So wählen Sie die richtigen Spezifikationen für kaltgeformte Blechpfähle aus

Die Entscheidung über die korrekten Spezifikationen kaltgeformter Blechpfähle stellt eine ernstzunehmende ingenieurtechnische Entscheidung dar und hat direkte Auswirkungen auf das Projekt hinsichtlich Sicherheit, Kosten und Projektlebensdauer. Es handelt sich um fein verzahnte Stahlbleche, die beim Bau von Stützmauern, Hochwasserschutzwänden, Kellern und Caissons benötigt werden. Obwohl dies eine häufige Erfahrung mit ihnen während der kurzfristigen Anwendung ist, bestimmt die Auswahl des richtigen Produkts bereits kurzfristig dessen zukünftige Leistungsfähigkeit. Im Gegensatz zu den warmgewalzten Blechpfählen werden kaltgeformte Pfähle durch Biegen von Stahlband oder -platte bei Raumtemperatur hergestellt und erzeugen daher leichtere, wirtschaftlichere Komponenten, die in zahlreichen mittelschweren Anwendungen eingesetzt werden können.

Dies sind die wesentlichen Faktorparameter, die bei der fundierten Festlegung der Spezifikationen berücksichtigt werden müssen.

Verstehen der primären Funktion und Umgebung des Projekts

Die Leistung der stahlspundwand hängt von der erwarteten Leistung ab. Die dahinterstehenden Fragen lauten folgendermaßen:

Dauerhaft oder vorübergehend? Vorübergehende Kofferdämme sind so konzipiert, dass sie leicht aufgestellt und wieder abgebaut werden können (wiederverwendbar); dauerhafte Stützwände müssen langfristiger ausgelegt sein und sind aufgrund von Korrosion im Laufe der Zeit teurer in der Unterhaltung.

Was wird zurückgehalten? Beschreiben Sie die zurückgelassenen Gegebenheiten: Art des Bodens, Wassermenge und chemische Stoffe. Ein Beispiel hierfür sind sandige Böden, die sich nicht durch eng zusammenhängende Drücke auszeichnen wie kohäsive Tone.

Umweltbedingungen? Handelt es sich um salziges Wasser, um städtische („friedliche“ Chemikalien) oder ländliche Umgebungen? Dies bestimmt das Korrosionspotenzial und den Bedarf an Beschichtung.

Verfügbare Installationsausrüstung: Der zu verwendende Pfahlquerschnitt muss mit den zur Verfügung stehenden Rammmaschinen oder Vibrationshämmern hinsichtlich Gewicht, Größe und Verzahnungsstärke kompatibel sein.

Wichtige technische Spezifikationen zum Auswerten

Die wichtigsten technischen Anforderungen, die im vorliegenden Projekt zu berücksichtigen sind, lauten:

A. Widerstandsmoment (Z):

Bedeutung: Maß für die Tragfähigkeit einer Querschnittsform. Es gibt die Fähigkeit eines Querschnitts an, einer Biegebeanspruchung standzuhalten.

Praktische Anwendung: Die Ermittlung der Biegebeanspruchung durch Erd- und Wasserdruck erfolgt mittels geotechnischer Analyse. Die ausgewählte Spundwand muss eine sein, stahlspundwand deren berechneter Bedarf dem berechneten Beanspruchungsbedarf – unter Berücksichtigung eines geeigneten Sicherheitsfaktors – entspricht oder diesen sogar übersteigt. Ein Risiko in diesem Fall ist die Unterauslegung, die zu einem strukturellen Versagen führen kann.

B. Verzahnungsfestigkeit:

Was sie ist: Die Trennfestigkeit zwischen benachbarten Spundwandprofilen wird üblicherweise in Kilonewton pro Meter oder Pfund pro Fuß angegeben.

Anwendung: Es muss in der Lage sein, Scherkräfte an der Wandlinie zu übertragen. Die erforderliche Endkraft hängt von der Wandtiefe und dem Biegemoment ab. Ein Verzahnungsprofil ist lose eingefügt und kann unter Belastung entriegelt werden.

