Die Sekantenpfahlwand ist eine Form der Pfahlumhüllung einer Baugrube. Stahlbetonpfähle und unbewehrte Betonpfähle werden geschnitten und ineinandergreifend angeordnet, sodass eine Pfahlwand entsteht, die sich gegenseitig verzahnt. Die Scherkräfte können bis zu einem gewissen Grad zwischen den Pfählen übertragen werden. Neben der Erdabstützung dient die Wand auch der effektiven Wasserabdichtung und eignet sich daher für Gebiete mit hohem Grundwasserspiegel und beengten Platzverhältnissen.
Entwurf einer Sekantenpfahlwand
Theoretisch wirken die benachbarten unbewehrten und bewehrten Betonpfähle, die die Wand bilden, gemeinsam, wenn die Pfahlwand beansprucht und verformt wird. Bei bewehrten Betonpfählen erhöht das Vorhandensein unbewehrter Betonpfähle deren Biegesteifigkeit, was in der Praxis bei der Berechnung mittels der Methode der äquivalenten Steifigkeit berücksichtigt werden kann.
Die Untersuchung eines praktischen Projekts zeigt jedoch, dass der Beitrag des unbewehrten Betonpfahls zur Steifigkeit bei Auftreten von Rissen am Baugrubengrund nur etwa 15 % beträgt. Daher kann die Steifigkeit des unbewehrten Betonpfahls bei großen Biegemomenten vernachlässigt werden. Bei kleinen Biegemomenten hingegen kann der Steifigkeitsbeitrag des unbewehrten Betonpfahls bei der Berechnung der Verformung der Pfahlreihe berücksichtigt werden, und die Steifigkeit des Stahlbetonpfahls kann mit dem Steifigkeitsverbesserungskoeffizienten von 1,1 bis 1,2 multipliziert werden.
Konstruktion einer Sekantenpfahlwand
Die Pfähle werden vorab mit hochverzögertem Beton betoniert. Der Betonüberlappungsbereich benachbarter Pfähle wird vor dem Erstbetonieren durch die Schneidleistung des Bohrgeräts abgetrennt. Anschließend werden die Hauptpfähle gegossen, um die benachbarten Pfähle vollständig zu umschließen.
Der Bauprozess einer einsekanten Spundwand gestaltet sich wie folgt:
(a) Schutzbohrer an Ort und Stelle: Wenn die Positionierungsführungswand ausreichend stabil ist, wird der Bohrer mithilfe des Krans an Ort und Stelle bewegt, wobei die Mitte der Hauptrohrhalterung in der Mitte des Führungswandlochs positioniert wird.
(b) Herstellung eines einzelnen Pfahllochs: Nach dem Einpressen des ersten Abschnitts des Schutzzylinders (Tiefe 1,5 m ~ 2,5 m) entnimmt der Bogenkübel Boden aus dem Schutzzylinder, greift diesen und presst weiter nach unten, bis der erste Abschnitt vollständig eingepresst ist (in der Regel bleiben 1 m ~ 2 m am Boden, um das Anschließen des Zylinders zu erleichtern). Anschließend wird die Vertikalität geprüft. Nach erfolgreicher Prüfung wird der zweite Schutzzylinder angeschlossen usw., bis der Druck die geplante Pfahlsohle erreicht hat.
(c) Anheben des Bewehrungskorbs: Bei Pfahl B ist der Bewehrungskorb erst nach bestandener Bohrlochprüfung einzusetzen. Dabei ist auf die korrekte Höhe des Bewehrungskorbs zu achten.
(d) Betoninjektion: Befindet sich Wasser im Bohrloch, ist die Unterwasser-Betoninjektion anzuwenden; befindet sich kein Wasser im Bohrloch, ist die Trockenbohrloch-Injektion anzuwenden, wobei auf Vibrationen zu achten ist.
(e) Einziehen der Trommel in den Betonhaufen: Ziehen Sie beim Betonieren den Schutzzylinder heraus und achten Sie darauf, dass der Boden der Schutztrommel mindestens 2,5 m unterhalb der Betonoberfläche liegt.
Der Bauprozess der Pfahlreihen gestaltet sich wie folgt:
Bei einer Reihe von blockierenden Pfählen ist der Bauablauf A1→A2→B1→A3→B2→A4→B3 usw.
