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11 GeotechnikProf. Dr.-Ing. habil. Dietrich Franke

1 Technisches Regelwerk. . . . . . . . . 11.21.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.21.2 Allgemeine Regelungen für

Sicherheitsnachweise . . . . . . . . . . . 11.2

2 Erkundung und Untersuchungdes Bodens als Baugrund . . . . . . . 11.8

2.1 Ziele geotechnischer Untersuch-ungen; erforderliche Unterlagen . . . 11.8

2.2 Geotechnischer Bericht . . . . . . . . . 11.82.3 Baugrunderkundung . . . . . . . . . . . . 11.92.4 Baugrunduntersuchung im Labor . . 11.132.5 Benennung und Klassifizierung

von Böden. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.152.6 Erdbau. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.162.7 Eigenschaften von Böden . . . . . . . . 11.192.8 Mittlere bodenmechanische

Kennwerte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.23

3 Ansatz des Erddrucks in bau-technischen Berechnungen. . . . . . 11.24

3.1 Allgemeines zur Berechnungdes Erddrucks . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.24

3.2 Neigungswinkel des Erddrucks. . . . 11.253.3 Aktiver Erddruck. . . . . . . . . . . . . . . 11.273.4 Erdruhedruck. . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.343.5 Passiver Erddruck . . . . . . . . . . . . . . 11.353.6 Verdichtungserddruck. . . . . . . . . . . 11.383.7 Silodruck. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.383.8 Zwischenwerte des Erddrucks. . . . . 11.393.9 Ansatz des Erddrucks in

bautechnischen Berechnungen . . . . 11.39

4 Flachgründungen . . . . . . . . . . . . . 11.444.1 Einwirkungen und Be-

anspruchungen (GZ1B und GZ 2). . 11.444.2 Ansatz des stützenden

Erddrucks (GZ 1B, GZ 2). . . . . . . . 11.444.3 Vergleich des einwirkenden und

aufnehmbaren Sohldrucks . . . . . 11.444.4 Grundbruchsicherheit (GZ 1B). . . . 11.494.5 Gleitsicherheit (GZ 1B) . . . . . . . . . 11.544.6 Kippen (GZ 1B) . . . . . . . . . . . . . . . 11.54

4.7 Sicherheit gegenAufschwimmen (GZ 1A) . . . . . . . . 11.55

4.8 Zulässige Ausmittigkeit der re-sultierenden charakteristischenBeanspruchung (GZ 2). . . . . . . . . . 11.55

4.9 Verschiebungen in der Sohlflächeund Verdrehungen (GZ 2) . . . . . . . 11.55

4.10 Setzungen (GZ 2). . . . . . . . . . . . . . 11.55

5 Pfahlgründungen . . . . . . . . . . . . . 11.635.1 Pfahlarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.635.2 Einwirkungen und

Beanspruchungen. . . . . . . . . . . . . . 11.635.3 Pfahlwiderstände . . . . . . . . . . . . . . 11.63

6 Stützkonstruktionen. . . . . . . . . . . 11.676.1 Stützmauern . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.676.2 Stützwände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.68

7 Standsicherheit von Böschungenund Geländesprüngen. . . . . . . . . . 11.76

7.1 Allgemeine Forderungen. . . . . . . . . 11.767.2 Berechnung der Standsicherheit. . . 11.767.3 Hilfsmittel für die Festlegung der

Böschungsneigung . . . . . . . . . . . . . 11.827.4 Kräfte in Zuggliedern, Dübeln,

Pfählen und Steifen. . . . . . . . . . . . . 11.837.5 Vernagelte Wände . . . . . . . . . . . . . 11.847.6 Verformungen bei Böschungen

und Geländesprüngen. . . . . . . . . . . 11.86

8 Baugrube, Verankerung undWasserhaltung . . . . . . . . . . . . . . . 11.87

8.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.878.2 Nichtverbaute Baugruben und

Gräben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.888.3 Grabenverbau. . . . . . . . . . . . . . . . . 11.898.4 Schlitzwände und Bohrpfahlwände . 11.908.5 Injektionswände und Frostwände. . . 11.928.6 Trägerbohlwände. . . . . . . . . . . . . . . 11.958.7 Verankerungen und Absteifungen. . 11.978.8 Wasserhaltung . . . . . . . . . . . . . . . . 11.100

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1 Technisches Regelwerk1.1 AllgemeinesDie übergeordnete Norm in Europa ist der Eurocode (EC), der einem neuen Sicherheitskonzeptentspricht. Für die Aufgaben in der Geotechnik ist der EC 7 Teil 1 (DIN EN 1997-1) „Entwurf undBemessung in der Geotechnik, Teil 1: Allgemeine Regeln“ maßgebend. Außerdem ist der EC 1 zubeachten, der allgemeine Grundlagen enthält.

Zur Anwendung in der Bundesrepublik Deutschland gilt bis Ende 2008 DIN 1054: 2005-01. DieRegelungen dieser Fassung berücksichtigen die Forderungen von EC 1 und EC 7. Damit wird in derGeotechnik der Übergang zum Teilsicherheitskonzept erreicht.

Für die nachgeordneten Berechnungsnormen DIN 4017 und DIN 4085 liegen neue Fassungen, fürDIN 4019 und 4084 letzte Entwürfe vor der Verabschiedung vor. Sie bilden die Grundlage für die-ses Kapitel, das damit dem neuesten Stand der Normung entspricht.

Für DIN EN 1997-7: 2004-11 und die Ergänzungsnorm DIN 1054: 2007 läuft gegenwärtig noch dieKalibrierungsphase.

Bis 31. März 2010 sollen alle nationalen Normen zurückgezogen sein.

Alle für das hier behandelte Gebiet wichtigen Normen, Richtlinien und die Empfehlungen der Deut-schen Gesellschaft für Geotechnik (DGGT) sind am Ende des Buches im Normen- und Literatur-verzeichnis zusammengestellt.

Begriffe und Regelungen nach dem neuen Sicherheitskonzept sind im Abschnitt 1.2 dargestellt.

1.2 Allgemeine Regelungen für Sicherheitsnachweise

1.2.1 Grundlegende AnforderungenDie Entwurfsverfasser müssen über die notwendige Sachkunde und Erfahrung verfügen. Ggf. ist eingeotechnischer Fachplaner heranzuziehen.

Nach dem neuen Sicherheitskonzept ist nachzuweisen, dass die Grenzzustände der Tragfähigkeit(GZ 1) und der Gebrauchstauglichkeit (GZ 2) mit hinreichender Sicherheit ausgeschlossen sind.

Die Sicherheit ist rechnerisch nachgewiesen, wenn die Grenzzustandsbedingungen nicht verletztsind. Dazu sind die jeweils ungünstigsten Mechanismen, Kombinationen und hydraulischen Bedin-gungen zu untersuchen. Wenn ein unterer und ein oberer charakteristischer Wert ausgewiesen ist, istjeweils der ungünstigere in der Berechnung zu verwenden.

In einfachen Fällen, z.B. bei Flachgründungen sowie bei Böschungen und beim Verbau von Bau-gruben und Gräben nach DIN 4124, darf auf Tabellenwerte zurückgegriffen werden. In schwierigenFällen kann die Anwendung der Beobachtungsmethode zweckmäßig sein.

Zufällige Abweichungen von streuenden Einwirkungen, von Beanspruchungen infolge von Einwir-kungen und von Widerständen sind durch Teilsicherheitsbeiwerte und sonstige Sicherheitselemente,z.B. Bemessungswasserstände, abzudecken, um das geforderte Sicherheitsniveau zu erreichen.

1.2.2 Geotechnische Kategorien (GK)Die Mindestanforderungen an Umfang und Qualität geotechnischer Untersuchungen, Berechnungenund Überwachungsmaßnahmen richten sich nach der Geotechnischen Kategorie, in die die Bau-maßnahme nach DIN 4020 (10.90) entsprechend ihrer Schwierigkeit einzuordnen ist.

GK 1 umfasst einfache Baumaßnahmen mit geringer Schwierigkeit bei einfachen und übersicht-lichen Baugrundverhältnissen. Die Nachweise können mit vereinfachten Verfahren aufgrund vonErfahrungen erbracht werden.

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Technische Regelwerke

GK 2 umfasst Baumaßnahmen mit mittlerem Schwierigkeitsgrad im Hinblick auf Bauwerke undBaugrund. Es sind eine ingenieurmäßige Bearbeitung und rechnerische Nachweise für Standsicher-heit und Gebrauchstauglichkeit auf der Grundlage von geotechnischen Kenntnissen und Erfahrun-gen erforderlich. Es ist ein geotechnischer Entwurfsbericht zu erstellen.

GK 3 umfasst Baumaßnahmen mit hohem Schwierigkeitsgrad, die nicht in die Kategorien GK 1bzw. GK 2 eingeordnet werden können. Bauwerke oder Baumaßnahmen, bei denen die Beobach-tungsmethode angewendet werden soll, sind, abgesehen von begründeten Ausnahmen, der geotech-nischen Kategorie GK 3 zuzuordnen. Sie erfordern eine ingenieurmäßige Bearbeitung und einenrechnerischen Nachweis der Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit auf der Grundlage von zu-sätzlichen Untersuchungen und von vertieften geotechnischen Kenntnissen und Erfahrungen in demjeweiligen Spezialgebiet. Es ist ein geotechnischer Entwurfsbericht zu erstellen.

Die Baumaßnahme ist zu Beginn der Planung einer geotechnischen Kategorie zuzuordnen. DieseZuordnung ist zu ändern, wenn spätere Befunde das erfordern. Das kann sowohl die Zuordnung zueiner höheren als auch die Zuordnung zu einer niedrigeren geotechnischen Kategorie bedeuten.Es ist nicht notwendig, eine gesamte Baumaßnahme in ein und dieselbe geotechnische Kategorieeinzuordnen. Es darf dies für einzelne Bauphasen oder Bauabschnitte unterschiedlich vorgenommenwerden.Detaillierte Angaben über die Zuordnung zu den geotechnischen Kategorien finden sich in DIN1054 in den besonderen Abschnitten über Flachgründungen, Pfahlgründungen, Verankerungen,Stützbauwerke, über besondere Nachweise bei hydraulischen Einflüssen und den Nachweis derGesamtstandsicherheit.

1.2.3 Grenzzustände (GZ)Man unterscheidet Grenzzustände der Tragfähigkeit (GZ 1) und Grenzzustände der Gebrauchstaug-lichkeit (GZ 2).

GZ 1:

GZ 1A ist der Grenzzustand des Verlustes der Lagesicherheit. Er betrifft die Sicherheit gegen Auf-schwimmen, die Sicherheit gegen Abheben und die Sicherheit gegen hydraulischen Grundbruch.Bei diesem Nachweis treten nur Einwirkungen, aber keine Widerstände auf.

GZ 1B betrifft das Versagen von Bauwerken und Bauteilen und dient der Bemessung. Dazu werdenin der Grenzzustandsbedingung die Bemessungswerte der Beanspruchungen den Bemessungswer-ten der Widerstände gegenübergestellt, unabhängig davon, ob der Grenzzustand im Bauwerk oderim Baugrund auftritt.

Bei der Berechnung im GZ 1B wird im Allgemeinen wie folgt vorgegangen:

1. Entwurf des Bauwerks und Festlegung des statischen Systems2. Ermittlung der charakteristischen Werte der Einwirkungen3. Ermittlung der charakteristischen Beanspruchungen in Form von Schnittgrößen oder Spannungen

in maßgebenden Schnitten durch das Bauwerk und in Berührungsflächen zwischen Bauwerk undBaugrund, getrennt nach Ursachen

4. Ermittlung der charakteristischen Widerstände des Baugrunds, z.B. Erdwiderstand (passiver Erd-druck), Grundbruchwiderstand, Pfahlwiderstand oder Herausziehwiderstand von Ankern durchBerechnung, Probebelastung oder auf Grund von Erfahrungswerten

5. Ermittlung der Bemessungswerte der Beanspruchungen durch Multiplikation der charakteristi-schen Beanspruchungen mit den Teilsicherheitsbeiwerten für Einwirkungen

6. Ermittlung der Bemessungswerte der Widerstände des Baugrunds durch Division der charakteri-stischen Widerstände mit den Teilsicherheitsbeiwerten für Bodenwiderstände sowie Ermittlungder Bemessungswiderstände der Bauteile, z.B. widerstehende Druck-, Zug-, Querkräfte, Biege-momente oder Spannungen nach den Regeln der jeweiligen Bauartnormen, insbesondere nachDIN 1045-1, DIN 18 800-1, DIN 18 800-2 und E DIN 1052

7. Nachweis der Einhaltung der Grenzzustandsbedingung mit den Bemessungswerten der Bean-spruchungen und den Bemessungswerten der Widerstände.

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Geotechnik

GZ 1C betrifft die Gesamtstandsicherheit von Bauwerk und Baugrund. Dazu werden die Grenzzu-standsbedingungen mit Bemessungseinwirkungen, Bemessungswerten für die Scherfestigkeit imBoden und gegebenenfalls Bemessungswiderständen von mittragenden Bauteilen gegenübergestellt.

Dieser Grenzzustand tritt immer im Baugrund, gegebenenfalls auch zusätzlich in mittragendenBauteilen auf.

