Im Spezialtiefbau gehören Bohrverfahren zu den tragenden Säulen der Pfahlgründung. Drehbohrung, Greiferbohrung und verrohrte Bohrverfahren bilden die technische Grundlage zur Herstellung von Bohrpfählen, mit denen hohe Lasten in tiefer liegende, tragfähigere Bodenschichten abgetragen werden. Das gebohrte Hohlraumvolumen wird mit Frischbeton gefüllt, sodass Ortbetonpfähle mit hoher Tragfähigkeit entstehen. Die Ausführung richtet sich nach den normativen Grundlagen der DIN EN 1536, die Anforderungen an Herstellung, Toleranzen und Qualitätssicherung definiert.

Kellybohren: Drehbohrverfahren mit Verrohrung oder Stützflüssigkeit

Das Kellybohren zählt zu den am häufigsten eingesetzten Drehbohrverfahren. Ein Kellybohrwerkzeug wird durch ein teleskopierbares Führungsrohr, die sogenannte Kelly-Stange, mit dem Drehbohrgerät verbunden. Das Bohrwerkzeug löst den Boden durch Drehbewegung und transportiert ihn zur Oberfläche. Je nach Bodenart und Grundwassersituation wird die Bohrung entweder mit temporärer Verrohrung gesichert oder mit einer Stützflüssigkeit stabilisiert. Bentonitsuspensionen aus Natriumbentonit sind hierfür die gängigste Lösung. Sie verhindern das Nachrutschen des umgebenden Bodens und ermöglichen unverrohrtes Bohren in standfesten und weniger standfesten Schichten.

Das Kellybohren eignet sich für Pfahldurchmesser zwischen 0,30 und 3,00 Metern, übliche Pfahllängen liegen zwischen 10 und 50 Metern. Nach dem Erreichen der Endteufe wird die Bewehrung eingebracht und der Pfahl mit Frischbeton gefüllt. Bei verrohrter Bohrung wird die Verrohrung während des Betoniervorgangs schrittweise gezogen, um einen durchgehenden Betonmantel zu gewährleisten.

Greiferbohren: Verrohrte Bohrung in schwierigen Bodenverhältnissen

Das Greiferbohren wird bei schwierigen Baugrundverhältnissen eingesetzt, insbesondere wenn Hindernisse im Untergrund erwartet werden oder wenn eine Durchörterung fester Bodenschichten erforderlich ist. Das Bohrwerkzeug ist ein mechanischer Greifer, der im Wechselspiel von Öffnen, Eindringen, Schließen und Heben den Boden löst und fördert. Die Bohrung wird dabei nahezu immer mit temporärer Verrohrung gesichert, die Schritt für Schritt nachgeführt wird.

Das Verfahren ist geräuscharm und erschütterungsarm, weshalb es sich besonders für dicht bebaute innerstädtische Bereiche und die Nähe zu setzungsempfindlichen Bauwerken eignet. Auch unter beschränkter Höhe, etwa in Unterführungen oder unter Kasematten, ist die Ausführung möglich. Nach der Betonage wird die Verrohrung während des Füllvorgangs zurückgezogen, um Hohlräume zu vermeiden.

Endlosschneckenbohren: Schneckenbohrpfahl mit kontinuierlichem Bodenförderung

Das Endlosschneckenbohren, auch als SOB-Verfahren (Schneckenortbetonpfahl) bekannt, arbeitet mit einer durchgehenden Bohrschnecke, die den Boden beim Drehen nach oben fördert. Nach Erreichen der Endteufe wird der Beton durch das hohle Schneckenrohr an der Bohrschneckenspitze verpresst, während die Schnecke langsam zurückgezogen wird. Der Beton ersetzt so kontinuierlich das Bodenvolumen, das die Schnecke freigibt.

