Optimierungspotential von statischen Pfahl-Belastungsversuchen in feinkörnigen Böden

• Forschungsstelle: ASTRA SBT
• Projektnummer: BGT_20_00E_01
• Projekttitel Englisch: Optimisation potential of static pile-load tests in fine-grained soils

Schlüsselwörter (Deutsch)

Pfahlbelastungsversuche; Zentrifugenmodelltechnik; feinkörnige Böden

Schlüsselwörter (Englisch)

Pile-load tests; centrifuge modelling; fine-grained soils

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Die in den Projektzielen formulierten Fragestellungen werden im Kern durch physikalische Versuche in der Zentrifuge untersucht. Um möglichst geeignete Modelle verwenden zu können, erfolgt zunächst eine Recherche geeigneter Bauprojekte mit Pfahlfundationen, die möglichst umfangreiche Daten zu statischen Belastungsversuchen beinhalten. Diese Bauprojekte bilden die Grundlage zur Ausarbeitung eines detaillierten Versuchsprogrammes mit drei Versuchsreihen in der Armzentrifuge der ETH. In den Zentrifugenmodellversuchen wird zunächst der Einfluss der Wartezeit auf die Tragfähigkeit eines Pfahles untersucht. Danach erfolgen Vergleichsversuche an durchlässigeren Böden, bevor in der dritten Versuchsreihe spezifische Versuche anhand realer Projekte erfolgen. Anhand der Erkenntnisse aus den Zentrifugenmodellversuchen erfolgt die Synthese: Ist das Versuchsprogramm gemäss SIA ausreichend oder gibt es Optimierungspotential durch situative Anpassung des Versuchsprogramms? Wie sehen solche Anpassungen aus? 
Schlussendlich soll es möglich sein, der Praxis auf Grundlage der Norm angepasste Versuchsprogramme vorschlagen zu können, die eine zutreffendere Beschreibung des Tragverhaltens der Pfähle zulassen. 
Zum Schluss werden die wesentlichen Erkenntnisse in einem Schlussbericht zusammengefasst.

Kurzbeschreibung (Englisch)

The questions of the project goals will be investigated through physical modelling tests in the centrifuge. In a first phase, a search for suitable pile foundation construction projects with extensive data on static pile load tests will be conducted in order to obtain suitable models. These pile foundation construction projects will be the basis to develop a detailed testing campaign with three series of experiments on the ETH large geotechnical beam centrifuge. The first test series will investigate the influence of the waiting time on the bearing capacity of the pile. Comparative tests on more permeable soil is the goal of the second series while in the third series specific tests based on real projects will be performed. The synthesis will follow based on the results of the centrifuge tests: Is the test program according to SIA adequate or is there a potential for optimisation by modifying the test program? What would these modifications include?
Finally, it should be possible to suggest modified pile load testing programs based on the standards, which offer a better characterisation of the bearing capacity of the pile.
The essential findings will be summarised in a final report.

Projektziele (Deutsch)

Die statischen Pfahl-Belastungsversuche sollen im Rahmen der Vorgaben der Norm dahingehend untersucht, angepasst und verbessert werden, dass der Tragwiderstand des Pfahles realitätsnaher, unter Berücksichtigung seines späteren Lastabtrages im Baugrund, ermittelt werden kann. Dabei wird erwartet, dass Pfähle höhere Tragwiderstände und ein besseres Lastsetzungsverhalten zeigen, wenn die Dissipation von Porenwasserdrücken abgewartet wird. Dabei sei erwähnt, dass den Bauzuständen mit Auftreten von Porenwasserüberdrücken entlang der Pfähle besondere Beachtung zu schenken ist. Je nach Verwendungszweck des Pfahles kann so eine Optimierung der Pfahlfundation durch bessere Ausnutzung der einzelnen Pfähle erreicht werden.

Projektziele (Englisch)

In the scope of the specification of the standards static pile load tests shall be investigated, adapted and improved in order to better and more realistically determine the load bearing capacity of the pile under consideration of its future load transfer in to the ground. It is excepted that piles will show a higher bearing capacity and load settlement behaviour if awaiting the dissipation of excess pore water pressures. Special attention will be given to the development of excess pore water pressures along the pile shaft. Depending on the purpose of the pile, an optimisation of the pile foundation with better percentage of utilisation of the single pile can be achieved.