Unter bestimmten Bedingungen dürfen die Nachweise auch geführt werden:- durch Wahl der Abmessungen auf Grund normativer Festlegung, z.B. nach DIN 4124- durch Verwendung aufnehmbarer Sohldrücke bei Flachgründungen- durch Anwendung der Beobachtungsmethode.GZ 2:Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit beziehen sich im Regelfall auf einzuhaltende Verfor-mungen bzw. Verschiebungen. Im Einzelfall können auch weitere Kriterien maßgebend sein. BeiNachweisen für die Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit sind Größe, Dauer und Häufigkeit derEinwirkungen zu berücksichtigen. Die Nachweise sind mit charakteristischen Werten der Einwir-kungen zu führen.Sofern für die Aufstellung der Grenzzustandsbedingungen für GZ 1B Verformungen zusammen mitcharakteristischen Schnittgrößen ermittelt werden, kann auf die Berechnungsschritte 2. bis 4. für dieNachweise im GZ 1B zurückgegriffen werden.Die Nachweise dürfen auch geführt werden:- durch Hinweise auf belegbare Erfahrungen- durch Verwendung aufnehmbarer Sohldrücke bei Flachgründungen

- durch Einführung zusätzlicher Anpassungsfaktoren � < 1 für Bodenwiderstände mit dem Ziel,die zu erwartenden Verschiebungen zu verringern

- durch Anwendung der Beobachtungsmethode.

1.2.4 BeobachtungsmethodeSie ist eine Kombination der üblichen geotechnischen Untersuchungen und Berechnungen mit derlaufenden messtechnischen Kontrolle des Bauwerks und des Baugrunds während der Bauausfüh-rung und gegebenenfalls auch während dessen Nutzung, wobei kritische Situationen durch die An-wendung geeigneter technischer Maßnahmen beherrscht werden müssen. Die durch gezielte Beob-achtung ausgewählter Zustände gewinnbaren Erkenntnisse dienen der Überprüfung der bei den Be-rechnungen getroffenen Voraussetzungen und Annahmen und zeigen das Eintreten unzulässigerZustände so rechtzeitig an, dass geeignete Gegenmaßnahmen getroffen werden können.

Die Beobachtungsmethode sollte in Fällen angewendet werden, in denen die Voraussage des Bau-grundverhaltens allein aufgrund von vorab durchgeführten Baugrunduntersuchungen und rechneri-schen Nachweisen nicht mit ausreichender Zuverlässigkeit möglich ist.

Hierzu zählen insbesondere:

Bauwerke mit hohem Schwierigkeitsgrad- Bauwerke mit ausgeprägter Bauwerk-Baugrund-Wechselwirkung, wie z.B. Mischgründungen,

Gründungsplatten, nachgiebig verankerte Stützwände- Bauwerke mit erheblicher und veränderlicher Wasserdruckeinwirkung, z.B. Uferwände im

Tidegebiet- Baugrubenwände bei angrenzender Bebauung- Baumaßnahmen, bei denen Porenwasserdrücke die Standsicherheit herabsetzen können- Baumaßnahmen an Hängen.Die Beobachtungsmethode schließt Maßnahmen ein, die vor Beginn und während der Bauausfüh-rung ergriffen werden. Sie kann zur Optimierung der Bemessung und des Bauablaufs genutzt wer-den.

Die Methode ist nicht anwendbar, wenn sich das Versagen nicht durch rechtzeitig erkennbare undmessbare Anzeichen ankündigt.

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1.2.5 Einwirkungen, Beanspruchungen und WiderständeEinwirkungen werden unterschieden nach- Gründungslasten aus dem aufliegenden Bauwerk- grundbauspezifische Einwirkungen: Nach DIN 1054 sind dies Kräfte, die sich aus dem Zu-

sammenwirken von Baugrund und Bauwerk ergeben. Dazu zählen Überlagerungsdruck infolgeEigenlast des Bodens, Erddruck, Druck von Stützflüssigkeit, Wasserdruck, Seitenreibungs-kräfte durch Baugrundverformungen und Sohlreibungskräfte,

- dynamische Einwirkungen: Sie werden in der Regel durch statische Ersatzlasten berücksichtigt.

Die Möglichkeit gleichzeitig auftretender Einwirkungen wird durch besondereEinwirkungskombinationen berücksichtigt.- Regelkombination EK 1: Ständige sowie während der Funktionszeit des Bauwerks regelmäßig

auftretende Einwirkungen- Seltene Kombination EK 2: Einwirkungen EK 1 zuzüglich seltener oder einmalig planmäßig

auftretender Einwirkungen- Außergewöhnliche Kombination EK 3: EK 1 zuzüglich einer außergewöhnlichen Einwirkung,

die sich z.B. bei Katastrophen oder Unfällen ergeben kann.Widerstände aus dem Zusammenwirken mit einem Bauwerk ergeben sich nach den Regeln derentsprechenden Bauartnormen.

Widerstände von Boden und Fels ergeben sich aus der Scherfestigkeit oder der Steifigkeit direktoder aus den durch diese erzeugten Einflüssen, wie Grundbruchwiderstand, Sohlreibung, stützendenErddruck, Eindring- bzw. Herausziehwiderstand.

Bezüglich des Sicherheitsanspruchs bei den Widerständen werden verschiedene Sicherheitsklassen(SK) unterschieden:SK 1: Zustände während der Funktionszeit des BauwerksSK 2: Zustände, die während der Bauzeit, der Reparatur oder anderer Baumaßnahmen neben demBauwerk eintreten, z.B. BaugrubenkonstruktionenSK 3: Zustände, die während der Funktionszeit des Bauwerks einmalig oder voraussichtlich nieeintreten.Charakteristische Werte und Bemessungswerte

Charakteristische Werte sind aus sorgfältig durchgeführten Untersuchungen gewonnene, möglicheStreuungen berücksichtigende, vorsichtig festgelegte Mittelwerte.

Um mögliche Streuungen zu berücksichtigen, werden die charakteristischen Werte je nachdem, obsie günstig oder ungünstig wirken, mit Hilfe besonderer Teilsicherheitsbeiwerte abgemindert odererhöht. Die so veränderten Werte sind Bemessungswerte.

Lastfälle (LF)

LF 1: Regel-Kombination EK 1 in Verbindung mit dem Zustand der SK 1. Der LF 1 entspricht der„ständigen Bemessungssituation“ nach DIN 1055.

Bei Gründungen: Abgesehen von Bauzuständen ist dieser Lastfall maßgebend für alle ständigen undvorübergehenden Bemessungssituationen des aufliegenden Tragwerks.

LF 2: Seltene Kombination EK 2 in Verbindung mit dem Zustand der SK 1 oder EK 1 in Verbin-dung mit SK 2. Der LF 2 entspricht der „vorübergehenden Bemessungssituation“ nach DIN 1055.

Bei Gründungen: Maßgebend für vorübergehende Beanspruchungen der Gründung in Bauzuständendes aufliegenden Tragwerks.LF 3: Außergewöhnliche Kombination EK 2 in Verbindung mit dem Zustand der SK 2 oder EK 2in Verbindung mit SK 3. Der LF 3 entspricht der „außergewöhnlichen Bemessungssituation“ nachDIN 1055.Bei Gründungen: Maßgebend für außergewöhnliche Bemessungssituationen des aufliegendenTragwerks, soweit sich diese ungünstig auf die Gründung auswirken.

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Sofern Gründungslasten und grundbauspezifische Einwirkungen gleichzeitig auftreten, ist sinnge-mäß zu verfahren.

Die angegebenen Lastfälle enthalten die wesentlichen Kombinationen von Einwirkungen mit Si-cherheitsklassen für Widerstände. Für andere Kombinationen dürfen in begründeten Fällen Zwi-schenstufen eingeschaltet werden. Für den Extremfall, dass EK 3 und SK 3 zusammentreffen, kannes in begründeten Fällen angemessen sein, alle Teilsicherheitsbeiwerte gleich 1 zu setzen.

Durch die Einführung der Lastfälle bei geotechnischen Bauwerken, im Boden eingebetteten Bau-werken, Grundbaukonstruktionen für vorübergehende Zwecke und bei Erdbauwerken werden dierepräsentativen Werte der unabhängigen Einwirkungen unmittelbar bestimmt. Damit erübrigt sicheine Untersuchung des gleichzeitigen Auftretens von Einwirkungen mit Hilfe von Kombinations-beiwerten.

1.2.6 TeilsicherheitsbeiwerteAnsatz der Teilsicherheitsbeiwerte für Einwirkungen und Beanspruchungen

Teilsicherheitsbeiwerte siehe Tafel 11.7a.

Beim Nachweis der Auftriebssicherheit und der Sicherheit gegen hydraulischen Grundbruch (GZ1A) sowie beim Nachweis der Gesamtstandsicherheit (GZ 1C) sind die charakteristischen Werte derEinwirkungen Fk unmittelbar mit dem Teilsicherheitsbeiwert für Einwirkungen �F zu multiplizieren,um damit Bemessungswerte zu erhalten.

Beim Nachweis der bodenmechanisch bzw. felsmechanisch bedingten Abmessungen und beimNachweis der von der Materialfestigkeit abhängigen Abmessungen von Bauwerken und von Bau-teilen (GZ 1B) sind die Einwirkungen stets mit ihren charakteristischen Werten in die Berechnungeinzuführen. Erst bei der Aufstellung der Grenzzustandsbedingungen sind die mit charakteristischenEinwirkungen Fk ermittelten charakteristischen Beanspruchungen in Form von Schnittgrößen oderSpannungen mit dem Teilsicherheitsbeiwert �F für Einwirkungen in Bemessungswerte der Bean-spruchungen umzurechnen.Eine Unterscheidung von ständigen Einwirkungen in „günstig“ oder „ungünstig“ wirkend, ist imGZ 1B im Allgemeinen nicht erforderlich.

Sofern bewusst größere Verschiebungen und Beanspruchungen des Bauwerks in Kauf genommenwerden, darf in begründeten Fällen, der Teilsicherheitsbeiwert �G im Fall des Erd- und Wasser-drucks angemessen herabgesetzt werden. Die Herabsetzung darf jedoch höchstens einer Umstufungdes LF 1 nach LF 2 bzw. des LF 2 nach LF 3 entsprechen.

Ansatz der Teilsicherheitsbeiwerte für Widerstände

Teilsicherheitsbeiwerte siehe Tafel 11.7b.

Beim Nachweis der bodenmechanisch bedingten Abmessungen und beim Nachweis der von Mate-rialfestigkeit abhängigen Abmessungen von Bauwerken und Bauteilen (GZ 1B) sind die mit cha-rakteristischen Werten der Bodenkenngrößen ermittelten Bodenwiderstände bzw. Bauteilwiderstän-de mit dem Teilsicherheitsbeiwert für Widerstände in Bemessungswerte umzurechnen.Beim Nachweis der Gesamtstandsicherheit sind die charakteristischen Werte der Scherfestigkeit mitden Teilsicherheitsbeiwerten �� und �c bzw. �cu für Widerstände in Bemessungswerte der Scherfe-stigkeit umzurechnen.Soweit beim Nachweis der Standsicherheit von konstruktiven Böschungssicherungen die Material-festigkeit von Zuggliedern in Anspruch genommen wird, ist für die Ermittlung des Bemessungswi-derstands die Gleichung Rd =Rk /�R in Verbindung mit den Teilsicherheitsbeiwerten für den Grenz-zustand GZ 1B anzuwenden.Sofern bei der Prüfung von Bodennägeln und flexiblen Bewehrungselementen ein vergleichbarerAufwand wie bei Verpressankern betrieben wird, dürfen die Teilsicherheitswerte angemessen her-abgesetzt werden.Sofern bewusst größere Verschiebungen des Bauwerks in Kauf genommen werden, darf in begrün-deten Fällen der Teilsicheitsbeiwert für den passiven Erddruck herabgesetzt werden.

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Tafel 11.7a Teilsicherheitsbeiwerte für Einwirkungen und Beanspruchungen

LastfallEinwirkungen bzw. Beanspruchungen Formel-zeichen LF 1 LF 2 LF 3

GZ 1A: Verlust der LagesicherheitGünstige ständige Einwirkungen �G,stb 0,95 0,95 0,95Ungünstige ständige Einwirkungen �G,dst 1,05 1,05 1,00Ungünstige veränderliche Einwirkungen �Q,dst 1,50 1,30 1,00Strömungskraft bei günstigem Untergrund �H 1,35 1,30 1,20Strömungskraft bei ungünstigem Untergrund �H 1,80 1,60 1,35GZ 1B: Versagen von Bauwerk und BauteilenBeanspruchungen aus ständigen Einwirkungen allgemein a �G 1,35 1,25 1,10Beanspruchungen aus ständigen Einwirkungen aus Erdruhedruck � E0g 1,20 1,10 1,00Beanspruchungen aus günstigen ständigen Einwirkungen b �G,inf 1,00 1,00 1,00Beanspruchungen aus ungünstigen veränderlichen Einwirkungen �Q 1,50 1,30 1,10GZ 1C: Verlust der GesamtstandsicherheitStändige Einwirkungen �G 1,00 1,00 1,00Ungünstige veränderliche Einwirkungen �Q 1,30 1,20 1,10GZ 2: GebrauchstauglichkeitStändige Einwirkungen �G 1,00Ungünstige veränderliche Einwirkungen �Q 1,00a Einschließlich ständigem und veränderlichem Wasserdruck b Nur im Sonderfall nach 8.3.4 (2).

