Bohr- und Gründungsoptimierung: Wie moderne Maschinen mehr Effizienz versprechen

Bauer-Maschinen arbeiten am Grand Paris Express in Frankreich (Foto: Bauer)

Die Anforderungen an Bohr- und Gründungsgeräte sind im Vergleich zu anderen Baugeräten gleichermaßen spezifisch und ähnlich.

Spezifisch aufgrund der Aufgabe – Bohren in den Boden hat nichts mit Erdbewegung zu tun –, aber noch spezifischer ist es, wenn man die vielen Faktoren und Variablen berücksichtigt, die die Arbeit beeinflussen. So wirken sich beispielsweise große Unterschiede in der Bodenbeschaffenheit auf die Bodenstabilität und damit auf die Arbeit aus, und es besteht immer die Möglichkeit, auf unerwartete geologische Anomalien wie harte Gesteinsschichten, Hohlräume oder sogar Grundwasser zu stoßen, die den Betrieb stören und auch die Ausrüstung beschädigen können.

Die Herausforderungen, die dieser Sektor mit anderen Baubranchen gemeinsam hat, liegen im Umgang mit unterschiedlichen Vorschriften, erhöhtem Nachhaltigkeitsdruck, der Suche nach qualifizierten Arbeitskräften zur Bedienung der Geräte und der Einbeziehung zunehmender technologischer Fortschritte.

Der Sektor verzeichnet ein Wachstum, da sowohl die globale Nachfrage nach Infrastruktur als auch der Bedarf an deren Modernisierung steigen. Für beide Aufgaben werden Bohr- und Fundamentausrüstungen für Aufgaben wie tiefe Ausgrabungen, Rammarbeiten, Fundamentreparaturen und mehr benötigt.

Bedarf an neuer Ausrüstung

Ein weiterer Wachstumstreiber ist die Erkenntnis in vielen Ländern weltweit, dass Bohr- und Fundamentarbeiten nachhaltiger und moderner durchgeführt werden müssen, was den Einsatz neuer Geräte vorantreibt.

Diese Ansicht wird durch einen Bericht von Business Research Insights gestützt, der schätzt, dass der globale Markt für Bohr- und Fundamentausrüstung im Jahr 2023 einen Wert von 4,5 Milliarden US-Dollar hatte und bis 2032 7,5 Milliarden US-Dollar erreichen wird.

Ein führender Akteur in diesem Segment ist das schwedische Unternehmen Epiroc. Der Erstausrüster hat kürzlich seinen aktualisierten PowerROC T35 auf den Markt gebracht. Im Gespräch mit International Construction sagte Masanori Kogushi, leitender Produktmanager bei Epiroc, dass das neue Modell die steigende Nachfrage der Kunden nach niedrigeren Betriebskosten, höherer Kraftstoffeffizienz und einfacher Bedienung befriedigt.

„Der Kraftstoffverbrauch ist um bis zu 40 % niedriger, da die Motordrehzahl automatisch durch Lasterkennung geregelt wird und ein Kraftstoffsparmodus aktiviert wird, der durch Auswahl der maximalen Motordrehzahl zum Bohren aktiviert wird. Für eine einfache und intuitive Bedienung sorgen zwei elektrische One-Touch-Hebelsteuerungen, die das Wechseln der Stangen und das Bohren viel einfacher und schneller machen“, sagt er.

„Ein 12-Zoll-Touchscreen mit Tastendisplay für das Überwachungssystem zeigt den Betriebsstatus an, beispielsweise Fehlerbehebung, Wartungsbedarf, Bohranlagenneigung und Bohrparameter. Die Gesamtbetriebskosten werden durch geringere Wartungskosten, ein um 50 % reduziertes Hydraulikölvolumen und ein doppelt so langes Wartungsintervall gesenkt.“

Bohr- und Fundamentausrüstung spielt beim Projekt Grand Paris Express eine Schlüsselrolle (Foto: AdobeStock)

Zum Thema Nachhaltigkeit sagt er: „Ja, ein geringerer Kraftstoffverbrauch ist gefragt und gehört zu den Zielen für unsere Kunden.“

Tommi Lehtonen, Group CEO bei Junttan, stimmt zu, dass Nachhaltigkeit immer wichtig ist. Der CEO des Unternehmens, das kürzlich eine neue DR5-Bohranlage auf den Markt gebracht hat – mehr dazu später – sagt: „Nachhaltigkeit ist für alle wichtig. Wir haben uns auf optimale Energieeffizienz konzentriert, d. h. auf geringen Kraftstoffverbrauch und minimalen Materialverbrauch. DR5 ist 20 Tonnen leichter als unser vorheriges ähnliches Modell und die meisten Konkurrenzprodukte, und daher sparen wir 20 Tonnen Stahl, was einen großen Einfluss auf die CO2-Emissionen hat. Die DR5-Plattform ist auch so konzipiert, dass sie batterieelektrische Stromleitungen unterstützt, um in Zukunft lokal CO2-freie Versionen zu ermöglichen.“

Technologie im Vordergrund

Technologie geht Hand in Hand mit Nachhaltigkeit, da sie zu mehr Effizienz führt. Und je effizienter ein Projekt ist, desto nachhaltiger ist es. Der Technologieriese Trimble hat kürzlich die Verfügbarkeit einer Trimble Ready-Werksoption für neue Mincon-Ramm- und Bohrgeräte angekündigt.

