GSA Schraubfundamente

Mikropfähle als hochbelastbare Verdrängungspfähle

Unsere GSA Schraubfundamente oder ground-screw-anchor sind volle Verdrängungspfähle in Anlehnung der DIN EN 12699 und werden erschütterungsfrei in die vorberechnete Bodentiefe eingedreht.

Unsere smarte Eindrehtechnik ist leicht und sehr kompakt. Das Umsetzten erfolgt mit einem 3,5 Tonnen Anhänger. Das Trägerfahrzeug hat eine Breite von 1,6 m. Somit sind wir in der Lage auch in sehr beengten Baufeldern erfolgreich zu arbeiten. Die Pfähle werden nach dem Eindrehen mit Beton lt. Zulassung verfüllt.

GSA Schraubfundamente sind:

witterungsunabhängig, schnell und präzise
kostentransparent und flexibel
erfordern keine Erdarbeiten
keine Transportkosten von Erdaushub und Füll-Kies
nach der Montage sofort voll belastbar
einfacher Rückbau für temporären Bedarf (Containeranlagen oder Tiny Häuser)
nachhaltig, umweltfreundlich und einfach zu Recyceln
ideal in Verbindung mit der Thermo-Holzbodenplatte
schnelle und flexible Ertüchtigung von Kranplätzen
kostenloser Mehrwert durch hohe Auszugsmomente
hoch belastbar für Eindrehmomente bis 17.000 Nm bei 10 U/min

+ - Powerpointpräsentation im Rahmen einer Onlineschulung für den BUND MV: Click to collapse

Thema: Errichtung von baulichen Anlagen und Gebäuden der Klasse 1-3 ohne Bodenversiegelung mit GSA Schraubfundamenten

Ground Screw Anchors oder GSA Schraubfundamente oder einfach GSA Pfähle sind ein Verfahren zur Herstellung von Pfahlfundamenten.

Die Schraube ist die verlorene Hülse und wird nach dem Eindrehen mit Beton verfüllt und zum dauerhaften Pfahlfundament. Die Berechnung und Dimensionierung richtet sich nach der EA Pfähle. Das Schraubfundament verdrängt und verdichtet den umliegenden Boden und hat demnach über die Gewindegänge eine sehr feste Verankerung und hohe Mantelreibung im Boden. Berechnungstechnisch arbeiten wir mit Mantelreibung und Spitzendruck. Diese werden ja nach Bodenart unterschiedlich gewichtet.

K i s s - keep it straight & simple

• Alle Verfahrensschritte wurden möglichst einfach und verständlich gehalten.
• Verbindung von Schraube und Bohrgerät mit einfachem Stift, der es ermöglicht, die Schraube auch auf Zug zu belasten.
• Eingeschweißte M 16 Muttern mit Fixierungsring ermöglichen eine exakte Fixierung beim Einschweißen. Die Elemente sind passgenau und ermöglichen eine schnelle und kraftschlüssige Verbindung der einzelnen Teile auf der Baustelle.

Multifunktionskopf

• Unser Multifunktionskopf ist ein Herzstück in unserem Programm.
• Nach dem Einstellen der eingedrehten Schrauben auf Höhe und Winkel wird der Kopf ÜBER die Schraube gestülpt und mittels Drehung und der Deckelplatte an die Maßvorgaben angeglichen und mit den 12 Stück M 16 Schrauben fixiert.
• Für die Anzeichnung der Höhe an den Schrauben haben wir diverse Hilfswerkzeuge zum horizontalen Anzeichnen entwickelt.

Schwere Reihe – Grundelement mit Spitze

Schwere Reihe – Verlängerung

Schwere Reihe – Gewindeverlängerung

• für bindige weiche Standorte

Schwere Reihe – Deckelplatten & Zubehör etc.

Kurze Spitze und viel Gewinde vs langer Spitze mit wenig Gewinde

• Je kürzer/stumpfer eine Schraubenspitze ist, umso mehr Druck & Drehmoment müssen wir aufwenden, um die Schraube einzudrehen und umso größer ist die Tragfähigkeit der Spitze und der Schraube.
• Je länger und spitzer eine Schraube ist, umso leichter lässt sich die Schraube eindrehen und umso geringer ist der Anteil/Prozentsatz der Spitzentragfähigkeit an der Gesamttragfähigkeit.
• Das glatte Rohr oberhalb der Gewindegänge hat selbst im festen Boden eine sehr geringe Mantelreibung und geringe Tragfähigkeit.
• Ein hochbelastbares Schraubfundament hat eine kurze Spitze und möglichst viel Gewindegänge.