Tafel 11.7b Teilsicherheitsbeiwerte für Widerstände

LastfallWiderstand Formel-zeichen LF 1 LF 2 LF 3

GZ 1B: Versagen von Bauwerken und BauteilenBodenwiderständePassiver Erddruck (Erdwiderstand) und Grundbruchwiderstand � Ep, � Gr 1,40 1,30 1,20Gleitwiderstand � Gl 1,10 1,10 1,10Pfahlwiderständeaus Probebelastung, Druck � Pc 1,20 1,20 1,20aus Probebelastung, Zug � Pt 1,30 1,30 1,30Erfahrungswerte, Druck und Zug � P 1,40 1,40 1,40VerpressankerwiderständeStahlzuglied � M 1,15 1,15 1,15Herausziehwiderstand des Verpresskörpers �A 1,10 1,10 1,10GZ 1C: Verlust der GesamtstandsicherheitScherfestigkeitReibungsbeiwert tan �’ des dränierten Bodens und tan �u desundränierten Bodens

�� 1,25 1,15 1,10

Kohäsion c’ des dränierten Bodens und Scherfestigkeit cu desundränierten Bodens �c, �cu 1,25 1,15 1,10HerausziehwiderständeBoden- bzw. Felsnägel, Ankerzugpfähle � N, � Z 1,40 1,30 1,20Verpresskörper von Verpressankern �A 1,10 1,10 1,10Flexible Bewehrungselemente �B 1,40 1,30 1,20

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Geotechnik

4 Flachgründungen

4.1 Einwirkungen und Beanspruchungen (GZ 1B und GZ 2)Bemessungswerte der resultierenden Normal- und Tangentialkomponente Nd ; Td in Höhe derSohlfläche: Nd = NG,k��G + NQ,k��Q

Td = TG,k��G + TQ,k��QNG,TG … ständiger Anteil der charakteristischen EinwirkungenNQ,TQ … veränderlicher Anteil der charakteristischen Einwirkungen� … Sicherheitsbeiwert nach Abschn. 1.2Bei nicht achsparallelem Kraftangriff zu einer Symmetrieachse ergibt sich 2

dy2

dxd TTT �� .

4.2 Ansatz des stützenden Erddrucks (GZ 1B und GZ 2)Bei Berücksichtigung der Bodenreaktion vor dem Bauwerk darf der stützende Erddruck alsWiderstand mit Ep,d = Ep,k / �Ep berücksichtigt werden (Ep,k nach Abschn. 3.5).Weiterhin ist beim Ansatz von Ep zu beachten:— Der Ansatz von Ep muss unter Beachtung der Gleichgewichtsbedingungen am Bauwerk er-

folgen. Es ist zu überprüfen, inwieweit der Baukörper überhaupt Verschiebungen und Ver-drehungen erfahren darf, die zur Mobilisierung des stützenden Erddrucks erforderlich sind.

— Beim Ansatz von Ep im Lastfall LF1 ist die dauerhafte Wirkung dieser Kraft sicherzustellen.— Bei Bauzuständen oder zeitlich begrenzten Aufgrabungen, die zu einem vorübergehenden

Ausfall der Bodenreaktion führen, darf im GZ 1B beim Nachweis der Gleitsicherheit undGrundbruchsicherheit der Lastfall 2 zugrunde gelegt werden.

Beim Nachweis der Grundbruchsicherheit darf Ep nicht als Widerstand, sondern muss alsBodenreaktion Bk wie eine charakteristische Einwirkung mit Bk � 0,5�Ep,k angesetzt werden (sieheAbschn. 4.4.1).

4.3 Vergleich des einwirkenden und aufnehmbaren SohldrucksIn einfachen Regelfällen darf bei Flachgründungen ein Vergleich des einwirkenden mit demaufnehmbaren Sohldruck als Ersatz für die Nachweise im GZ 1B und GZ 2 geführt werden. Eineausreichende Sicherheit ist vorhanden, wenn der einwirkende charakteristische Sohldruck kleinerals der aufnehmbare Sohldruck ist: �vorh � �zul

4.3.1 Größe und Verteilung des vorhandenen charakteristischen Sohldrucks �vorh

4.3.1.1 AllgemeinesDie Bemessung von Flachgründungen muss sicherstellen, dass— das Fundament durch die Beanspruchungen im Gebrauchszustand nicht zerstört wird,— die unter Gebrauchslast auftretenden Baugrundsetzungen sowie die sich daraus ergebenden

Verschiebungen und Verdrehungen ein für den Bestand und die Funktionssicherheit desBauwerks zulässiges Maß nicht überschreiten.

Grundlage dafür ist die Kenntnis der aus dem aufgehenden Bauwerk in die Gründung eingetragenenLasten und der sich daraus ergebenden Reaktionskraft des Baugrunds, des Sohldrucks. Die sich ausder Bauwerk ergebenden Lasten für die Gründung werden in der statischen Berechnung ermittelt.

Vereinfachte Ermittlung der Sohldruckverteilung nach DIN 1054:— Beim Nachweis mit zulässigen Sohlpressungen darf eine gleichmäßige Verteilung des

Sohldrucks angenommen werden (siehe Abschnitt 4.3.1.2).— Bei der Ermittlung der Schnittkräfte und der Setzungsberechnung darf von einer geradlinigen

Verteilung des Sohldrucks ausgegangen werden (siehe Abschnitt 4.3.1.2).

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Flachgründungen

— Bei biegeweichen Gründungsplatten und -balken kann nach DIN Fachbericht 130 [11.1]vorgegangen werden (siehe Abschn. 4.3.1.3).

Abschätzung des Verformungsverhaltens von Gründungskörpern:Die Bauwerkssteifigkeit ergibt sich aus der Steifigkeit der Gründung und des Überbaus. Vor allemLetztere ist schwer erfassbar, da dabei der zeitliche Ablauf der Lasteintragung und das Kriechen desBetons berücksichtigt werden müssen. Beide lassen sich nur abschätzen. Bei Stahlbetonbauteilen istaußerdem bedeutungsvoll, ob mit einer gerissenen Zugzone gerechnet werden muss.

Die Steifigkeit eines reinen Betonbalkens mit dem E-Modul Eb ist E I E b db b

b3

� �� 12

.

Dieser Wert wird wegen des Einflusses des Kriechens meist nur zur Hälfte angesetzt. DieSteifigkeit eines Hochhauses beschreibt das Ersatzflächenmoment I. Entsprechend demSteinerschen Satz erhält man

I I A ynn

� � ��

02

wobei n die Geschosszahl und n' die Anzahl der mitwirkenden Geschosse (0 � n' � n) ist; beiSkelettbauten ist in der Regel n' = 0, nur sehr steife Kellergeschosse wirken mit.Das Steifigkeitsverhältnis Ks bzw. die Systemsteifigkeit erhält man aus folgenden Gleichungen:

Balken mit der Breite b, der Länge l und dem Flächenmoment I: K E IE l bs

b

s�

�� 3

Plattenstreifen mit der Breite b = 1, der Länge l und der Dicke d: KE

Edls

b

s�

��

��12

3

Diese Gleichungen sind gültig unter der Voraussetzung, dass die Dicke der zusammendrückbarenSchicht mindestens die Hälfte der Länge der kürzeren Fundamentseite beträgt.Ks = 0 entspricht einem schlaffen oder sehr biegeweichen, Ks� � einem starren Fundament. DieGrenze zwischen schlaffen und starren Fundamenten ist etwa Ks = 0,1. Systeme mit Ks = 1 sindschon als starr anzusehen. Bei der Berechnung ist zu unterscheiden, ob ein ebenes oder einräumliches System vorliegt. Ebene Systeme bilden Hochbauten in Querwandbauweise. Sieverhalten sich in der Querrichtung nahezu starr.

4.3.1.2 Sohldruckermittlung bei Annahme einer gleichmäßigen oder geradlinigenVerteilung

In einfachen Fällen wird der Einfluss der Verformungseigenschaften von Bauwerk und Gründungganz außer Acht gelassen und eine gleichmäßige oder geradlinige Sohldruckverteilungangenommen.Der Sohldruck an den Rändern bzw. Eckpunkten von Fundamenten ist nach den Angaben infolgender Tabelle zu berechnen. Greift die resultierende Sohldruckkraft außerhalb der 1. Kernflächean, kommt es in bestimmten Bereichen zum „Klaffen“ der Sohlfuge.Die charakteristischen Sohlspannungen unter dem Fundament erhält man zu:

1. gleichmäßige Spannungsverteilung

� �

VA

Bei ausmittigem Lastangriff wird die rech-nerische Ersatzfläche A´= a´� b´ (siehe Abschnitt4.4.1) als wirksame Sohlfläche zugrunde gelegt.

1) e

V

b´b

�

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2.

Geotechnik

2. geradlinige Spannungsverteilung� einachsige Ausmittigkeit ey= 0 (bzw. ex =0):

a) 6x

xbe � : ��

�

� �

� ��

��

x

x

yx2,1

61be

bbV�

b) b e bxx

x6 3

� � : � �maxy

min !��

� ��

23

0Vc b

Im ebenen Fall (Streifenfundament) ist by = 1 zusetzen.

� zweiachsige Ausmittigkeit ey � 0 und ex� 0:

c) eb

eb

x

x

y

y� �

16

:

� ( , )x y

x

x

y

yx y V

b be y

b

e x

b�

��

� ��

� ��

�

�

��1 12 12

2 2

und für die vier Eckpunkte zu

��

� �

� ��

��

��

y

y

x

x

yx4...1

661be

be

bbV�

d) 61

y

y

x

x ��be

be

und eb

eb

x

x

y

y

�

�

�

��

�

�

�

��

2 219

:

� �max

x y�

��V

b b mit � nach Seite 4.35

2a) ex � bx /6 2b) bx /6 � ex � bx /3

2d)

4.3.1.3 Ermittlung der Sohldruckverteilung mit verbesserten AnnahmenFür die Berechnung der Sohldruckverteilung stehen u.a. das Bettungszahlverfahren und dasSteifezahlverfahren zur Verfügung. Als Mangel des Bettungszahlverfahrens ist anzusehen, dassbei diesem Modell die Spannungsausbreitung im Boden unberücksichtigt bleibt. Die Anwendungdes Bettungszahlverfahrens und des Steifezahlverfahrens ist mit umfangreicher Rechenarbeitverbunden und bedingt die Nutzung entsprechender Rechenprogramme. DieBerechnungsergebnisse sind erheblich von den gewählten Eingangsgrößen wie SteifezahlenBettungszahlen sowie den vorhandenen Steifigkeiten abhängig und setzen diesbezügliche Erfahrungvoraus. Die Nutzung dieser Verfahren sollte entsprechenden Fachleuten vorbehalten bleiben.

Sohldruckverteilung bei einem biegsamen FundamentGröße und Verteilung des Sohldrucks ergeben sich aus der Forderung, dass die Verformungen derFundamentsohle mit den Baugrundsetzungen identisch sind. Die Setzungen sind abhängig von derSteifigkeit des Bauwerks und der Nachgiebigkeit des Baugrunds. Die Verteilung der Schnittgrößenim Fundamentkörper reagiert sehr empfindlich gegenüber Veränderungen der Sohldruckverteilung,ihrer zuverlässigen Ermittlung kommt daher eine große Bedeutung zu.Die lastverteilende Wirkung der Bauwerkssteifigkeit nimmt mit der Nachgiebigkeit desUntergrunds zu. Die Konzentration des Sohldrucks unter den Lastangriffspunkten ist umsoausgeprägter, die Biegebeanspruchung der Fundamentplatte umso geringer, je weicher die Platteund je unnachgiebiger der Baugrund ist. Die Nachgiebigkeit des Baugrunds nimmt bei gleicherBodenbeschaffenheit mit zunehmender Dicke der zusammendrückbaren Schicht zu.

Sohldruckverteilung bei einem starren FundamentIn diesem Sonderfall kann der Sohldruck � mit Hilfe der nachstehenden Gleichungen vonBoussinesq berechnet werden.

bx/2 e

� 2 � 1

bx/2 e

� max

c

3�c

klaffendeFuge

bx

b y

y

y

x xex ey

V

� max

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Flachgründungen

a) mittig belastetes Rechteckfundament

��

��

��

��

!

"

##

$

%

��

� �

� ��

!

"

##$

%��

� �

� �

��

2

y

2

x

2

m

2121�

4),(

by

bx

yx ��

mit � mx y

��

Vb b

b) ausmittig belastetes, in Querrichtung starres Streifenfundament

e b� x :

4 2

x

2xm

21

81

�2)(

��

� �

� �

��

��

�

bx

bxe

x �� mit � mx

�Vb

e b� x :

4

*1

*1m

2

1

*

1

*

m

22

�2

21

21

�2)(

xexe

ex

ex

x��

��

�

��

� �

��

��

��

��

mit � m ��V

e4 1

An den Rändern treten rechnerisch unendlich große Sohldrücke auf. Diese können in Wirklichkeitvom Boden nicht aufgenommen werden. Im Baugrund kommt es am Fundamentrand infolgePlastifizierung und Scherverformung zum Abbau der Randspannungen, verbunden mit einerSpannungsumlagerung in den mittleren Fundamentbereich.

4.3.2 Aufnehmbarer Sohldruck �zul für einfache FälleVoraussetzungen für die Anwendung der folgenden aufnehmbaren Sohldrücke �zul:

— Die Fundamentform muss einem Streifenfundament entsprechen.— Die Geländeoberfläche und die Schichtgrenzen müssen annähernd waagerecht verlaufen.— Der für den Nachweis zugrunde gelegte Baugrund darf bis in eine Tiefe

d = 2 & Fundamentbreite, mindestens aber bis in 2 m Tiefe nicht an Tragfähigkeit verlieren.— Der Baugrund darf nicht überwiegend dynamisch beansprucht werden. In bindigem Boden

entsteht kein nennenswerter Porenwasserüberdruck.— Für die Neigung der resultierenden charakteristischen Beanspruchung in der Sohlfläche muss

tan ' E = Hk/Vk � 0,2 gelten.— Bei ausmittigem Lastangriff e der Resultierenden in der Sohlfläche darf nur die wirksame

Fundamentbreite b�= b 2 � e in Rechnung gestellt werden (siehe auch Abschn. 4.4.1).— Das zu untersuchende Bauteil befindet sich nicht im Lastausbreitungsbereich benachbarter

Bauwerke.— Für die Ermittlung des aufnehmbaren Sohldrucks ist die kleinste vorhandene Einbindetiefe d

maßgebend. Bei Einbindetiefen dvorh > 2 m darf der aufnehmbare Sohldruck �zul um(dvorh 2) ��Boden erhöht werden (dvorh ist in der Einheit m einzusetzen).

