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Negative Mantelreibung

Negative Mantelreibung ist ein Effekt, das aufgrund der Setzung des Bodens um den Pfahl herum auftritt. Der Boden, der sich um den Pfahl senkt, versucht den Pfahl nach unten zu zuziehen und damit seine Tragfähigkeit durch der gegebenen Pfahleindringung verringert wird.

Die Eingabewerte für die Berechnung des Einflusses der negativen Mantelreibung ist die Setzung der Geländeoberfläche w und die Tiefe der Einflusszone dieser Verformung h. Bei gleichmäßiger Flächenbelastung des Pfahls sollte der Wert w etwa dreimal so groß sein, wie der Pfahldurchmesser von seiner Vorderseite. Der Wert h gibt dann die Tiefe an, die durch der Geländesetzung beeinflusst wird und unter der angenommen wird, dass der Boden inkompressibel ohne Verformung ist.

Die Berechnung der negativen Mantelreibung erfolgt am Anfang, wenn die durch den Pfahlmantel übertragene maximalen Scherkräfte T_lim bestimmt werden. Die Annahme der Berechnung ist, dass die Bodenverdichtung von der Wert w auf der Geländeoberfläche bis zum Wert 0 in der Tiefe h linear mit der Tiefe absinkt. Jede Ebene unter der Oberfläche bis zur Tiefe h entspricht also einem bestimmten Wert der Bodenverdichtung. In den Federn der einzelnen Abschnitte, in die der Pfahl unterteilt ist, berechnen wir die Kräfte, die sich aus dieser Verdichtung ergeben. Durch diese Kräfte abminderten wir die Werte T_lim, also den Pfahlmantelwiderstand durch Reibung.

Aus der gegebenen Theorie ist es ersichtlich, dass wenn die Setzung w viel zu groß ist oder die Tiefe der Setzung h zu groß ist, einige Kräfte T_lim bis zu Null fallen können. Im Extremfall kann die negative Mantelreibung den Einfluss des Pfahlmantelwiderstands vollständig eliminieren und der Pfahl nur durch elastischen Untergrund unterhalb dem Pfahlfuß unterstützt wird.