Das Verfahren ist besonders schnell und eignet sich für standfeste bis wenig standfeste Böden. Es ist geräuscharm und erschütterungsarm, weshalb es in innerstädtischen Bereichen bevorzugt wird. Die Bewehrung wird nach dem Betonieren in den noch frischen Beton eingeführt oder in einem Seelenrohr vorab eingebaut. Die Herstellungsgeschwindigkeit hängt stark von Baugrund- und Projektanforderungen ab.

Vollverdrängerbohren: Teilverdrängung statt voller Bodenförderung

Beim Vollverdrängerbohren wird der Boden nicht vollständig gefördert, sondern überwiegend seitlich verdrängt. Das Bohrwerkzeug presst sich in den Untergrund und schafft durch Verdrängung einen Hohlraum. Der Materialbedarf ist projektabhängig, die Bodenförderung ist gegenüber reinen Bohrverfahren verringert. Die Bewehrung wird häufig im Schutz eines Seelenrohrs eingebaut, das während der Herstellung als Führung dient.

Auch dieser Ansatz ermöglicht die geräusch- und erschütterungsarme Herstellung von Lotpfählen und Schrägpfählen bis zu einer Neigung von 4:1. Die Ausführung als Energiepfahl für geothermische Systeme ist möglich, ebenso wie der Einsatz zum Vorbohren in festen Bodenschichten.

Imlochhammerbohren und Lufthebebohren: Spezialverfahren für feste Schichten

Das Imlochhammerbohren kommt zum Einsatz, wenn sehr feste Bodenschichten oder Gestein durchörtert werden müssen. Ein Bohrhammer arbeitet am Bohrlochtiefsten und zerstört den Untergrund durch Schlagenergie. Das gelöste Material wird pneumatisch oder hydraulisch nach oben gefördert. Das Lufthebebohren nutzt einen Luftstrom, um gelöstes Material aus dem Bohrloch zu transportieren – ein Verfahren, das bei großen Tiefen und schwierigen Baugrundverhältnissen Vorteile bietet.

Doppelkopfbohren: Zwei Bohrantriebe für höhere Drehmomente

Das Doppelkopfbohren setzt zwei Bohrantriebe ein, die über ein gemeinsames Bohrwerkzeug arbeiten. Die parallel wirkenden Drehmomente ermöglichen höhere Vortriebsleistungen, insbesondere in schwer lösbaren Böden. Das Verfahren wird bei großen Pfahldurchmessern und hohen Anforderungen an die Vortriebsgeschwindigkeit eingesetzt.

Normen, Bauprodukte und Stützflüssigkeiten nach DIN EN 1536

Die DIN EN 1536 legt Anforderungen an Baustoffe, Bauprodukte und Herstellungstoleranzen fest. Bentonitsuspensionen müssen mit natürlichem oder aktiviertem Natriumbentonit hergestellt werden, Beton muss den Vorgaben für Ortbeton im Spezialtiefbau entsprechen. Bewehrung, Verpressmörtel und weitere Einbauteile sind auf die jeweilige Herstellungsvariante abzustimmen. Überwachung, Prüfung und Aufzeichnungen sind verbindlich vorgeschrieben, um die Qualität der Pfahlherstellung sicherzustellen.

Liebherr bietet mit der LB-Serie Drehbohrgeräte für Kellybohren, Ramm- und Bohrgeräte der LRB-Serie sowie Trägergeräte für Schlitzwandarbeiten an. Die Maschinen ermöglichen den Einsatz verschiedener Anbaugeräte – von Bohrantrieben über Bohrwerkzeuge bis hin zu Schlitzwandgreifern und Fräsrädern. Digitale Assistenzsysteme wie Bohrassistent, Kellyvisualisierung und Prozessdatenerfassung unterstützen die präzise Ausführung und Dokumentation der Bohrarbeiten.

Für Bauunternehmen, die Bohrpfähle als Gründungselemente einsetzen, ist die Wahl des Verfahrens von Baugrund, Projekthöhe, Nachbarbebauung und erforderlicher Tragfähigkeit abhängig. Eine fundierte Baugrunduntersuchung und projektspezifische Planung sind die Voraussetzung für wirtschaftliche und sichere Ausführung.