— Der Nachweis der zulässigen Ausmittigkeit und der Kippnachweis sind erfüllt.

bxb y

x y

e = 0

� (x,y)

bx/2

� (x)

VV

bx/2 ex

x

bx/2 ex

x

e1

� (x)

2�e1 x*

ex � bx/4 ex > bx/4

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Geotechnik

I) Aufnehmbarer Sohldruck �zul bei nichtbindigem Baugrund� Basiswert des aufnehmbaren Sohldrucks �zul(B)Die Anwendung setzt eine ausreichend dichte Lagerung mit folgenden Anforderungen voraus:

Bodenart nachDIN 18196

Ungleich-förmigkeit

Lagerungs-dichte

Verdich-tungsgrad

SpitzenwiderstandDrucksonde

SE,GE,SU,GU,GT U � 3 D ( 0,30 Dpr ( 95 % qs ( 7,5 MN/m²SE,GE,SU,GU,GT,GW,SI,SW U > 3 D ( 0,45 Dpr ( 98 % qs ( 7,5 MN/m²

�zul(B) in Abhängigkeit der Einbindetiefe d und der wirksamen Fundamentbreite b�:

Bei mittiger Belastung ergeben sich bei Anwendung von �zul(B,G) auf Grundlage derGrundbruchsicherheit bei 1,5 m breiten Fundamenten Setzungen in der Größenordnung von 2 cm.Die Setzungen nehmen mit zunehmender Fundamentbreite ungefähr proportional zu. DieSohldrücke �zul(B,S), die auf Grundlage zulässiger Setzungen ermittelt wurden, ergeben bei einerFundamentbreite von 1,5 m ungefähr eine Setzung von 1 cm und bei breiteren Fundamenten in derRegel eine maximale Setzung von 2 cm. Die i.d.R. geringeren aufnehmbaren Sohldrücke beiBeachtung der Setzungen sind zugrunde zu legen, wenn die Verformungen begrenzt werden sollen.� Aufnehmbarer Sohldruck �zul in nichtbindigem Boden� zur Gewährleistung der Grundbruchsicherheit: �zul(G) = �zul(B,G)�(1+VL+VG�AG)�FA

� bei zusätzlicher Setzungsbegrenzung: �zul(S) = �zul(B,S)�(1+VL+VG)Die Parameter VL und VG zur Vergrößerung bzw. AG und FA zur Abminderung ergeben sich zu:a) Abminderung AG des Sohldrucks �zul(B,G) in Abhängigkeit der Lage des GrundwasserspiegelsDer Sohldruck muss mit AG verringert werden, wenn die Grundbruchsicherheit zugrunde gelegtwird und der Abstand u zwischen Gründungssohle und Grundwasserspiegel geringer als diewirksame Fundamentbreite b� ist.Fall 1: Der Grundwasserspiegel befindet sich im Abstand u ( b� unter der Gründungssohle:

AG = 1Fall 2: Der Grundwasserspiegel befindet sich im Bereich zwischen u < b� und der Gründungssohle

(u = 0): AG = 0,4 (1�u/b�)Fall 3: Der Grundwasserspiegel liegt in Höhe Gründungssohle bzw. darüber und es gilt d > 0,8 m

bzw. d > b�: AG = 0,6b) Erhöhung V des Sohldrucks �zul infolge dichter Lagerung oder GeometrieDie Erhöhung mit V darf nach folgenden Kriterien erfolgen, wenn die wirksame Fundamentbreiteb� ( 0,5 m und die Einbindetiefe d ( 0,5 m sind. Eine Erhöhung von �zul(B) um VG = 0,2 ist bei Rechteckfundamenten mit dem Verhältnis

Länge/ Breite a�/b� < 2 oder Kreisfundamenten möglich, wobei �zul(B,G) auf Grundlage derGrundbruchsicherheit nur bei einer Einbindetiefe d > 0,6 � b� erhöht werden darf.

0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Fundamentbreite b� in m

700

600

500

400

300

200

100

�zul(B,G) (Basiswert für Grundbruch) bzw.�zul(B,S) (Basiswert für Setzung) in kN/m²

d = 2,0md = 1,5m

d = 0,5md = 1,0m

d = 2,0md = 1,5m

d = 0,5md = 1,0m

0,3m � d < 0,5m

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Flachgründungen

Eine Erhöhung von bis zu 50 % mit VL = 0,5 für �zul(B) ist möglich, wenn der Boden bis in eineTiefe von 2 & Fundamentbreite eine dichte Lagerung aufweist, die bei Einhaltung folgenderVoraussetzungen vorliegt:

Bodenart nachDIN 18 196

Ungleich-förmigkeit

Lagerungs-dichte

Verdich-tungsgrad

SpitzenwiderstandDrucksonde

SE, GE, SU, GU, GT U � 3 D ( 0,50 Dpr ( 98% qs ( 15 MN/m²SE, GE, SU, GU, GT, GW, SI U > 3 D ( 0,65 Dpr ( 100% qs ( 15 MN/m²

c) Abminderung FA von �zul(B,G) bei nicht lotrechtem Angriff der Resultierenden in der Sohlfläche

Die sich auf die Grundbruchsicherheit beziehenden Sohldrücke �zul(B,G) und gegebenfalls nachPunkt a) oder b) korrigierten Werte sind bei nicht lotrechter Beanspruchung abzumindern.Fall 1: Bei einem Seitenverhältnis a�/b� > 2 und Angriff der charakteristischen horizontalen

Beanspruchung Hk parallel zur langen Fundamentseite: FA = (1�Hk/Vk )Fall 2: Falls Fall 1 nicht zutreffend, gilt: FA= (1�Hk/Vk )²Bei setzungsempfindlichen Bauwerken ist zu überprüfen, ob der abgeminderte Sohldruck �zul(G) aufGrundlage der Grundbruchsicherheit nicht kleiner als der aufnehmbare Sohldruck unter Beachtungder Setzungen �zul(S) wird. Der kleinere Wert für �zul ist dem Nachweis zugrunde zu legen.

II)Aufnehmbarer Sohldruck �zul in kN/m² bei bindigem Baugrund� Basiswert des aufnehmbaren Sohldrucks �zul(B)

in Abhängigkeit der Einbindetiefe d und der wirksamen Fundamentbreite b� (bei b� > 2 m sieheUnterpunkt a)

Die Ermittlung von �zul(B) nach folgender Tabelle erfolgt für die jeweiligen Bodengruppen inAbhängigkeit der Konsistenz oder der einaxialen Druckfestigkeit nach DIN 18 136. Bei weichenBöden bzw. Unterschreitung der einaxialen Druckfestigkeit darf die folgende Tabelle zurErmittlung von �zul nicht angewandt werden.

Schluff

UL

gemischtkörnigerBoden

tonig schluffiger Boden

UM , TL, TM

Ton

TA

Druckfestigkeiteinaxial in kN/m²

(120 120�300

300�700

>700 120�300

300�700

>700 120�300

300�700

>700

Konsistenz steif steif halbfest fest steif halbfest fest steif halbfest festd = 0,5 m 130 150 220 330 120 170 280 90 140 200d = 1,0 m 180 180 280 380 140 210 320 110 180 240d = 1,5 m 220 220 330 440 160 250 360 130 210 270d = 2,0 m 250 250 370 500 180 280 400 150 230 300

Innerhalb der Tabelle darf geradlinig interpoliert werden. Die Einhaltung der gegebenen Sohldrücke�zul(B) führt bei mittig belasteten Fundamenten zu Setzungen zwischen 2 bis 4 cm.� Aufnehmbarer Sohldruck �zul in bindigem Boden

�zul = �zul(B)�(1+V�A)a) Abminderung A des Sohldrucks bei einer Fundamentbreite b� > 2 m

Bei Fundamentbreiten von 2 m < b�� 5 m gilt: A = 0,1�( b�/2 m�1) mit b� in mb)Vergrößerung V des Sohldrucks

Bei Rechteckfundamenten mit dem Verhältnis Länge/Breite a�/b� < 2 und Kreisfundamentendürfen die ermittelten Werte um 20 % mit V = 0,2 erhöht werden.

4.4 Grundbruchsicherheit 1) (GZ 1B)Bei Bauwerken an einem Geländesprung oder einer Böschung kann anstelle des Grundbruch-nachweises der Gelände- oder Böschungsbruchnachweis maßgebend sein. Anstelle des

SU, ST, GU, GT

1) Nach DIN 4017 (03.2006).

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2.

Geotechnik

Grundbruchnachweises darf für einfache Regelfälle auch der Vergleich der einwirkenden undaufnehmbaren Sohlpressungen nach Abschn. 4.3 erfolgen.

4.4.1 Grundbruchnachweis bei homogenem Boden unterhalb der SohlflächeGrundbruchfigur bei ausmittiger und geneigter Beanspruchung Qk in der Sohlfläche:

GrundbruchwiderstandDie Berechnung des Grundbruchwiderstands nach folgenden Formeln darf für nichtbindige Bödenmit D > 0,2 und U � 3, oder D > 0,3 und U > 3, sowie für bindige Böden mit Ic > 0,5 durchgeführtwerden. Für Flachgründungen mit d/b � 2 (für d/b > 2 liegen die Ergebnisse auf der sicheren Seite,sofern mit d/b = 2 gerechnet wird) ergibt sich unter der Annahme einer gleichmäßigenSohlspannungsverteilung:a) die mittlere charakteristische Grundbruchspannung �g

�g,k = b��2,k�Nb0�)b�ib�*b�+b + d��1,k�Nd0�)d�id�*d�+d + ck�Nc0�)c�ic�*c�+cb) der charakteristische Grundbruchwiderstand Rn,k

Rn,k = A��g,kc) der Bemessungswert des Grundbruchwiderstands Rn,d normal zur Sohlfläche

Rn,d = Rn,k /�Gr mit �Gr nach Abschn. 1.2d) Nachweis im GZ 1B

Nd � Rn,d Nd siehe Abschn. 4.1 , zum Ansatz von Ep siehe Abschn. 4.2Bei bindigen Boden kann eventuell der Nachweis der Anfangsstandfestigkeit mit ,u,k und cu,kmaßgebend sein. Für die ständigen und veränderlichen Einwirkungen ist der maßgebende Fall fürden Nachweis durch Kombination zu untersuchen, insbesonders sind die Kombinationen (Nk(max)und Tk(max)) und (Nk(min) und Tk(max)) zu beachten.

Ermittlung der Parameter in der Grundbruchgleichung�1,k Wichte des Bodens oberhalb der Gründungssohle in Ausweichrichtung�2,k Wichte des Bodens innerhalb der Grundbruchfigur bis in Höhe Gründungssohled Einbindetiefe unter Geländeoberfläche in Ausweichrichtung

� Rechnerische Ersatzfläche A� und rechnerische Sohlbreite b� bei rechteckförmigem Grundriss:Prinzipielles Vorgehen:Die rechnerische Ersatzfläche A� ist so zu bilden, dass dieBeanspruchung Qk im Schwerpunkt dieser Fläche angreift(für ea = eb = 0 gilt a� = a und b� = b).a� = a 2�ea und b� = b 2�eb Beachte: b � a und b� � a�A� = a��b�

Bei Aussparungen in der Sohlfläche, die nicht mehr als 20 % der Gesamtfläche betragen, darf dieäußere umrissene Fläche zugrunde gelegt werden.

bb�

eb

'Qk

Tk

Nk

d � 1,k

�-2,k , ,. , ck

Epk

a�a

b�b

ea

e b Q

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Flachgründungen

� Tragfähigkeitsbeiwerte N (Nb0 nach Meyerhof, Nd0 nach Prandtl und Nc0 nach Caquot)Nb0 = (Nd0 1) � tan, k; Nd0 = e/�tan , � tan2(45° + , k /2); Nc0 = (Nd0 1) / tan, k

, k in ° 0 5 10 15 20 22,5 25 27,5 30 32,5 35 37,5 40 42,5Nb0 0,0 0,0 0,3 0,8 2,0 3,0 4,5 7 10 15 23 34 53 83Nd0 1,0 1,6 2,5 3,9 6,4 8,2 10,7 14 18 25 33 46 64 92Nc0 5,1 6,5 8,3 11,0 14,8 17,4 20,7 25 30 37 46 58 75 99

� Lastneigungsbeiwerte i— Sonderfall: Greift die resultierende charakteristische Beanspruchung Qk normal zur

Gründungssohle an, dann gilt ib = id = ic = 1.— Die Lastneigung ergibt sich zu tan 0' 0 = Tk/ Nk.— Bei einer Lastneigung 0' 0 ( , k der Resultierenden Qk ist bei nichtbindigem Boden der

Gleitsicherheitsnachweis nach Abschn. 4.5 maßgebend.— Der Lastneigungswinkel ' ist positiv, wenn der Richtungssinn des sich verschiebenden

Gleitkörpers mit der Tangentialkomponente T der angreifenden Beanspruchung Q gleich ist,andernfalls negativ. Im Zweifelsfall sind beide Fälle zu untersuchen.