Leicht winkelig und passgenau auf +/- 5 cm vs Punktgenau und lotrecht

• Ein kleiner Stein oder eine fingerdicke Wurzel genügt, um die Schraube in den ersten 50 cm Eindrehweg vom Messpunkt zu verschieben. In größeren Tiefen bewirken Hindernisse wie Steine oder feste Bodenschichten eine Schrägstellung der Schraube beim Eindrehen oder Stopp des Eindrehvorgans bei Erreichen des max. Drehmomentes der Eindrehtechnik.
• und genau das ist die Realität im Baufeld
• Die durchschnittliche Steigung von Schraubfundamenten beträgt 5 bis 6 cm = 5 bis 6 cm pro Umdrehung! Viel Spaß für das Eindrehteam die Höhe genau zu treffen.
• Das Zurückdrehen von Schraubfundamenten ist verboten – akute Setzungsgefahr –
• Punktgenau und lotrecht funktioniert mit kleinen Schrauben und somit bewegt sich das Verfahren außerhalb der EA Pfähle, gut geeignet für Zaunanlagen Gartenhäuser, Terrassenanlagen etc..

Handgeführte Eindrehtechnik oder maschinengeführte Eindrehtechnik

Variable Köpfe vs fest verbundene Köpfe

• Fest verbundene Köpfe ermöglichen keine Anpassung des Pfahls an die Realität im Baufeld.
• GSA Schraubfundamente werden nach dem Eindrehen grundsätzlich auf Höhe und Winkel (horizontal) eingestellt und abgeschnitten. Der GSA Multifunktionskopf gleicht die Realität im Baufeld aus und ermöglicht ein einfaches und bequemes Angleichen der Deckelplatten an die vorgegebenen Höhen und Maße.

Feuerverzinkte verfüllte GSA Pfähle vs feuerverzinkte hohle Pfähle

Die Feuerverzinkung ist ein bewährtes und erprobtes Verfahren zum Schutz von Stahlkonstruktionen vor Korrosion. Für das Korrodieren von Stahl sind neben Umwelteinflüssen, wie Bodensäuren und Wasser, Sauerstoff notwendig. Da der Pfahl außen fest in den Boden eingebunden ist, fehlt für eine Korrosion Sauerstoff. Im Pfahlinneren sind Sauerstoff, ein schwankender Wasserstand und Bodensäure, also alles was für einen Korrosion notwendig ist, vorhanden. GSA Schraubfundamente haben eine sehr aufwendige und stabile Verbindung der einzelnen Verlängerungen und werden durch das Verfüllen mit Beton zu einem dauerhaften Pfahlfundament.

Unterschied zu reinen Betonpfählen

• Im Gegensatz zu klassischen Micro- oder Bohrpfählen bieten unsere GSA Schraubfundamente eine geschlossene Hülle und ermöglichen somit das Abbinden von dem Beton ohne störende Bodeneinflüsse wie drückendes Wasser, Bodensäuren in Torfböden oder Wasser-Schlammlinsen.
• Bei ausreichendem Drehmoment im Verhältnis zur Bodenansprache ist der Pfahl somit tragfähig und dauerhaft. (trockene Lehmböden vs feuchte Lehmböden)

Bodenmechanik und Auswertung von Baugrundgutachten

• Für die Dimensionierung der Schraubfundamente brauchen wir eine Bodenansprache durch einen Geologen, Schlagzahlen und Wasserverhältnisse im Boden und gegebenenfalls noch der Höhenunterschied im Baufeld.
• Grundbedingung lt. EA Pfähle: Die Schraubfundamente (verdrängende Pfahlfundamente) müssen 2 m tief in den tragfähigen Boden eingedreht/eingebracht werden.
• Durchschnittlich wird der Boden in der Norddeutschen Tiefebene in 2 m Tiefe fest. Somit haben wir im Schnitt pro Lastpunkt mit einer Spitze mit 2,6 m und einer Verlängerung ohne Gewinde mit 2 m, zusammen 4,6 m.

