Pfahl-Boden-Interaktion beim Rückbau von Rohrpfählen durch die Erzeugung eines hydraulischen Überdrucks im Pfahlinneren

Das Thema der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung der Pfahl-Boden-Interaktion beim Rückbau von Rohrpfählen durch die Erzeugung eines hydraulischen Überdrucks im Pfahlinneren. Im Vordergrund steht dabei die Betrachtung der Spannungsänderung in der Scherzone durch eine aufgebrachte Druckbelastung und Durchströmung des Rohrpfahls.
Zur Beurteilung der Spannungsänderung in der Scherzone wurden umfangreiche großmaßstäbliche Modellversuche durchgeführt. Für die messtechnische Erfassung und Beurteilung der bodenphysikalischen Prozesse im Kontaktbereich Pfahl-Boden wurden neu entwickelte Totalspannungsgeber auf dem Pfahlmantel appliziert. Bisher war eine Beurteilung der ungestörten Scherzone nicht möglich. Entweder wurde die die Scherzone durch einen großen Auftrag der Sensoren beeinflusst, oder die Sensoren wurden mit einem Abstand zum Pfahlmantel angeordnet, sodass die Phänomene lediglich abgeschätzt werden konnten.
Die Ergebnisse der Modellversuche haben eine starke Abhängigkeit zwischen dem Durchfluss des eingeleiteten fluiden Mediums und einer erfolgreichen Extraktion gezeigt. So konnte festgestellt werden, dass sich bei großer Durchströmung die Kontaktspannung in der Scherzone infolge einer hydromechanischen Bodendeformation mit Kornumlagerung reduziert. Eine besonders ausgeprägte Spannungsreduktion konnte bei einer stufenweisen Druckerzeugung beobachtet werden. Die aufgebrachte Druckbelastung im Pfahlinneren erzeugt eine Erhöhung der Effektivspannungen entlang des Pfahlschafts. Ohne die Spannungsreduktion infolge der Gefügeänderung führt die Steigerung der horizontalen Effektivspannungen zu einer signifikanten Erhöhung der Pfahlwiderstände und beeinflusst damit maßgeblich die Extraktion.
Zur Abschätzung des erforderlichen Drucks und der Erfolgsaussicht ist die Erkenntnis der zeitlich bedingten Spannungsreduktion von großer Bedeutung. Bisherige Untersuchungen zeigen zwar die Zunahme der horizontalen Effektivspannungen infolge einer Druckbelastung, aber nicht eine relevante Reduktion der Effektivspannung im Pfahlinneren. Die entwickelten Totalspannungsgeber ermöglichen die Erfassung von Spannungsänderungen direkt im Kontaktbereich Pfahl-Boden. Daraus ergeben sich weitere Möglichkeiten, bisher unbeantwortete Fragestellungen in der Geotechnik wie bspw. das Tragverhalten von Pfählen näher zu untersuchen.