Definition Lastneigungswinkel ' :

a) für ,u,k = 0 und cu,k � 0

ku,kcd ´/15,05,0;1 cATii ��

b) für , k > 0 und ck ( 0 (mit , k und ' in °)ib id ic

' > 0 (1– tan ')m+1 *) (1– tan ')m

' < 0 (1– 0,04 ')0,64+0,028 , (1– 0,0244 ')0,03+0,04 , (id � Nd0 – 1)/(Nd0 – 1)*) Formel gilt nur für Streifenfundament oder Tk in Richtung b�.

m = ma�cos²1 + mb�sin²1mit mb = [2+(b�/a�)]/[1+(b�/a�)]

für Tk in Richtung b�ma = [2+(a�/b�)]/[1+(a�/b�)]

für Tk in Richtung a�

Definition des Winkels 1 :

� Formbeiwerte ) mit b� � a�Grundrissform ) b ) d ) c (, k � 0) ) c (, k = 0) Streifen 1,0 1,0 1,0 1,0 Rechteck 1 0,3�b�/a� 1 + sin, k �b�/a� ()d�Nd0 1)/(Nd0 1) 1 + 0,2�b�/a� Kreis 0,7 1 + sin, k ()d�Nd0 1)/(Nd0 1) 1,2

TN

'

Q�'

T

Q

Nk

Tk

a�

b�1

N

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Geotechnik

� Sohlneigungsbeiwerte +— Sonderfall: Bei horizontaler Gründungssohle (2 = 0) gilt + = 1.— Der Sohlneigungswinkel 2 ist positiv, wenn der Richtungssinn des sich verschiebenden

Gleitkörpers mit der Horizontalkomponente Nh der angreifenden Normalkomponente N gleichist, andernfalls negativ. Im Zweifelsfall sind beide Fälle zu untersuchen.

+ b + d + c

, k > 0; c k ( 0 e0,045�2�tan ,

, u,k = 0; cu,k ( 0 3 1 1 0,068 2

� Geländeneigungsbeiwerte *— Sonderfall: Bei horizontaler Geländeoberfläche (4 = 0) gilt * = 1.Voraussetzungen für die Anwendbarkeit der Beiwerte *:— Die lange Fundamentseite a verläuft etwa parallel zur Böschungskante.— Die resultierende Horizontalkomponente der Einwirkungen greift etwa parallel zur kürzeren

Fundamentseite b an.— 4 < , k

*b *d *c

, k > 0; c k ( 0 (1 0,5�tan 4)6 (1 tan 4)1,9 (Nd0�e 0,0349�4�tan ,1)/(Nd01),u,k = 0; cu,k ( 0 3 1 0,4�tan 4

4 ist in ° in die Formeln einzusetzen.� Berücksichtigung von BermenBei einer Berme sind zwei Vergleichsuntersuchungen erforderlich:

a) 4 = 0 und d� = db) 4 � 0 und d� = d + 0,8�s�tan 4

Der ungünstigere Fall istmaßgebend.

� Berücksichtigung einer Bodenreaktion:Der stützende Erddruck infolge Bodenreaktion darf parallel zur Sohlfläche mit Ep,k(mob) � 0,5�Ep,k wie eine charakteristische Einwirkung angesetzt werden, wobei Ep,k(mob) immer kleiner als dieTangentialkomponente der anderen charakteristischen Einwirkungen Tk sein muss (siehe auchAbschn. 4.2).

Ausweichrichtung beim GrundbruchBei Annahme homogenen Bodens und freier Beweglichkeit des Baukörpers ergibt sich inAbhängigkeit des Lastangriffs von Q:

s

4 dd�

0,8s

d

NQ4

'2

TN

-2T

N

+2

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0. A

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ge 2

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Flachgründungen

Bei mittiger lotrechter Lasteintragung ist ein Ausweichen nach beiden Seiten möglich.Bei Bauteilen, die durch Abstützungen o.Ä. am seitlichen Ausweichen gehindert werden, wird einlotrechtes Einsinken erzwungen. Die Berechnung hat dann wie für einen lotrecht mittig belastetenGründungskörper zu erfolgen.

Abschätzung der Grundbruchfigurbei lotrechter mittiger Beanspruchung eines Streifenfundaments sowie 2 = 4 = 0 und c = 0:

, k in ° 0 5 10 15 20 22,5 25 27,5 30 32,5 35 37,5 40 42,5F1 1,0 1,3 1,6 2,0 2,5 2,9 3,3 3,7 4,3 5,0 5,8 6,8 8,0 9,6F2 0,7 0,8 0,9 1,0 1,2 1,2 1,4 1,5 1,6 1,7 1,9 2,1 2,4 2,6

Weicher bindiger Boden unterhalb der DeckschichtBei Vorhandensein eines gesättigten bindigen Bodens (2) unter einer festeren Deckschicht (1) mit,1 > 25° und einem Abstand d1 � 2b unterhalb der Gründungssohle ist ein zusätzlicherGrundbruchnachweis unter Berücksichtigung des Durchstanzens zu erbringen.

123

2312

*

11,*

2,

,

��

��

��

��

��

��

��*�B

kukc

kn

eab

d��AabcN

ab

baR

Nc = (2+/ )�(1+ 0,2�b/a); * = d1/a + d1/bstarre Fundamente mit ,k,1 in °:B*=1,66�10-6�,k,1

3�3,02�10-4�,k,12+1,38�10-2�,k,1

A*=1,11�10-6�,k,13�2,01�10-4�,k,1

2+9,17�10-3�,k,1

schlaffe Lasteinleitung mit ,k,1 in °:B*=3,92�10-7�,k,1

3�7,97�10-5�,k,12+3,98�10-3�,k,1

A*=2,61�10-7�,k,13�5,31�10-5�,k,1

2+2,66�10-3�,k,1

4.4.2 Grundbruchnachweis bei geschichtetem Boden unterhalb der SohlflächeMöglichkeiten:— unter Ansatz eines Ersatzbodens mit gemittelten Parametern , k , ck und � k entsprechend den

Anteilen (, k, ck…Gleitflächenanteile, � k…Flächenanteil am Grundbruchkörper) der jeweiligenSchicht an der Grundbruchfigur, wobei die Abweichung der Reibungswinkel , der einzelnenSchicht vom arithmetischen Mittelwert nicht mehr als 5° betragen darf.

— mittels besonderer Untersuchungen, z.B. Nutzung grafischer Verfahren oder Probebelastungen.

b/2b/2

Q '

b/2b/2

QQ

eb/2

l = F1�bds= F2�b

d

ds

lb/2b/2

Q

d1

Q

d

b

tragfähiger Boden (1)

weicher bindiger Boden (2)

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2.

Geotechnik

4.5 Gleitsicherheit (GZ 1B)Die Gefahr des Gleitens besteht entlang der Sohlfläche oder einer darunter befindlichenSchnittfläche im Baugrund (z.B. bei Fundamenten mit Sporn oder bei in Gleitrichtung ansteigenderSohlfläche) nach DIN 1054, falls der Bemessungswert der parallel zu dieser Fläche angreifendenKräfte Td in Verschiebungsrichtung größer als der Bemessungswert der widerstehenden Kräfte (Rt,dund Ept,d) ist.

Nachweis: Td � Rt,d + Ept,d

� Bestimmung des Bemessungswertes des Gleitwiderstandes Rt,d:Rt,d Rt,d = Rt,k / �Gl mit �Gl nach Abschn. 1.2

a) Schnittebene in Höhe der Sohlfläche nichtbindiger oder konsolidierter bindiger Boden: Rt,k = NK � tan ' s,k

bindiger wassergesättigter Boden mit , u = 0: Rt,k = A � cu,k

b) Schnittebene im Boden unterhalb der Sohlfläche Rt,k = Nk � tan , k + A�ckNk normal zur betrachteten Schnittebene gerichtete charakteristische Beanspruchung (siehe

Abschn. 4.1) aus der ungünstigsten Kombination ständiger und veränderlicher Ein-wirkungen

, k, ck, cu,k charakteristische ScherparameterA für die Kraftübertragung maßgebende Sohlfläche' s,k Erfahrungswerte für den Sohlreibungswinkel ' s,k: bei Sohlflächen aus Ortbeton und

Fertigteilen im Mörtelbett ' s,k = , k mit ' s,k � 35° und bei Fertigteilen ' s,k = 2�, k /3Ept,d Bemessungswert des passiven Erddrucks Ept,d = Ept,k/�Ep parallel zur Sohlfläche (siehe

Abschn. 3.5 und Abschn. 4.2). Bei ausreichend tiefer Einbindung des Fundaments in denBaugrund wird eine Verdrehung durch eine beidseitige Bodenreaktion verhindert, wobeiept,k(mob) � 0,5�ept,k einzuhalten ist.

4.6 Kippen (GZ 1B)Bei ausmittiger Beanspruchung ist der Nachweis ausreichender Kippsicherheit erfüllt, wenn Qk ausden ständigen und veränderlichen Einwirkungen in den Lastfällen LF 1 und LF 2 höchstens einKlaffen der Sohlfuge bis zum Schwerpunkt der Sohlfläche verursacht, das heißt, Qk nicht außerhalbder 2. Kernfläche liegt. Im Lastfall LF 3 darf bei erfülltem Grundbruchnachweis der Nachweisgegen Kippen entfallen. Die maßgebende Lage von Qk mit der größten Ausmittigkeit ergibt sich ausder ungünstigsten Kombination ständiger und veränderlicher Einwirkungen. Der stützendeErddruck ist nicht anzusetzen, da nur Einwirkungen berücksichtigt werden.

Für rechteckförmige Sohlflächen gilt:Nachweis, dass Qk sich innerhalbder 1. Kernfläche befindet:eb

eb

x

x

y

y� �

16

Nachweis, dass Qk nicht außerhalbder 2. Kernfläche liegt:

eb

eb

x

x

y

y

�

�

�

��

�

�

�

��

2 219

b y

6(b y

/6)

ex

e y

6(bx/6)

bx

Q

Begrenzung 1.KernflächeBegrenzung 2.Kernfläche

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Flachgründungen

Für kreisförmige Sohlflächen mit dem Radius r gilt:1. Kernfläche bis re = 0,25 � r und 2. Kernfläche bis re = 0,59 � r.

Für Baukörper, bei denen kleine Belastungsänderungen eine erhebliche Vergrößerung derExzentrizität der resultierenden Kraft in der Sohlfläche nach sich ziehen, sind besondereUntersuchungen erforderlich.

4.7 Sicherheit gegen Aufschwimmen (GZ 1A)Bei nicht verankerten Konstruktionen ist folgender Nachweis zu führen:

Ak�� G,dst + Qk��Q,dst � Gk�� G,stb + Fs,k��G,stb

mit den charakteristischen WertenAk hydrostatische Auftriebskraft an der Unterseite der GründungQk ungünstige veränderliche Einwirkungen in vertikaler RichtungGk unterer Wert der günstigen ständigen EinwirkungenFs,k eventuell zusätzlich einwirkende Scherkraft

Die Sicherheitsbeiwerte � für den GZ 1A können dem Abschn. 1.2 entnommen werden.Die Vertikalkomponente des aktiven Erddrucks kann als ständig günstige Einwirkung mit

Fs,k = Eav,k = 0,8�Eah,k � tan ' aberücksichtigt werden. Bei Dauerbauwerken muss bei Berücksichtigung von Scherkräften amvertikalen Bauwerksrand z.B. Eav,k nachgewiesen werden, dass der Nachweis gegen Aufschwimmenauch ohne Berücksichtigung der Scherkräfte für den Lastfall LF 3 erfüllt ist.

4.8 Zulässige Ausmittigkeit der resultierenden charakteristischenBeanspruchung (GZ 2)

Damit keine klaffende Fuge auftritt, sind die Fundamentabmessungen so zu wählen, dass Qk ausden ständigen Einwirkungen in der Sohlfläche innerhalb der 1. Kernfläche liegt (siehe Abb. inAbschn. 4.6). Es sind nur Einwirkungen, aber keine Widerstände zu berücksichtigen.

4.9 Verschiebungen in der Sohlfläche und Verdrehungen (GZ 2)Der Nachweis unzuträglicher Verschiebungen in der Sohlfläche gilt unter folgenden beidenBedingungen als erbracht:wenn das Gleichgewicht der charakteristischen Kräfte parallel zur Sohle bei vollständigerInanspruchnahme des Gleitwiderstandes eine Bodenreaktion erfordert, für die weniger als 30 % descharakteristischen passiven Erddrucks erforderlich ist (gilt nur bei mindestens steifen bindigemBoden oder nichtbindigem Boden mit mitteldichter Lagerung);oder Erfüllung des Gleitsicherheitsnachweises ohne Berücksichtigung des stützenden Erddrucks.In allen anderen Fällen sind gesonderte Untersuchungen erforderlich.

Bei Einhaltung der zulässigen Ausmittigkeit nach Abschn. 4.8 kann angenommen werden, dass beiEinzel- und Streifengründungen keine unzulässigen Verdrehungen des Bauwerks auftreten.

4.10 Setzungen 1) (GZ 2)Definition: Setzung ist die lotrechte Verschiebung der Bodenteilchen infolge statischerSpannungszunahme in Richtung der Schwerkraft. (Für Senkungen, Sackungen und Erdfall sindandere Ursachen maßgebend. Deren Berechnung kann nicht nach Abschnitt 4.10.1 bis 4.10.3erfolgen.)

1) Nach E DIN 4019 (10.2003).

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2.

Geotechnik

4.10.1 Gesamtsetzung s

4.10.2 Ermittlung der Gesamtsetzung 5 s (Zeit t��) infolge lotrechter Belastung

4.10.2.1 Berechnungsmöglichkeiten3 mit Hilfe des Druck-Stauchung-Diagramms aus Laborversuchen oder mit Hilfe lotrechter

Spannungen unter Ansatz eines mittleren Zusammendrückungsmoduls Esm bzw. einesspannungsabhängigen Steifemoduls Es =f (�) (indirekte Berechnung nach Abschn. 4.10.2.4)

3 mit Hilfe einer Setzungsformel (direkte Berechnung nach Abschn. 4.10.2.5).

