stahlgüte haben als die Zwischenbohlen, dann müssen die Spannungen beider Elemente getrennt betrachtet werden (mit zwei verschiedenen äquivalenten elastischen Widerstandsmomenten!)
- für Doppel- und Dreifachbohlen beruhen die in der Tabelle angegebenen Querschnittseigenschaften auf der Annahme, dass die üblichen Schlösser entweder verpresst oder verschweißt sind.
Kombinierte Spundwände - Stahlrohre und Spundbohlen
Kombinierte Spundwände mit Stahlrohren sind eine Alternative zum HZ-M/AZ-System. Rohrpfähle sind die Haupttragelemente der kombinierten Spundwand (Tragbohlen), die die Horizontallasten aus Boden- und Wasserdruck und die Vertikallasten aus dem Überbau oder dem Ankersystem aufnehmen.
Die zwischengeschalteten AZ-Spundbohlen (Zwischenbohlen) übertragen die Horizontallasten aus dem gestauten Boden und Wasser auf die Rohrpfähle. Beachten Sie, dass Zwischenbohlen in der Regel kürzer sind als die Tragbohlen.
In einigen Ländern werden U-förmige oder kaltgeformte Stahlspundbohlen als Zwischenbohlen verwendet. ArcelorMittal empfiehlt die Verwendung von Doppel- oder Dreifach-U-Pfählen als Zwischenbohlen nicht, da diese eine geringere Rotationskapazität aufweisen (die Schlösser befinden sich auf der neutralen Achse). Kaltgeformte Stahlspundbohlen haben eine lockerere und schwächere Schlossform, so dass ArcelorMittal sie nicht als Zwischenbohlen empfiehlt.
Ein Vorteil von Stahlrohren ist, dass sie aus Rohren mit demselben Außendurchmesser, aber mit unterschiedlichen Wanddicken über die Länge aufgebaut werden können, um den Widerstand der Pfähle an die variablen Momente entlang der Höhe anzupassen. Diese Lösung ist jedoch wegen der Kosten für das Stumpfschweißen nur für relativ lange Stahlrohre wirtschaftlich.
Der Hauptnachteil von Rohren mit großem Durchmesser ist der Transport (hoher Kubaturfaktor) und das Gewicht eines einzelnen einzubringenden Elements (recht leistungsstarke Einbringgeräte können erforderlich sein).
Knicken und Verdrehen von relativ schlanken Rohren kann bei hochfesten Stählen ein Problem darstellen. Ein europäisches Projekt hat diese komplexen Phänomene für Gründungspfähle untersucht, und die Ergebnisse wurden vor einigen Jahren veröffentlicht.
Rohrpfähle von ArcelorMittal sind in zahlreichen europäischen und US-amerikanischen Stahlgüten erhältlich (eine große Anzahl eigener Werke produziert Coils). Die Pfähle sind mit C9-Schlössern ausgestattet, die die Mindest-Schloss-Verhakung (siehe EAU 2012) garantieren, und können auf Wunsch beschichtet werden.
ArcelorMittal Commercial RPS liefert spiralnahtgeschweißte Rohrpfähle, die im Werk von ArcelorMittal Projects in Dintelmond (NL) hergestellt werden. Die Rohre werden mit der Zertifizierung DIN EN 10204 - 2004 geliefert. Das niederländische Werk verfügt über einen Tiefwasserkai und kann Rohrgründungspfähle mit einem Durchmesser von bis zu 3.000 mm, einer Wandstärke von bis zu 25 mm und einer Länge von bis zu 49 m ohne Stumpfschweißung exportieren.
Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über einige der möglichen kombinierten Spundwandsysteme. Weitere Einzelheiten entnehmen Sie bitte unserer Broschüre „Spiralnahtgeschweißte Stahlrohre“.
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