Beispiel für eine Geotechnische Auswertung und Berechnung der Tragfähigkeit

Voraussetzungen für den Einsatz von GSA Pfählen / Schraubfundamenten

• Die Freiheit des Baufeldes von Leitungen aller Art.
• Die Freiheit des Baufeldes von Hindernissen aller Art.
• Die Freiheit des Baufeldes von Kampfmitteln aller Art.

Welche Bauwerke und technische Anlagen können wir mit GSA Schraubfundamenten gründen

• Einfamilienhäuser mit unterlüfteter ThermoHolzbodenplatte
• Mehrfamilienhäuser mit Pfahlgruppen an den Lastpunkten mit unterlüfteter ThermoHolzbodenplatte
• Technische Anlagen, Trafohäuschen, Strom- und Funktürme mit Pfahlgruppen und gegebenenfalls Zugpfählen zur Abspannung
• Werbepylone mit Pfahlgruppen und Zugpfählen zur Abspannung
• Temporäre Lastpunkte für Kräne und Gerüste
• Militärische Barrikaden & Barrieren

Potenzial und Einsatzmöglichkeiten von GSA Pfählen an praktischen Beispielen

1. Überall wo Gebäude und bauliche Anlagen ohne Bodenversiegelung errichtet werden müssen
2. Überall, wo eine Flachgründung nicht funktioniert
3. Überall, wo die Raumverhältnisse sehr beengt sind
4. Überall, wo die Nachbargebäude durch Erschütterung gefährdet sind
5. Überall, wo die bekannten Verfahren deutlich mehr Eingriff in die Natur erfordern
6. Überall, wo der Transport der Bodenaustauschstoffe und Betons verkehrstechnisch unkalkulierbar ist.
7. Überall, wo es keine örtliche Betoninfrastruktur gibt

Überall wo Gebäude und bauliche Anlagen ohne Bodenversiegelung errichtet werden müssen

• Bauen ohne Bodenversiegelung wird das dominierende Thema in naher Zukunft sein und durch gesetzliche Auflagen oder Förderung sehr schnell an Bedeutung gewinnen. Die Baustoffersatzverordnung und die „Kiessteuer“ sind Vorboten zu dieser Aufgabe.
• Mit einer ThermoHolzbodenplatte und GSA Schraubfundamenten sind diese Auflagen bzw. Kosten für die Baubetriebe und Hausherren vom Tisch. Übrigens ist die Menge an Stahl für die GSA Schraubfundamente meist geringer als die Menge an Armierungsstahl für eine konventionelle Bodenplatte.

GSA Schraubfundamente mit Montagerahmen für Thermoholzbodenplatte

ThermoHolzbodenplatte mit Tragrahmen

Bauphysikalische Vorteile einer unterlüfteten Bodenplatte

• Energieverluste entstehen durch Wärmeleitung von einem Medium zum anderen oder durch Wärmestrahlung.
• Bei der Wärmeleitung spielt die Wärmeleitfähigkeit und die Wärmekapazität der Materialien eine große Rolle. Wärmeleitung entsteht schon bei relativ geringen Temperaturdifferenzen.
• Wärmestrahlung benötigt höhere Temperaturdifferenzen für eine Energieübertragung.
• Holz ist ein schlechter Wärmeleiter und Luft hat eine sehr geringe Wärmekapazität.
• Die stehende Luftsäule hat eine Wärmekapazität von nahezu Null. Demnach findet zwischen der Holzbodenplatte und der Luftschicht ein sehr geringer Energieaustausch statt. Für einen Energieverlust durch Wärmestrahlung sind die Temperaturdifferenzen zu gering. Somit haben wir eine perfekte Isolierung.
• Die feuchte und dauerkalte Erde unterhalb einer Betonbodenplatte hat die Wärmekapazität von nahezu „unendlich“. Somit findet an 360 Tagen im Jahr ein Energieverlust statt. Die Temperaturdifferenz zwischen dem Innenraum und der Erde beträgt ca. 12 Kelvin. Der U Wert basiert auf einer Temperaturdifferenz von 1 Kelvin. Die Wärmeleitfähigkeit der Materialaien ist keine Konstante, sondern temperaturabhängig! Bei Temperaturdifferenzen von z.B. 20 Kelvin (Innen 20°C, Außentemperatur 0 °c) stellt der U-Wert die Dämmung Werte der Konstruktion falsch dar.