4.10.2.2 Vorgehen bei der SetzungsberechnungIm Fall, dass die Setzungen bei der Bemessung des Tragwerks berücksichtigt werden, sind dieseaufgrund3 vorsichtig geschätzter charakteristischer Mittelwerte3 oder als Bemessungswerte der kleinsten und größten zu erwartenden Setzungen zu

ermitteln.Die Berechnung ist abhängig vom Verformungsverhalten (starr/schlaff) des Gründungskörpers(siehe auch Abschnitt 4.3).a) Schlaffer GründungskörperBei einem schlaffen Gründungskörper bildet sich eine Setzungsmulde aus. Die Berechnung kannnach Abschn. 4.10.2.4 oder 4.10.2.5 erfolgen. Die Ermittlung der Setzung unter einem beliebigenPunkt innerhalb und außerhalb der Belastungsfläche ist mit Hilfe der lotrechten Spannungen (sieheAbschn. 4.10.2.4) möglich.b) Starrer GründungskörperEs erfolgt eine gleichmäßige Setzung der Gründungssohle bei mittiger Belastung undoberflächenparalleler Schichtung des Bodens bzw. eine Verkantung der Sohle bei ausmittigerLasteintragung.

Berechnung der Setzungen:� Bei gleichmäßiger Sohldruckverteilung kann die Setzungsermittlung mit Hilfe der lotrechtenSpannungen (siehe Abschn. 4.10.2.4) bzw. den Setzungsbeiwerten f (siehe Abschn. 4.10.2.5) unterden kennzeichnenden Punkten (k.P.) in der Gründungssohle (siehe nachfolgende Abb.) wie für einschlaffes Fundament durchgeführt werden, da die Setzung unter diesen Punkten bei einem schlaffenund bei einem starren Gründungskörper übereinstimmt.� Bei trapezförmiger Sohldruckverteilung kann bei der Berechnung mit Hilfe der lotrechten Spannungen zunächst die Setzungsmulde wie für einen schlaffen

Gründungskörper ermittelt werden. Danach kann durch das Festlegen einer Ausgleichsebene(siehe folgende Abbildung) die Setzung des starren Fundaments näherungsweise bestimmtwerden.

Bei Anwendung einer Setzungsformel können die Setzungen der Eckpunkte infolge derausmittigen Lasteintragung mit zusätzlichen Beiwerten fx und fy z.B. nach Kany ermittelt werden,falls keine klaffende Sohlfuge auftritt.

s0 Sofortsetzung infolge Anfangsschubverformung und/oder Sofortverdichtungs1 Konsolidationssetzung (Primärsetzung) infolge Auspressen von Porenwasser und Porenlufts2 Kriechen (Sekundärsetzung) infolge plastischen Fließens bei bindigen Böden, wobei dieser Vorgang stark zeitabhängig ist s2 = f (t)t ZeitGesamtsetzung 5 s = s0 + s1 + s2

0

s

t

s 0s 1

s 2�

s

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Flachgründungen

Festlegen der Ausgleichsebene beieinachsiger Ausmittigkeit:

kennzeichnende Punkte (k.P.) bei rechteckigem Grundriss:

4.10.2.3 Parameter zur Setzungsberechnung� 0 Sohldruck unter dem Fundament bei Annahme einer geradlinigen Verteilung (siehe

Abschn. 4.3.1.2)� 1 setzungswirksamer Sohldruck unter Berücksichtigung der Vorbelastung in Höhe der

Gründungssohle (siehe Abschn. 4.10.5.2)� z lotrechte Spannung infolge Auflast in einer beliebigen Tiefe z (siehe Abschn. 4.10.5.3)� ü lotrechte Spannung infolge Eigenlast (siehe Abschn. 4.10.5.4) i Spannungseinflusswert nach Abschn. 4.10.5.3

Grenztiefe ts

a) Tiefe, bei der das Spannungsverhältnis �z /�ü = 0,2 erreicht wirdb) Schichtgrenze, falls sich eine nachgiebige Schicht über einer unnachgiebigen befindet;

kleinerer Wert der Bedingung nach a) oder b) ist für die Festlegung von ts maßgebend.(Sonderfall: Liegt eine sehr weiche Schicht unterhalb der Grenztiefe ts, so ist dieseentsprechend tiefer anzunehmen.)

Bei ausmittiger Belastung ist der Mittelwert des lotrechten Sohldruckanteils für die Berechnung derGrenztiefe ts maßgebend.

4.10.2.4 Berechnung mit Hilfe lotrechter SpannungenSetzungsberechnung bei Annahme eines mittleren konstanten Steifemoduls Esm über diegesamte Grenztiefe ts :a) Ermittlung des mittleren Steifemoduls Esm

Esm für Vorentwürfe nach EAU [11.2] oder Vorgehensweise nach Fußtext der Tafel S. 11.23 Esm-Bestimmung anhand des Druck-Stauchungs-Diagramms Esm ist auch durch Rückrechnung aus Setzungsbeobachtungen bestimmbar.Bei Wiederbelastung ist in der Regel der Zusammendrückungsmodul größer als beiErstbelastung.Bei alleiniger Bestimmung von Esm durch Kompressionsversuche im Labor sind zurBerücksichtigung von Modellfehlern und Probestörungen eventuell Korrekturfaktoren durch denSachverständigen für Geotechnik festzulegen.

b) Ermittlung der Gesamtsetzung 5 s = s, falls bei der Ermittlung von Esm die Anteile ausSofortsetzung und Kriechen mit erfasst wurden (Erläuterung der Variablen siehe 4.10.2.3):

66�

�

�

��

ss

00�z

smz

sm

dd1 tz

z

tz

zAz

EAz

Es 7�

Näherungsweise ist die Berechnung von A mit der Kepler´schen Fassregel möglich:

8 9)t(z/2)t(z0)(zv0s

)tz(z)2/tzz()0zz(s

ssss 4)(6

)4(6 �� iiittA ��

mit i nach Abschn. 4.10.5.3

�1(l) �1(r)

s l s m´ s r

s mAusgleichsebene 3

)(´

rmlm

ssss ��:

0,74�a/2

0,74

�b/2

a

b

k.P. k.P. k.P. �1

ss

Setzung: starres Fundament schlaffes Fundament

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2.

Geotechnik

Genauere Setzungsermittlung bei Vorliegen der Druck-Stauchung-Beziehung aus einemKompressionsversuch oder bei Zugrundelegung eines spannungsabhängigen Steifemodul-ansatzes:— Bestimmung der lotrechten Spannungen infolge Eigenlast �ü und infolge Auflast �z

jeweils in der Tiefe z = 0; z = ts/2; z = ts ;bei homogenem Boden gilt: � � �ü(i) v Boden� � �z

� � �z(i) 0 v (i) (i)mit� � �( ) ( , , )i i f a b z nach Abschn. 4.10.5.3— Ermittlung der Stauchung ;7z(i)

Zeichnerische Lösung durch Abgreifen der Stauchung ;7z(i) aus Druck-Stauchungs-Diagrammoder Berechnung mit Hilfe eines spannungsabhängigen Steifemodulansatzes

8 9wrefrefs /��vE �� nach Ohde mit �ref = 1 bar; ) und w siehe Abschn. 2.8:

)-(1

)(0,01()(0,011mite1�

;)

1�

)w(1)z(i)ü(i))w(1

ü(i)az(i)

v1

z(iü(i)

ü(i)z(i)

w

��

va�

��

��

��

��

�

�

�

�

�

:1

:1

w

w

Alle Spannungen sind in der Einheit kN/m2 einzusetzen.— Ermittlung der Setzung mit Hilfe der Kepler´schen Fassregel

6�

��

s

0�zd

tz

zAz�s mit )4(

6 )tz(z/2)tz(z0)z(zs

� ss �� ;�;��;�� tA

�1=�0-�v�v

�z(z=0)=�1�i(z=0

�z(z=ts/2)=�1�i(z=ts/2)

�z(i)=�1�i(i)

�z(z=ts)=�1�i(z=ts)

�z�ü

�ü(i)C*A* B*

z

dt s/

2t s/

2

0 7z

z

D* E*

;7z(z=0)

;7z(z=ts/2)

;7z(i)

;7z(z=ts)

A7

(in Höhe Gründungs- sohle gilt z=0)

lotrechte Spannungsverteilung im Baugrund

� 0� 1=� 0-� v�v

�z(i)�ü(i)

�

4

Esm = tan4

7

D*

E*

A* B* C*

;7z(

i)

Druck-Stauchungs-Diagramm aus Kompressionsversuch

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Flachgründungen

4.10.2.5 Berechnung mit Hilfe einer SetzungsformelBei gleichmäßig verteilter Belastung auf einer rechteckförmigen schlaffen Fundamentfläche A = a�bmit a ( b ergeben sich die Setzungen für die Grenztiefe z = ts (bei starren Fundamenten unter k.P.):

sm

1

Efbs ��

�� mit f = fk für den kennzeichnenden Punkt (k.P.); f =f1 für den Eckpunkt nach Kany.

z/b a/b = 1 a/b = 1,5 a/b = 2,0 a/b = 3,0 a/b = 4,0 a/b = 5,0f1 fk f1 fk f1 fk f1 fk f1 fk f1 fk

0,75 0,18 0,42 0,18 0,46 0,18 0,48 0,18 0,51 0,18 0,52 0,18 0,531,00 0,23 0,49 0,23 0,54 0,23 0,57 0,24 0,61 0,24 0,63 0,24 0,641,25 0,27 0,54 0,28 0,60 0,28 0,64 0,28 0,69 0,28 0,71 0,28 0,731,50 0,30 0,58 0,32 0,65 0,32 0,70 0,33 0,75 0,33 0,79 0,33 0,811,75 0,33 0,61 0,35 0,69 0,36 0.74 0,37 0,81 0,37 0,85 0,37 0,872,00 0,35 0,64 0,38 0,73 0,39 0,78 0,40 0,85 0,40 0,90 0,40 0,932,25 0,37 0,66 0,40 0,76 0,42 0,82 0,43 0,89 0,43 0,94 0,44 0,98

4.10.3 Setzungen infolge KriechensSetzungen sk infolge Kriechen müssen zeitabhängig betrachtet werden.tpk=H ²��W/(k�Es) und < = t/ tpk

für < > 1 gilt näherungsweise: sk (t) = C2�h0�log (<)/(1+e0)C2 Kriechbeiwert des Bodens t betrachteter Zeitraumh0 Ausgangshöhe der kriechfähigen Schicht tpk Primärkonsolidierungszeite0 Anfangsporenzahl k DurchlässigkeitsbeiwertH H = h0 einseitig dräniert

H = h0/2 zweiseitig dräniertEs

� W

Steifemodul des BodensWichte des Wassers

4.10.4 Grenzwerte für VerformungenBei Ausbildung einer Setzungsmulde gilt nach Skempton:

Die angegebenen Werte gelten für Muldenlagerung. Bei Sattellagerung ist die zulässige Setzung zuhalbieren.Die messtechnische Überprüfung (siehe DIN 4107) der rechnerischen Setzungsprognose istwährend der Bauausführung besonders dann empfehlenswert, wenn das zu errichtende Bauwerkoder die vorhandene Nachbarbebauung sehr setzungsempfindlich ist oder erhebliche Schäden durchunzulässige Setzungen zu erwarten sind.

2

1/750 Grenze für setzungsempfindliche Maschinen1/500 Sicherheitsgrenze zur Vermeidung jeglicher

Risse1/300 Grenze für erste Risse in tragenden Wänden1/250 Sichtgrenze für die Schiefstellung hoher

starrer Bauwerke1/150 erhebliche Risse in tragenden Wänden

Sicherheitsgrenze für Ziegelwände h/l < 1/4Schadensgrenze für Bauwerke allgemein

1/10 Schiefer Turm von Pisa;s

Verdrehung: 2 = ;si/li

2 l

;si

li

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Geotechnik

4.10.5 Bestimmung der lotrechten Spannungen �z infolge lotrechter Auflast und�Ü infolge Eigenlast des Bodens im elastisch isotropen Halbraum

4.10.5.1 Mittlerer Sohldruck �0 unter dem GründungskörperErmittlung von �0 unter Annahme einer geradlinigen Spannungsverteilung (siehe Abschn. 4.3.1.2).

4.10.5.2 Setzungswirksamer Sohldruck �1 infolge AuflastErfolgt nach dem Aushub der Baugrube keine Entspannung des Bodens (infolge Wegfall derVorbelastung) vor dem Aufbringen der Auflast �0, so ergibt sich der setzungswirksame Sohldruck�1 zu: �1 = �0 �v . Bei einer Aushubtiefe d ergibt sich �v zu �v = �Boden� d.Bei überkonsolidierten Böden und/oder Entspannung des Baugrunds ist �v = 0 zu setzen und derSteifemodul für Wiederbelastung für �1 � �v anzusetzen.

4.10.5.3 Lotrechte Spannungen �z im Baugrund infolge Auflast bei rechteckförmigemGrundriss

a) Spannungen �z unter dem kennzeichnenden Punkt infolge gleichmäßiger Flächenlast �1:�z = ik��1 in einer beliebigen Tiefe z mit ik nach Tafel 11.61a

b) bei geradliniger Verteilung des setzungswirksamen Sohldrucks �1 sind die Spannungen �z unterdem Eckpunkt eines schlaffen Gründungskörpers in einer beliebigen Tiefe z�z = i1��1 mit i1 nach Tafel 11.61b Eine trapezförmige Sohldruckfigur ist in Rechtecke und rechtwinklige Dreiecke zu zerlegen,

damit die Ermittlung der lotrechten Spannungen �z mit i1 nach Tafel 11.61b, 11.60a und11.60b durch Superposition der Spannungsanteile erfolgen kann.