Dies bedeutet, dass bei Mincon-Bohrmastaufsätzen für Kompaktlader und Bagger jetzt die Option zur Installation des Trimble Groundworks-Maschinensteuerungssystems besteht, was die Kosten und den Aufwand der Installation für den Auftragnehmer erheblich reduzieren kann.

Das eigenständige Anbaugerät ist so konzipiert, dass es an den Stiel einer Vielzahl von Baggern angeschlossen werden kann. Bediener haben die Möglichkeit, eine Maschine in der Nähe einer Projektstelle zu mieten und sich das Anbaugerät separat liefern zu lassen, was die Kosten senkt.

Was Effizienzeinsparungen angeht, verrät Jonathan White, Produktmanager von Civil Construction Field Solutions: „Unsere Kunden berichten von Arbeitseinsparungen von bis zu 75 % im Vergleich zu herkömmlichen Methoden. Darüber hinaus konnten die Kunden eine Pfostengenauigkeit von bis zu 95 % und eine um 2 % geringere Fehlausrichtung der eingeschlagenen Pfähle feststellen.“

Was die Technologie angeht, fügt White hinzu: „Die Marktakzeptanz nimmt zu und wir erwarten, dass sich dieser Trend fortsetzt, da die Kapitalrendite mittlerweile gut dokumentiert ist.“

Eine weitere Technologie, die in diesem Bereich zum Einsatz kommt, ist die Antriebstechnik. Das neue Trägergerät für den Schlitzwandbau von Liebherr, das LBX 600, ist sowohl in einer konventionellen als auch einer batteriebetriebenen Variante erhältlich, dem LBX 600 unplugged.

Beide Versionen verfügen angeblich über identische Leistungsdaten, die Unplugged-Version ist allerdings emissionsfrei und extrem leise.

Liebherr LBX 600 (Foto: Liebherr)

Der LBX 600 kann mit mechanischen oder hydraulischen Greifern ausgestattet werden. Das modulare Auslegersystem ermöglicht drei verschiedene Versionen der Maschine und ein hohes Maß an Flexibilität. Die Standardversion der Maschine hat eine Gesamthöhe von 17,8 m.

Große Projekte

Bohr- und Fundamentausrüstung wird bei großen und kleinen Projekten auf der ganzen Welt eingesetzt. Eines der größten Projekte ist der Grand Paris Express in Frankreich. Teil dieses Projekts ist die 75 km lange Linie 15 der Pariser Metro, die sich derzeit im Bau befindet. Nach ihrer Fertigstellung wird sie 36 Stationen bedienen.

Bis zu 80m tiefe Schlitzwände werden für den Bau der künftigen U-Bahn-Stationen, der Belüftungsanlage, Notausgängen sowie Start- und Zielschächten für die Tunnelbohrmaschine benötigt. Und das mitten in einer der pulsierendsten Metropolen Europas.

Seit Dezember 2024 setzt die Firma Botte Fondations bei dem Projekt ein bisher noch nie dagewesenes Bauer-Frässystem ein: das BCS 185-Kraftpaket. Basis ist das Bauer-Frässystem BCS 185, das speziell für Fräsarbeiten bis 90 m unter Geländeniveau optimiert wurde. Durch das drehbare Schlauchtrommelsystem lässt sich die Fräse stufenlos in einem Bereich von -50 bis +95 Grad zur Normalposition verdrehen und erreicht damit jede Ecke der Baugrube.

Für den Betrieb kann ein Diesel- oder Elektrogenerator verwendet werden. So lässt sich das System optimal an unterschiedliche Projektbedingungen anpassen. Durch den Einsatz des Elektrogenerators wird der Geräuschpegel deutlich reduziert, so dass auch in lärmsensiblen Bereichen gearbeitet werden kann.

Ein weiteres interessantes Produkt ist die 110 kN starke Horizontalbohrmaschine D24 von Vermeer, die von einem 100 PS (74,6 kW) starken Cat 3.6L Tier 4F/Stage V-Motor angetrieben wird. Diese Bohrmaschine ist eine der beliebtesten Maschinen für die Glasfaserverlegung weltweit und wurde für die Anforderungen von Bauunternehmern entwickelt, die in Ländern arbeiten, in denen Motoren der Stufe 4F/Stage V vorgeschrieben sind.

