Zum Tragfähigkeitsnachweis für horizontal belastete Pfähle für die Grenzzustände GEO-2 und GEO-3

Horizontal belastete Pfähle kommen häufig in der Offshore-Technik zum Einsatz, in jüngerer Zeit insbesondere als Gründungselemente für Offshore-Windenergieanlagen. Hierbei handelt es sich um offene Stahlrohrpfähle mit Außendurchmessern - je nach Art der Gründungsstruktur - zwischen etwa 2 m und mehr als 5 m. Das Tragverhalten solcher Pfähle wird in der Praxis mit dem Bettungsmodulverfahren berechnet, und auch der Tragfähigkeitsnachweis wird unter Anwendung dieses Verfahrens geführt. International ist dabei die Bemessung für den Grenzzustand GEO-3 üblich, während in Deutschland gemäß DIN 1054 die Bemessung für den Grenzzustand GEO-2 vorzunehmen ist. In dem Aufsatz werden diesbezügliche Parameterstudien für flexible und steife bis annähernd starre Pfähle dargestellt. Es zeigt sich, dass die beiden Nachweisverfahren bei flexiblen Pfählen zu völlig unterschiedlichen zulässigen Pfahlbelastungen führen. Dies ist aber irrelevant, weil bei solchen Pfählen der Nachweis der Pfahlbiegespannungen bemessungsentscheidend ist. Bei sehr steifen Pfählen ergeben sich dagegen bei Ansatz der offshore-üblichen Teilsicherheitsbeiwerte ähnliche zulässige Belastungen. Für sehr steife Monopiles wird gezeigt, dass der GEO-3-Nachweis - unter Ansatz der offshore üblichen Teilsicherheitsbeiwerte, d.h. insbesondere gleicher Teilsicherheitsbeiwert wie für den GEO-2-Nachweis auf der Einwirkungsseite - in der Regel auf der sicheren Seite liegt.