Konkrete Schlüsselindikatoren:
Zur Bestimmung der Betonierverzögerungszeit von Pfahl A muss die Betonierverzögerungszeit von Pfahl A nach folgender Formel berechnet werden, nachdem die für die Einzelpfahlbildung der Pfähle A und B benötigte Zeit t ermittelt wurde:
T=3t+K
Formel: K — Reservezeit, im Allgemeinen 1,5 t.
Beim Ausheben des Bohrlochs von Pfahl B kann der Beton von Pfahl A, da er noch nicht vollständig ausgehärtet und fließfähig ist, aus dem Schnittpunkt von Pfahl A und Pfahl B in das Bohrloch von Pfahl B strömen und einen „Rohrstoß“ verursachen. Folgende Maßnahmen können dem entgegenwirken:
(a) Den Betonausbreitungsabfall von Pfahl A unter 14 cm halten.
b) Das Bohrrohr muss mindestens 1,5 m unterhalb des Bohrlochgrundes eingeführt werden.
(c) Beobachten Sie in Echtzeit, ob die Betonoberfläche von Pfahl A absinkt. Falls eine Absenkung festgestellt wird, ist der Aushub von Pfahl B sofort zu stoppen. Drücken Sie den Schutzzylinder so weit wie möglich herunter und füllen Sie Pfahl B mit Erde oder Wasser (um den Betondruck von Pfahl A auszugleichen), bis die Druckwelle im Rohr aufhört.
Weitere Maßnahmen:
Beim Auftreten von Hindernissen im Untergrund kann der Bediener, da die Sekantenpfahlwand mit einer Stahlummantelung versehen ist, das Bohrloch absenken, um die Hindernisse zu beseitigen, sobald festgestellt wurde, dass die Umgebung sicher ist.
Es ist möglich, den eingesetzten Stahlkorb beim Herausziehen des Pfahlrohrs nach oben aufzunehmen. Um die Auftriebsfestigkeit zu erhöhen, können vorbeugende Maßnahmen ergriffen werden, beispielsweise die Korngröße des Betonzuschlags von Pfosten B zu reduzieren oder eine dünne Stahlplatte, die etwas kleiner als der Stahlkorb selbst ist, an dessen Unterseite anzuschweißen.
Beim Bau der Sekantenpfahlwand ist neben der Kontrolle der langsamen Abbindezeit der unbewehrten Betonpfähle und der zeitlichen Abfolge der Bauarbeiten an benachbarten unbewehrten und bewehrten Betonpfählen auch die Vertikalität der Pfähle zu überwachen. So wird verhindert, dass die Stahlbetonpfähle aufgrund übermäßiger Festigkeitszunahme der Betonpfähle nicht errichtet werden können oder dass eine große Abweichung der fertigen unbewehrten Betonpfähle von der Rechtwinkligkeit zu einer mangelhaften Haftung mit den Stahlbetonpfählen führt. Dies kann sogar zu Undichtigkeiten in der Baugrube und damit zu Schäden führen. Daher sind für den Bau der Sekantenpfahlwand sorgfältige Vorkehrungen und eine detaillierte Baudokumentation erforderlich, um einen reibungslosen Ablauf zu gewährleisten. Um die Genauigkeit der Bohrlochformung der Verschlusspfähle gemäß den Vorgaben der Planung und der entsprechenden Spezifikationen sicherzustellen, ist eine umfassende Prozesskontrolle der Bohrlochformung notwendig. Zwei an der Pfahlformmaschine angebrachte Richtlatten dienen der Kontrolle der Rechtwinkligkeit der Außenwand des Schutzzylinders in Nord-Süd- und Ost-West-Richtung. Zwei Neigungsmesser können zur Überprüfung der Rechtwinkligkeit des Bohrlochs eingesetzt werden. Sobald eine Abweichung festgestellt wird, sollten Korrekturen und Anpassungen zeitnah vorgenommen werden.
Ähnlich wie beim Bau von durchgehenden Untertagewänden ist auch beim Bau von vollständig verrohrten Schlitzwänden die Errichtung einer Führungswand vor dem Bohren der Pfähle erforderlich. Diese dient der Kontrolle der Lage des Bohrpfahls und als Plattform für die Baumaschinen, um ein Einstürzen des Bohrlochs zu verhindern. Sie gewährleistet die aufrechte Ausrichtung des Verrohrungsrohrs und sichert den reibungslosen Ablauf des Bohrvorgangs. Die Anforderungen an die Führungswand sind in den entsprechenden Anforderungen für Schlitzwände festgelegt.
Veröffentlichungsdatum: 17. November 2023