Die Spannungen unter einem beliebigen Punkt innerhalb oder außerhalb der Belastungsflächekönnen durch Superposition der Spannungsanteile gewonnen werden (siehe folgendeAbbildung).

c) Spannungen unterhalb eines schlaffen Gründungskörpers unter anderen Voraussetzungen: bei gleichmäßiger Flächenbelastung und beliebigem Grundriss nach Newmark siehe [11.3] bei kreis- oder rechteckförmigem Grundriss und Einzel- oder Streifenbelastung siehe [11.3].

Spannungseinflusswerte i1 unter dem Eckpunkt einer dreieckförmigen Belastungsfläche nach Jelinek

Tafel 11.60a Für �1 = 0 Tafel 11.60b Für �1 = �max

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Flachgründungen

Tafel 11.61a Spannungseinflusswerte ik unterdem kennzeichnenden Punkt einerrechteckförmigen Belastungsflächenach Kany 1)

Tafel 11.61bSpannungseinflusswerte i1 unterdem Eckpunkt einer rechteckförmigenBelastungsfläche nach Steinbrenner 1)

Tafeln 11.60a, 11.60b, 11.61a und 11.61b gelten für schlaffe Gründungskörper im elastischisotropen Halbraum bei rechteckförmigem Grundriss.Beispiel für die Spannungsermittlung unter einem Punkt P außerhalb der Belastungsfläche A:

1) Die linke Skala ist für die linke Kurvenschar und die rechte Skala für die rechte Kurvenschar zu benutzen.

_

yya

xb P

A

y +

a

b+x

A1

b+x

A2

_

y+a +

x

A3

y

x

A4

=

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2.

Geotechnik

4.10.5.4 Lotrechte Spannungen �ü infolge Eigenlast des Bodens�ü = �v + �Boden� z

in einer beliebigen Tiefe z mit �v = � Boden � d bei erstbelastetem Boden, falls keine Entspannung desBodens vor Aufbringen der Auflast erfolgt (siehe auch Erläuterungen zu �1).

Beispiel: Ermittlung der Setzung für ein Einzelfundamentgeg.:

— gleichmäßige Sohlspannungsverteilung �0 = 285 kN/m— starres Verformungsverhalten des Fundaments— Abmessung der Sohlfläche A = 2 m � 4 m— Einbindetiefe d = 2 m— Wichte des Bodens � k = 17,5 kN/m³— mittlerer Steifemodul Esm = 10 MPa

Annahmen: Bei schnellem Baufortschritt kann sich der Boden beim Aushub infolge desWegfalls der Bodenauflast in Höhe Baugrubensohle kaum entspannen.Die Vorbelastung beträgt � v = d�� k = 2 � 17,5 = 35 kN/m2 .Die setzungswirksame Spannung �1 beträgt somit:�1 = �0 �v = 285 35 = 250 kN/m2.

Lsg.: Berechnung der Setzung unter kennzeichnendem Punkt k.P., da starres Fundament.

1. Ermittlung der Grenztiefe ts bei �z /�ü = 0,2 durch Probierenmit a = 4 m und b = 2 m

zm

a/b z/b ikTafel 11.61a

�z = ik � �1kN/m²

�ü = � � z+�vkN/m²

�z / �ü

0 2 0 1 250 35 7,143 2 1,5 0,2082 52,1 87,5 0,594 2 2 0,1475 36,9 105 0,356 2 3 0,0823 20,6 140 0,15

5,2 2 2,6 0,1024 25,50 126 0,20

2. Ermittlung der Setzung für den Grenzzustand GZ 22.1 Setzungsberechnung mit Hilfe der lotrechten Spannungen

�z unter dem kennzeichnenden Punkt k.P. mit ik nach Tafel 11.61a:bei z = 0 �z (o) = �1�ik(o) = 250 � 1 = 250 kN/m2

bei z = ts/2 �z (m) = �1�ik(m) = 250 � 0,242 = 60,5 kN/m2

bei z = ts �z (u) = �1�ik(u) = 250 � 0,102 = 25,5 kN/m2

Setzung s, falls keine Korrektur von Esm erforderlichs = A7 = ts�(�z (o) + 4��z (m) + �z (u))/6/Esm = 5,2�(250 + 4 � 60,5 + 25,5)/6/10 000s = 0,045 m = 4,5 cm

2.2 Setzungsberechnung mit Hilfe einer Setzungsformelfk : 0,86 für z/b = ts/b = 2,6 (mit fk aus Abschn. 4.10.2.5)s = �1�b�f /Esm = 250 � 2 � 0,86/10 000 = 0,043 m = 4,3 cm

�z(m)/Esm

�z(u)/Esmts

ts/2

0

z

A7

�z(0)/Esm

z

b = 2 m

k.P.

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re, 2

0. A

ufla

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Pfahlgründungen

5 Pfahlgründungen

5.1 Pfahlarten Pfähle übertragen die Belastung über die Pfahlmantelfläche und den Pfahlfuß in den Baugrund. Es wird in axial belastete Druck- oder Zugpfähle und in horizontal belastete Pfähle unterschieden. Für die Nachweise nach DIN 1054 wird unterteilt in Verdrängungspfähle (Verdichtung des umgeben-den Bodens beim Einbau), Bohrpfähle und verpresste Mikropfähle. Nach der Herstellungsart Unter-scheidung in Fertig- und Ortpfähle. Ortbetonpfähle Ausbetonieren des Bohrlochs. Stützung des Bohrlochs durch Verrohrung oder Stützflüssigkeit. Unterscheidung in Bohr-, Ortramm-, Pressrohr- und Rüttelpfähle. Verbundpfähle sind eine Kombination aus Fertig- und Ortpfahl. Dabei wird die Kraftübertragung zum umgebenden Erdreich durch Verpressen mit Beton oder Zementmörtel erreicht. Vorschriften/Regelwerke: Empfehlungen des Arbeitskreises „Pfähle“ EA-Pfähle der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik, Ernst & Sohn, 2007; Normen über Ausführung spezieller geotechnischer Arbeiten (Spezialtiefbau): DIN EN 1536 (06.99) – Bohrpfähle DIN EN 12 699 (05.01) – Verdrängungspfähle DIN EN 14 199 (08.01) – Pfähle mit kleinen Durchmessern (Minipfähle) DIN EN 12 794 (06.97) – Vorgefertigte Gründungspfähle aus Beton

5.2 Einwirkungen und Beanspruchungen Neben den Einwirkungen aus den Gründungslasten sind u.a. folgende grundbauspezifische Einwir-kungen zu berücksichtigen: Seitendruck Biegebeanspruchung aus Seitendruck ist zu berücksichtigen bei Vertikalpfählen als Folge von hori-zontalen Bodenbewegungen und bei Schrägpfählen als Folge von Setzungen und Hebungen des Bodens. In weichen, bindigen Böden ist der Seitendruck mit den charakteristischen Bodenkenngrö-ßen für folgende Fälle zu untersuchen, wobei der kleinere Wert maßgebend ist: – resultierender Erddruck aus der Differenz der Erddrücke, die auf gegenüberliegende Flächen

des im Boden eingebetteten Bauteils wirken, – Fließdruck infolge Vorbeifließens des Bodens bei voll ausgeschöpfter Scherfestigkeit. Negative Mantelreibung Schubkräfte auf die Mantelflächen sind als ständige Einwirkungen anzusetzen, wenn sich der Bo-den relativ zum Pfahl überwiegend vertikal bewegt. Charakteristischer Wert der negativen Mantel-reibung (cu,k undrainierte Kohäsion, �V effektive Vertikalspannung, �’k Reibungswinkel, K0 Erdru-hedruckbeiwert): Böden genichtbindifür 'tan Böden bindigefür k0

'Vkn,ku,kn, �� Kc

Die Bemessungswerte der Beanspruchungen, d.h. axial bzw. horizontal auf den Pfahl wirkende Kräfte, sind aus den charakteristischen Einwirkungen zu ermitteln und den Bemessungswerten der Widerstände gegenüberzustellen.

5.3 Pfahlwiderstände Die nachfolgenden Angaben zur Ermittlung der Pfahlwiderstände gelten für Einzelpfähle. Bei Pfäh-len in Pfahlgruppen und bei Pfahl-Platten-Gründungen ist teilweise mit abweichendem Wider-stands-Setzungs-Verhalten zu rechnen.

5.3.1 Axiale Pfahlwiderstände Pfahlwiderstand R des in axialer Richtung belasteten Einzelpfahls ist Funktion der Pfahlkopfset-zung s, Anteile: Fußwiderstand Rb(s) (nur bei Druckpfählen) und Mantelwiderstand RS(s). Die Wi-derstands-Setzungs(Hebungs)-Linie soll aufgrund statischer Probebelastungen oder von Erfahrun-gen mit vergleichbaren Verhältnissen ermittelt werden (DIN 1054). Liegen keine Erfahrungen mit

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vergleichbaren Verhältnissen vor und sind Probebelastungen nicht möglich, darf der charakteristi-sche Pfahlwiderstand aus Erfahrungswerten bestimmt werden. Aus der Arbeitslinie des Einzelpfahls erhält man den Widerstand im GZ1 bei der Setzung s1. Wird kein Grenzwert des Widerstands fest-gestellt, gilt: (Db1 1,0 Ds �� b Pfahlfußdurchmesser).

5.3.1.1 Bohrpfähle, charakteristische axiale Pfahlwiderstände (Erfahrungswerte) Zur Ermittlung des axialen Pfahlwiderstands R1,k(s) Widerstands-Setzungs-Linie nach folgendem Ansatz konstruieren: iS,ik,S1,bkb1,kS1,kb1,k1, )()()( AqAqsRsRsR �� Ab Pfahlfußfläche AS,i Pfahlmantelfläche der Schicht i qb1,k Pfahlspitzenwiderstand qs1,k,i Pfahlmantelreibung in der Schicht i R1,k(s) Pfahlwiderstand Rb1,k(s) Pfahlfußwiderstand (base) RS1,k(s) Pfahlmantelwiderstand (shaft)

bS DsDs �� 1,0 bzw. 1,0 gg Grenzsetzung ss 1g � DS Pfahlschaftdurchmesser

cm 0,35,0)(5,0 kS,sg �� sRs RS,k in MN, bei Zug sgzugsg, 3,1 ss �� Anforderungen für Ansatz der Tabellenwerte: – Einbindetiefe der Pfähle in den Baugrund: min-

destens 5 m bzw. mit größer dem 5fachen Pfahl-schaftdurchmesser DS

– Einbindetiefe in tragfähige Schicht 2,5 m. Voraussetzungen für Anwendung der Erfahrungs-werte des Pfahlspitzenwiderstands: – Mindestmächtigkeit der tragfähigen Schicht

unterhalb Pfahlfuß: dreifacher Pfahlfußdurch-messer bzw. 1,5 m

– Für diesen Bereich ist qc 10 MN/m2 bzw. cu,k 0,10 MN/m2 nachzuweisen.

Andernfalls ist der Nachweis gegen Durchstanzen zu führen und es ist zu untersuchen, inwieweit der darunterliegende Boden das Setzungsverhalten be-einflusst.

Pfahlspitzenwiderstand qb,k in MN/m2 nach DIN 1054 Tab. B.1, B.2 und B.5 s/Ds Nichtbindiger Boden bindiger Boden Fels Oder bei qc

2) in MN/m2 bei cu3) in MN/m2 bei qu,k

4) MN/m2 s/Db

1) 10 15 20 25 0,1 0,2 0,5 5 20 0,02 0,70 1,05 1,40 1,75 0,35 0,90 0,03 0,90 1,35 1,80 2,25 0,45 1,10 1,5 5 10

0,1 (=sg) 2,00 3,00 3,50 4,00 0,80 1,50 Zwischenwerte geradlinig interpolieren. Bohrpfähle mit Fußverbreiterung: Werte auf 75 % ab-mindern. Bruchwert der Pfahlmantelreibung qs,k in MN/m2 nach DIN 1054 Tab. B.3 bis B.5

Nichtbindiger Boden bindiger Boden Fels bei qc

2) in MN/m2 bei cu3) in MN/m2 bei qu,k

4) MN/m2 0 5 10 15 0,025 0,1 0,2 0,5 5 20

0,00 0,04 0,08 0,12 0,025 0,04 0,06 0,08 0,5 0,5 1)Bezogene Pfahlkopfsetzung: s Pfahlkopfsetzung, Ds Pfahlschaftdurchmesser, Db Pfahlfuß-

durchmesser. 2) Spitzenwiderstand Drucksonde DIN 4094 (Spitzenquerschnittsfläche 10 cm2). 3) Undrainierte Kohäsion des Bodens. 4) Einaxiale Druckfestigkeit nach Empfehlungen des AK Versuchstechnik im Fels der DGGT.

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Pfahlgründungen

Sind Verformungen der Pfahlgründung für das Gesamttragwerk von Bedeutung, ist unter Vorgabe charakteristischer aufnehmbarer Setzungen s2,k der Nachweis des GZ2 unter Benutzung der Pfahl-widerstands-Setzungs-Linien zu führen (siehe DIN 1054). Es ist der Nachweis k2,d2,k2,d2, RREE �� zu erbringen (siehe Abschnitt 1).