Der JT21 ist ein verbesserter Ersatz für den JT20 (Foto: Ditch Witch)

Laut Clint Recker, Produktmanager für HDD-Geräte bei Vermeer, lässt sich mit dem ARE-System (Automated Rod Exchange) des D24 der gesamte Stangenwechselvorgang mit einem einzigen Knopfdruck abschließen. Bis zu 19 manuelle Schritte entfallen, wodurch die Abläufe rationalisiert werden.

Die Maschine verfügt über ein integriertes Diagnosesystem, das über das Touchscreen-Display zugänglich ist und Informationen zu allen Problemen sowie eine schrittweise Anleitung zur Fehlerbehebung bietet. Damit stehen den Bedienern vor Ort Funktionen zur Verfügung, die bisher nur den Technikern des Händlers zur Verfügung standen.

Laut Recker spart dies den Auftragnehmern Zeit und Geld. „Das Onboard-Diagnosesystem dient der effizienten Fehlersuche. Wenn derzeit bei unseren S3-Geräten ein Problem auftritt, muss ein Techniker des Händlers mit einem Laptop vor Ort sein, um das Servicetool anzuschließen und das Problem zu diagnostizieren. Bei unserer Plattform der nächsten Generation ist das Diagnosetool in den Touchscreen der Maschine integriert“, erklärt er.

Auf die Frage, ob Nachhaltigkeit für Kunden zunehmend wichtiger werde, ist Reckers Antwort eindeutig.

„Ja, viele unserer Kunden legen Wert auf Nachhaltigkeit, die bei der Entwicklung unserer Geräte schon immer eine zentrale Überlegung war. Was Nachhaltigkeit ausmacht, ist je nach Region unterschiedlich und wird oft von den örtlichen Gesetzen und Vorschriften beeinflusst“, sagt er.

„Unser Team arbeitet daran, dass unsere Ausrüstung diese Anforderungen erfüllt, von den Motoremissionen bis hin zum Betriebsgeräusch. Wir stellen auch spezielle HDD-Flüssigkeitsrückgewinnungssysteme her, um die Menge an Frischwasser zu reduzieren, die für Bohrflüssigkeit bei HDD-Projekten benötigt wird.“

Kleines Teil, große Wirkung

Kompressoren spielen beim Bohren eine entscheidende Rolle – je nach Tiefe, Boden und weiteren Bedingungen sind unterschiedliche Leistungen und damit unterschiedlicher Luftbedarf erforderlich.

Atlas Copco gibt an, dass sein neuer mobiler Kompressor X-Air+ 1200-40 neue Maßstäbe bei Tiefbohranwendungen setzt, da er die Arbeit mindestens 10 % schneller erledigt und dabei weniger Kraftstoff verbraucht.

Der X-Air+ 1200-40 übertrifft Atlas Copcos bisheriges Flaggschiff unter den Bohrkompressoren, den Y35. Laut Angaben des Unternehmens hat das Modell 15 % mehr Druck und eine 20 % höhere Bohrgeschwindigkeit als der Y35. Es verfügt über ein neues Hochdruckelement – um selbst den härtesten Betriebsbedingungen standzuhalten – und ist durch patentierte Software geschützt.

Wie bereits erwähnt hat Junttan die neue Evolution-Serie auf den Markt gebracht, beginnend mit der Bohranlage DR5. Diese neue Serie soll die bedeutendste Investition in der Geschichte von Junttan darstellen.

Die Bohranlage DR5 verfügt über eine Technologie, die sowohl für FDP- (Full Displacement Piling) als auch für CFA-Anwendungen (Continuous Flight Auger) ausgelegt ist.

„Bei der Entwicklung der Evolution-Serie lag der Fokus stark auf den Kundenbedürfnissen. So wird sichergestellt, dass die fortschrittliche Technologie und die innovativen Funktionen die Herausforderungen unserer Kunden direkt angehen“, sagte Tommi Lehtonen, Group CEO bei Junttan.

Trimble hat sich mit Mincon zusammengetan (Foto: Trimble)

In diesem Ausrüstungssegment wird zunehmend Technologie integriert. Trimbles White sagt, dass sein Groundworks Machine Control System, das mit Mincon-Pfahl- und Bohraufsätzen funktioniert, häufig beim Bau von Solarparks eingesetzt wird, obwohl er betont, dass „auch bei Bohrprojekten eine höhere Effizienz zu verzeichnen ist“.

Kogushi von Epiroc geht auf diese Idee ein, dass Technologie zu mehr Effizienz führt, und sagt, dass die unterstützte Steuerungsfunktion „jedem ermöglicht, ein qualifizierter Bediener zu werden“. Technologie zur Weiterbildung von Bedienern wird dazu führen, dass dieser Sektor noch tiefer in die Produktivität eindringt.