Überall wo eine Flachgründung nicht funktioniert

• Moorböden, Böden mit Wasserlinsen, aufgeschüttete Böden mit sehr hohem Setzungsrisiko, locker gelagerte feuchte Lehm- oder Tonböden, Bereiche mit Stauwasser und aufsteigender Feuchtigkeit, Grundstücke im Bereich von Überschwemmungsgebieten.

Eindrehen eines GSA Schraubfundamentes in einen ehemaligen Bachlauf.

Bau einer Brücke mit 4 GSA Schraubfundamenten für die Erschließung des Baufeldes

Alle GSA Schraubfundamente sind fertig eingedreht und auf Höhe und Winkel eingestellt. Im Hintergrund die gesamte Menge an Beton (1 Palette) für die Fundamente.

Schnittbild von dem zukünftigen Gebäude auf dem Baufeld. Ehemaliger Ski-Pavillon der nach 10 Jahren Container-Schlaf zu neuem Leben erweckt wird.

Überall wo die Raumverhältnisse sehr beengt sind

• Die Breite unseres Teleladers zum Eindrehen der GSA Schraubfundamente beträgt 1,6 m zuzüglich Rangierraum. Das Transportgewicht 2,7 t und der Transport erfolgt mit einem 3,5 t Anhänger und eine Kleintransporter mit 3,5 t GG.
• Das Baufeld von den folgenden Bildern war 6,5 x 7,4 m groß.

Abstand zwischen Bohrpunkt und Nachbargebäude ca. 1 m !

Überall, wo die Nachbargebäude durch Erschütterungen gefährdet sind

• Baufeld in der Altstadt von Wittstock. Sehr beengtes Baufeld mit Gewichtsbegrenzung der Zuwegung. Die Nachbargebäude sind Denkmalgeschützt und akut einsturzgefährdet
• Der Grundwasserspiegel lag zum Zeitpunkt der Baumaßnahmen ca. 50 cm unterhalb GLK. In ca. 2 m Tiefe ist eine Torfschicht von ca. 1 m Mächtigkeit vorhanden.
• Ein Bodenaustausch hätte eine umfangreiche und sehr teure Abstützung erfordert.
• Eine klassische Pfahlgründung ist aufgrund der Torfschicht und dem drückendem Wasser problematisch und aufgrund der kleinen Baustelle durch die hohen Kosten der Baustelleneinrichtung unwirtschaftlich.
• Unsere Lösung: Eindrehen der GSA Schraubfundamenten ohne Erschütterung und Gefährdung der Bestandsgebäude.

Die Bestandsgebäude stehen unter Denkmalschutz, und sind akut einsturzgefährdet Der Abstand der Bohrpunkte lag unter 50 cm ! GSA Schraubfundamente werden ohne Erschütterung eingedreht. Eine Tiefgründung war aufgrund der Torfschicht in 2 m Tiefe unumgänglich.

Gleiches Baufeld - drückendes Wasser in ca. 50 cm Tiefe

Alle GSA Schraubfundamenten wurden auf Abschaltdrehmoment eingedreht, und zeigen die natürlichen Unterschiede in der Bodenstruktur.

Überall, wo die bekannten Verfahren deutlich mehr Eingriffe in die Natur erfordern

• L-Schalen vs. GSA Pfählen
• Einbau der statischen Stützen und Zuganker für den Bau einer Hangabstützung mit GSA Schraubfundamenten und Hohlblocksteinen. Der Eingriff in die Natur wurde minimiert, und zusätzlich konnten erheblich Kosten eingespart werden.

Überall, wo der Transport der Bodenaustauschstoffe und des Betons verkehrstechnisch unkalkulierbar ist, z.B. bei Stau und Verkehrskollaps in Ballungszentren

Überall wo es keine örtliche Betoninfrastruktur gibt

• Steigende Kosten für den Transport von Gütern betreffen ganz besonders die Baubranche, da eine Substitution durch Schiene oder Schiff meist nicht möglich ist. Bodenaustausch, benötigte Füllstoffe und zuletzt der Beton, stellen erhebliche Transportmengen dar. Je ferner die Baustelle zur vorhandenen Kiesgrube und zum Betonwerk ist, desto teurer die Gründung mit Beton. Dies betrifft insbesondere den ländlichen Raum und Baumaßnahmen in großen Flächenländern oder Entwicklungsländern.