Zum Sicherheitsniveau bei der Bemessung von Pfählen mit der Finite‐Elemente‐Methode

Im Rahmen der Überarbeitung des Eurocode 7 (EC 7) wird erstmals die Bemessung geotechnischer Konstruktionen mit numerischen Methoden normativ geregelt. Das hierfür in dem neuen EC 7 vorgeschlagene Verfahren sieht Berechnungen nach dem Input Factoring Approach (IFA) und dem Output Factoring Approach (OFA) vor. Es ist jedoch davon auszugehen, dass der Ansatz nach IFA vorrangig für den Nachweis des Baugrundversagens und der Nachweis nach OFA für Bauteilnachweise zum verbindlichen Maßstab werden sollte. Im Kontext der Einführung dieses Nachweiskonzepts ist sicherzustellen, dass hierdurch das bislang etablierte Sicherheitsniveau nicht signifikant verändert wird. Für den Nachweis sind entsprechende Vergleichsstudien erforderlich. In diesem Beitrag werden derartige Vergleichsstudien am Beispiel des Nachweises über die äußere Tragfähigkeit eines vertikal belasteten Einzelpfahles vorgestellt. Es werden sowohl Spitzendruck‐ als auch Mantelreibungspfähle betrachtet. Als Ergebnis zeigt sich, dass eine Nachweisführung gemäß IFA‐Konzept in diesem Fall durchgängig ein Sicherheitsniveau sicherstellt, das im Intervall der bisher gebräuchlichen Sicherheiten liegt. Aus diesen Befunden kann geschlossen werden, dass ein numerischer Nachweis der äußeren Pfahltragfähigkeit des axial belasteten Pfahls mit den im EC 7 vorgeschlagenen Verfahren durchgeführt werden kann, sofern dieser nach der nationalen Normung zulässig ist.

As part of the ongoing revision of Eurocode 7 (EC 7), the design of geotechnical structures using numerical methods is being regulated in a normative manner for the first time. The procedure proposed in the revised EC 7 includes the Input Factoring Approach (IFA) and the Output Factoring Approach (OFA). It is generally assumed that the IFA is primarily intended for the verification of ground failure, whereas the OFA is mainly applicable to structural member verifications. With the introduction of this alternative verification concept, it is essential to ensure that the established safety level is not significantly altered. This requirement necessitates appropriate comparative studies. In this paper, such comparative studies are presented using the example of the verification of the external bearing capacity of a vertically loaded single pile. Both end‐bearing piles and friction piles are investigated. The results indicate that, in this case, verification according to the IFA concept consistently provides a safety level that lies within the range of the safety factors commonly applied to date. It can therefore be concluded that a numerical verification of the external bearing capacity of axially loaded piles using the procedures proposed in EC 7 is appropriate and may be considered a viable alternative design approach in future practice.