C. Stahlgüte und Streckgrenze:

Was das ist: Die Werkstoffeigenschaft des stahlband , z. B. S355GP (minimale Streckgrenze von 355 MPa) nach EN 10249 oder einer beliebigen ASTM-Norm.

Anwendung: Eine höhere Streckgrenze ermöglicht den Einsatz eines schmaleren und leichteren Profils bei gleichem Widerstandsmoment und kann möglicherweise die Material- und Transportkosten senken. Stähle höchster Güte sind möglicherweise weniger duktil, was sich auch auf das Einrammen in hartem Boden auswirken kann.

D. Abmessungen und Gewicht:

Was damit gemeint ist: Die Gesamttiefe des Pfahls, die Dicke des Stegs bzw. der Flansche sowie die Breite der einzelnen Paneele sowie das Gewicht pro Quadratmeter.

Anwendung: Dickwandige Profile sind solche, die von Natur aus stabiler sind und ein hohes Widerstandsmoment aufweisen. Die Nutzung und Errichtung leichter Konstruktionen stellt geringere Anforderungen. Der andere Aspekt ist ein Kompromiss zwischen den statischen Anforderungen, der Korrosionszulage und den logistischen Aspekten der Montage.

E. Beschichtung und Korrosionsschutz:

Was es ist: Beschichtungen sind zwingend erforderlich bei aggressiver Umgebung oder langfristigen Bauvorhaben.

Anwendungen: Üblicherweise erfolgt die Beschichtung als Feuerverzinkung oder polymere Oberflächenbeschichtung. Art und Dicke der einzusetzenden Beschichtung (z. B. Zinkdicke in Mikrometern) sind erforderlich und richten sich nach den Empfehlungen der Geländebegutachtung oder nach Standardrichtlinien wie ISO 12944, abhängig von der geplanten Nutzungsdauer des Projekts und der prognostizierten Korrosionsrate.

Der Spezifikationsprozess: Ein schrittweiser Ansatz

Geotechnische Untersuchung: Beschaffung eines Bodengutachtens (Parameter: Bodenart, Kohäsion, Reibungswinkel, Grundwasserspiegel).

Berechnung der Last: Ein zugelassener Berechnungsingenieur muss den seitlichen Erd- und Wasserdruck berechnen; anschließend sind das Biegemoment, die Querkraft und die Verzahnungsfestigkeit zu ermitteln, die in der jeweiligen Tiefe der Wand erforderlich sind.

Erste Auswahl: Wählen Sie 2–3 Pfahlelemente gemäß den Hersteller-Datenblättern aus – und zwar solche, deren Widerstandsmoment und Verzahnungsfestigkeit die berechneten Anforderungen nicht unterschreiten.

Lebenszykluskostenanalyse: Entscheidungsvergleich anhand des Erstpreises, des Installationspreises (Leichtigkeit des Einbringens) und der langfristigen Wartungskosten (Korrosionsschutz) der engen Auswahl. Was im 50-jährigen Lebenszyklus möglicherweise die kostengünstigste Lösung darstellt, ist nicht zwangsläufig auch der preisgünstigste Pfahl beim Erstkauf.

Überprüfung und Endgültige Festlegung: Dadurch wird sichergestellt, dass die endgültige Entscheidung allen geltenden lokalen Bau- und Materialvorschriften entspricht (z. B. EN 10249, ASTM A572/A572M).

Fazit: Präzision gewährleistet Leistung

Die Spezifikationen für kaltgeformte Spundwände stellen einen Kompromiss zwischen Geotechnik, Baustatik und angewandter Wirtschaftlichkeit dar. Es ist nicht immer offensichtlich, dass die beste Spundwand einfach diejenige ist, die sich am besten für Ihre konkrete Situation vor Ort, die auf der Struktur lastenden Belastungen sowie Ihre Projekte eignet. Von entscheidender Bedeutung ist hier das fachliche Urteilsvermögen des Ingenieurs sowie die korrekte Nutzung der relevanten Daten.

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