Pfahlgestützte Böden aus Stahlfaserbeton
Im klassischen Industriebodenbau zählt Stahlfaserbeton zu den gängigsten Bewehrungsmethoden. In Zeiten in denen ausreichend tragfähige Untergründe immer spärlicher werden treten Pfahlgründungen als Gründungskonzepte vermehrt in den Vordergrund.
Dramix-Stahldrahtfasern bietet eine rein mit Stahlfaserbeton bewehrte Bodenplatte auf Pfählen. Abb.: Bekaert GmbH
Ungeachtet der zahlreichen Vorteile von Stahlfaserbetons besteht das typische Bewehrungskonzept häufig noch aus einer unteren und oberen flächenhaft verlegten konventionellen Bewehrung. In Bereichen hochbelasteter Pfähle und zur Reduktion der Durchstanzproblematik oftmals auch Aufvoutungen oder Durchstanzbewehrung.
Das alternative Bewehrungskonzept Stahlfaserbeton basiert auf der bauaufsichtlich eingeführten DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton, die in ihrer aktuellen Fassung vom November 2012 als Ergänzung und Änderung zu DIN EN 1992–1–1 in Verbindung mit DIN EN 1992–1–1/NA, DIN EN 206–1 in Verbindung mit DIN 1045–2 und DIN EN 13670 in Verbindung mit DIN 1045–3 vorliegt. Die Richtlinie Stahlfaserbeton erlaubt die Ausführung von pfahlgestützten Bodenplatten in reiner Stahlfaserbewehrung sowie in Kombination mit konventioneller Bewehrung.
Die Wirkung des Stahlfaserbetons beschränkt sich in der Bemessung nicht nur auf die Biegetragfähigkeit, die durch die Nachrissbiegezugfestigkeit des Stahlfaserbetons charakterisiert und in Leistungsklassen eingeteilt wird. Vielmehr entfaltet der Stahlfaserbeton sein vollständiges Potenzial bei der zusätzlichen Anrechnung der Wirkung der Nachrissbiegezugfestigkeit auf die Schub- und Durchstanztragfähigkeit. Durch den Einsatz von Stahlfaserbeton kann die Durchstanztragfähigkeit des Querschnitts deutlich gesteigert werden, sodass eine Optimierung in Hinblick auf Plattenstärke und Bewehrungsanordnung erfolgen kann. Aufgrund der normativen Regelung in Leistungsklassen stehen dem Planer zudem zugesicherte Eigenschaften des Stahlfaserbetons zur Verfügung.
In der Baupraxis haben sich in Abhängigkeit des Pfahlrasters, der Belastung, sowie Anforderungen an die Rissbreitenbeschränkung drei Systeme aufbauend auf den Stahlfaserbeton etabliert.
Mattenpatches können die Zulagebewehrung bei pfahlgestützten Bodenplatten bilden. Abb.: Bekaert GmbH
Reiner Stahlfaserbeton
Systeme, die nur mittels Stahlfaserbeton bewehrt sind, zeichnen sich durch ihre hohe Geschwindigkeit beim Einbau aus. Aufgrund des Wegfalls der konventionellen Bewehrung kann der Stahlfaserbeton direkt aus dem Fahrmischer eingebracht werden, sodass auch auf den Einsatz von Betonpumpen verzichtet werden kann. Bei diesem System ist zu beachten, dass eine Einbindung der Pfähle in die Bodenplatte nicht möglich ist und eine freie Schwindverformung gewährleistet werden muss. Die Ausführung der Platten erfolgt entsprechend den Grundlagen klassischer fugenarmer Bodenplatten, bei denen Tagesfeldabstellungen mittels verdübelter Fugenprofile hergestellt werden. Die Gleitfähigkeit der Bodenplatte kann über eine Trennlage in Form von PE-Folie oder ähnlichem hergestellt werden.
Stahlfaserbeton mit lokaler Mattenzulage
Zur Steigerung der Tragfähigkeit von stahlfaserbewehrten Böden können oberhalb der Pfähle zusätzliche Mattenstücke eingelegt werden. Diese lokalen Mattenzulagens erhöhen die Biegetragfähigkeit oberhalb der Pfähle und decken auftretende Spitzenmomente ab. Der Einbau der Zulagen kann während des Einbringens des Betons geschehen und bietet somit ähnliche Geschwindigkeitsvorteile wie der Einsatz von reinem Stahlfaserbeton. Auch hier kann, durch den Wegfall einer vollflächigen Bewehrung, der Einbau ohne Betonpumpe und direkt aus dem Fahrmischer heraus erfolgen. Das Einbinden der Pfähle in die Bodenplatte ist auch hier nicht möglich, sodass eine zwangsarme Lagerung der Platte erforderlich ist.
Mit LaserScreed und Betonmischer wird der Dramix-Stahlfaserbeton mit oberer vollflächigen Bewehrung eingebaut. Abb.: Bekaert GmbH
Stahlfaserbeton in Kombinationsbewehrung
Die höchste Tragfähigkeit für pfahlgestützte Systeme lässt sich über die Kombinationsbewehrung erzielen. Hierbei wird die Tragwirkung der Bewehrung mit der Tragwirkung der Stahlfaserbewehrung kombiniert. Je nach Erfordernis als Ausführung mit oberer Bewehrungslage oder mit oberer und unterer Bewehrung. Neben der Steigerung der Tragfähigkeit kann bei Einsatz der vollflächigen Kombinationsbewehrung die Rissbreite rechnerisch ermittelt werden, so dass Zwangskräfte zum Beispiel aus Schwindverformung in der Bodenplatte aufgenommen werden können. Die Einbindung der Pfähle in die Bodenplatte ist ebenfalls möglich, sodass diese auch zur Aussteifung herangezogen werden können.
Stahlfaserbeton zählt schon heute als die Standardbewehrung für Industrieböden. Mit der bauaufsichtlichen Einführung der DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton wurde das Anwendungsspektrum für Stahlfaserbeton stark erweitert, sodass auch bauaufsichtlich relevante Bauteile aus Stahlfaserbeton durch den Tragwerksplaner geplant und bemessen werden können. In der Ausführung bieten pfahlgestützte Systeme aus Stahlfaserbeton weiterhin deutliche Vorteile wie Zeit- und Kostenersparnis im Vergleich zu konventioneller Bewehrung und/oder aufwendigen Bodenverbesserungsmaßnahmen.
www.bekaert.com
Andreas Haus, M. Sc.Technischer Leiter Bauprodukte, Bekaert GmbH