5.3.1.2 Gerammte Verdrängungspfähle, charakteristische axiale Pfahlwiderstände (Erfah-rungswerte)

Erfahrungswerte für die Berechnung der axialen Tragfähigkeit von Verdrängungspfählen sind für den GZ 1B nur für nichtbindige Böden und Fertigteilpfähle aus Stahlbeton oder Spannbeton ange-geben. Andernfalls ist der Nachweis für den Grenzzustand GZ 2 mit den entsprechenden Erfah-rungswerten für Pfahlmantelreibung und Pfahlspitzenwiderstand zu führen. Charakteristische Pfahlwiderstände für den Grenzzustand GZ 1B dürfen wie folgt ermittelt werden: iS,ik,S1,bkb1,kS1,kb1,k1, AqAqRRR �� Die Anwendung der Erfahrungswerte für den GZ 1B ist auf Fertigverdrängungspfähle aus Stahlbe-ton oder Spannbeton mit Durchmessern DS = 0,2 bis 0,5 m beschränkt. Folgende Anforderungen an die Bodenschicht sind nachzuweisen: – Der Baugrund besteht aus nichtbindigen Böden. – Die Mächtigkeit der tragfähigen Schicht unterhalb der Pfahlfußfläche entspricht mindestens dem

3fachen des Pfahlfußdurchmessers und ist größer als 1,5 m. – Der Spitzenwiderstand der Drucksonde ist in diesem Bereich qc 7,5 MN/m2. Charakteristischer Pfahlspitzenwiderstand qb1,k und charakteristische Pfahlmantelreibung qs1,k von Fertigteilpfählen aus Stahl- oder Spannbeton in nichtbindigem Boden für den Grenzzustand GZ1B nach Tabelle C.1 und C.2 der DIN 1054

Bruchwert der Pfahlmantelreibung qs1,k Pfahlspitzenwiderstand qb1,k bei mittlerem Spitzenwiderstand bei mittlerem Spitzenwiderstand

der Drucksonde qc in MN/m2 der Drucksonde qc in MN/m2 2,5 7,5 15 25 7,5 15 25

0,023 0,07 0,130 0,170 2,0 5,0 12,0 Zwischenwerte dürfen geradlinig interpoliert werden.

Für gerammte Fertigteilverdrängungspfähle aus Stahl- oder Spannbeton kann ein gesonderter Nachweis der Pfahltragfähigkeit im GZ 2 entfallen. Die zu erwartenden Setzungen liegen i.d.R. unter 1,5 cm. Für die Anwendung der Erfahrungswerte zum Nachweis des Grenzzustandes GZ 2 sind folgende Anforderungen an den Boden nachzuweisen: – ausreichend tragfähiger nichtbindiger Boden, Spitzenwiderstand der Drucksonde von qc��10

MN/m2, – annähernd halbfester bindiger Boden mit IC��1,0 bzw. cu��150 kN/m2. Die Pfahlwiderstände für den GZ2 dürfen um 25 % erhöht werden, wenn – nichtbindiger Boden mit qc��15 MN/m2, – halbfester bindiger Boden mit IC��1,0 bzw. cu��200 kN/m2 ansteht.

Charakteristische Pfahlwiderstände R2,k in kN von gerammten Verdrängungspfählen für den Grenzzustand GZ2 nach Tabelle C.3 und C.4 DIN 1054

Einbindetiefe in den tragfähigen Boden

Holz Pfahlfußdurchmesser

Db in cm

Stahl- und Spannbeton Seitenlänge

aS in cm in m 15 20 25 30 35 20 25 30 35 40 3,0 100 150 200 300 400 200 250 350 450 550 4,0 150 200 300 400 500 250 350 450 600 700 5,0 - 300 400 500 600 - 400 550 700 850 6,0 - - - - - - - 650 800 1000

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Geotechnik

Charakteristische Pfahlwiderstände R2,k in kN von gerammten Verdrängungspfählen aus Stahl für den Grenzzustand GZ2 nach Tabelle C.5 in DIN 1054

Einbindetiefe in den Stahlträgerprofile 1) Stahlrohr-2) und Stahlkastenprofile3) tragfähigen Boden Breite oder Höhe in cm D bzw. a in cm

in m 30 35 35 bzw. 30 40 bzw. 35 45 bzw. 40 3,0 - - 350 450 550 4,0 - - 450 600 700 5,0 450 550 550 700 850 6,0 550 650 650 800 1000 7,0 600 750 700 900 1100 8,0 700 850 800 1000 1200

Zwischenwerte geradlinig interpolieren. 1) Breite I-Träger mit Breite : Höhe ca. 1:1, z.B. HEB-Profile. 2) Werte für Pfähle mit geschlossener Spitze. Für offene Pfähle 90�% des Tabellenwerts anset-

zen, wenn fester Bodenpfropfen innerhalb des Pfahls mit Sicherheit vorhanden.

3) D äußerer Durchmesser des Stahlrohrpfahls oder mittlerer Durchmesser eines zusammenge-setzten, radialsymmetrischen Pfahls, aS mittlere Seitenlänge von annähernd quadratischen oder flächeninhaltsgleichen rechteckigen Kastenpfählen.

5.3.1.3 Verpresste Mikropfähle (Erfahrungswerte) Wenn keine Probebelastungen an verpressten Mikropfählen (DS 0,3 m) ausgeführt werden kön-nen, darf im Ausnahmefall der charakteristische, axiale Pfahlwiderstand im GZ 1B wie folgt be-rechnet werden: S,ik,iS1,k1, AqR �� AS,i Nennwert der Pfahlmantelfläche der Schicht i qs1,k,i Pfahlmantelreibung in der Schicht i

Charakteristische Werte der Pfahlmantelreibung qs1,k bei verpressten Mikropfählen nach Tabelle D.1 der DIN 1054

Bodenart qs1,k in MN/m2 Mittel- und Grobkies4) 0,20 Sand und Kiessand4) 0,15 Bindiger Boden5) 0,10

4) Lagerungsdichte (DIN 18 126) D 0,4 bzw. Spitzenwiderstand der Drucksonde qc 10MN/m2

5) Konsistenzzahl (DIN 18 122-1) IC 1,0 bzw. Scherfestigkeit im undrainierten Zustand cu 150 kN/m2.

5.3.2 Pfahlwiderstände quer zur Pfahlachse Ermittlung des charakteristischen Querwiderstands eines Einzelpfahls, zahlenmäßig durch den Bet-tungsmodul kS beschrieben, aufgrund von Probebelastungen oder Erfahrungen mit vergleichbaren Probebelastungen. Ansatz des Querwiderstands bei Pfählen mit Schaftdurchmesser DS 0,3�m bzw. Kantenlänge aS 0,3�m zulässig.

Für Ermittlung der Schnittgrößen gilt für die Bettungsmoduln der Schichten: S

kS,kS, D

Ek �

kS,k Bettungsmodul (charakteristischer Wert), ES,k Steifemodul (charakteristischer Wert), DS Pfahldurchmesser, bei DS > 1,0�m ist DS = 1,0�m anzusetzen. Anwendung dieser Beziehung für Horizontalverschiebungen 2,0�cm oder 0,03·DS (kleinerer Wert maßgebend). Größe und Verteilung von kS,k längs des Pfahls aus Probebelastung, wenn keine Erfah-rungen vorliegen und Verformungen der Pfahlgründung für Tragverhalten des Bauwerks von Be-deutung sind.

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Stützkonstruktionen

6 Stützkonstruktionen

6.1 Stützmauern

6.1.1 AllgemeinesGrundprinzipien für die Ausbildung der Entwässerung— In die Hinterfüllung sollte so wenig Wasser wie möglich eindringen (u.a. anströmendes

Schichtenwasser durch schräg zum Mauerfuß verlegte Drainagen bzw. Niederschlagswasser ander Geländeoberfläche sammeln und abführen).

— Stauendes Wasser an der Rückseite von Gewichts- und Winkelstützmauern ist durch sorgfältigeAusbildung der Drainage zu vermeiden, da dadurch eine zusätzliche Belastung der Mauerinfolge Wasserdruck auftritt.

6.1.2 GewichtsmauernBelastung:— Nichtverankerte Gewichtsmauern auf nachgiebigem Baugrund

werden i.d.R. durch den aktiven Erddruck belastet (sieheAbschn. 3).

— Bei lagenweisem Einbau mit Verdichtung ist zusätzlich einVerdichtungserddruck zu berücksichtigen.

Erdstatische Nachweise:— Nachweis der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit wie bei

Flachgründungen nach Abschn. 4.

6.1.3 WinkelstützmauernBelastung:— Bei Winkelstützmauern sind nach DIN 4085 für den

Standsicherheitsnachweis und die Bemessung der Mauerunterschiedliche Erddruckansätze maßgebend.

— Für den Nachweis der Standsicherheit kann bei Austrittder Gegengleitfläche GGF an der Geländeoberflächeersatzweise der oberflächenparallele Ansatz des aktivenErddrucks Ea in der lotrechten Ebene AB erfolgen.

Erdstatische Nachweise:— Nachweis der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit

wie bei Flachgründungen nach Abschn. 4.

6.1.4 Stützmauern nach dem Verbundprinzipsind unter anderen:

— bewehrte Erde (i.d.R. flächenhafte Bewehrung mit Geotextilien)— Bodenvernagelung (siehe Abschn. 7)— Raumgitterstützwände (i.d.R. aus Stahlbetonfertigteilen).

Bodenvernagelung

Nachweis der Tragfähigkeit:— Nachweis der äußeren Standsicherheit wie bei Gewichtsmauern— Nachweis der inneren Standsicherheit für den Verbundkörper

durch Überprüfung möglicher Bruchmechanismen innerhalb desVerbundkörpers und Nachweis gegen Versagen von Bauteilen.

Konsole

�a

90°GGF

Ea

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6.2 Stützwände

6.2.1 Übersicht zu den NachweisenFür Stützwände sind folgende Nachweise immer zu führen:– Versagen des Erdwiderlagers bzw. Nachweis ausreichender Einbindetiefe (GZ 1B) nach

Abschn. 6.2.3– Nachweis der Vertikalkräfte nach Abschn. 6.2.4– Versagen des Materials (GZ 1B) nach Abschn. 6.2.6.Zusätzlich sind bei verankerten Stützwänden folgende Nachweise erforderlich:– Aufbruch des Verankerungsbodens (GZ 1B) bei Ankerplatten und -wänden– Versagen in der tiefen Gleitfuge (GZ 1B) nach Abschn. 8.7– ausreichende Lastaufnahme durch Verpressanker oder Zugpfähle (GZ 1B) nach Abschn. 8.7– Geländebruchsicherheit (GZ 1C) nach Abschn. 7; dieser Nachweis ist nur erforderlich, wenn

besondere Gegebenheiten, z.B. Vorhandensein eines Bodens mit geringer Tragfähigkeitunterhalb des Wandfußes, die Ausbildung eines Geländebruchs fördern.

Bei Vorhandensein von Grundwasser können eventuell folgende Nachweise erforderlich sein:– Sicherheit gegen hydraulischen Grundbruch (GZ 1A) siehe Abschn. 8.8– Auftriebssicherheit (GZ 1A) siehe auch Abschn. 4.7.Zum Nachweis der Gebrauchstauglichkeit siehe Abschn. 6.2.5.

6.2.2 BerechnungsalgorithmusZur Ermittlung der Einbindetiefe für ungestützte oder einfach gestützte Wände stehen zweiverschiedene Verfahren zur Verfügung.

Ver-fahren

Algo-rithmus

Charakterisierung Einschränkungen

I S.11.72 Ermittlung Einbindetiefe t für Ausnutzungsgrad � = 1 veränderliche AuflastenII S.11.73 Ermittlung Ausnutzungsgrad �

für eine vorgegebene Einbindetiefe t1) Annahme zur Auflagerung

Wahl der Auflagerung, frei aufgelagert/eingespannt, im Einbindebereich siehe Abschn. 6.2.3.1.2) Ermittlung des Erddrucks

Ermittlung der charakteristischen horizontalen Einwirkungen Fh,k infolge des belastendenErddrucks eh,k und evtl. des Wasserdrucks wk und anderer äußerer Belastungen getrennt nachständigen und veränderlichen Einwirkungen FGh,k bzw. FQh,k. Für das Verfahren I im Bereichzi = 0 bis (h+ud) und beim Verfahren II im Bereich zi = 0 bis (h+t1).Zur Ermittlung des belastenden Erddrucks in Abhängigkeit der Wandnachgiebigkeit sieheAbschn. 3. Für den Erddruckneigungswinkel � ist zunächst eine Annahme zu treffen (fürSpundwände i.d.R. � a = 2�� / 3; � p = �� bis �2�� / 3 und für Schlitzwände � a = � / 2;� p = �� / 2; bei weichen bindigen Boden ist stets � p = 0 zu setzen).Bei veränderlichen Flächenlasten pQ muss der Anteil kleiner 10 kN/m² als ständige Auflast pG

angesetzt werden. Es gilt im Fall pQ � 10 kN/m²: pG = pQ und im Fall pQ > 10 kN/m²:pG = 10 kN/m² und p´Q = pQ – 10 kN/m².Evtl. Korrektur (Erddruckumlagerung) des einwirkenden Erddrucks besonders unter Beachtungder Verformungsmöglichkeit der Wand, die u.a. von Lage, Art und Anzahl der Abstützungenwesentlich beeeinflusst wird. Falls keine wirklichkeitsnahe Verteilung bekannt ist, erfolgt dieKorrektur i.d.R. nach EAB. Die Umlagerung erfolgt i. Allg. bis in Höhe Baugrubensohle.

3) Ermittlung der Einbindetiefe t und Nachweis des Ausnutzungsgrades � des Erdwiderlagerssiehe Abschn. 6.2.3

4) Nachweis des vertikalen Gleichgewichts4a)Nachweis V = 0 (inneres Gleichgewicht)

Kontrolle des inneren Gleichgewichts der Vertikalkräfte V nach Abschn.6.2.4.1.

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Kann der Nachweis für eine nach unten gerichtete resultierende Vertikalkraft V � 0 nichterbracht werden, muss die Annahme zum Erddruckneigungswinkel � korrigiert werden. Dasheißt, die gesamte Berechnung muss mit einer verbesserten Annahme i.d.R. zu �p abUnterpunkt 2 wiederholt werden.

4b)Nachweis gegen Versinken von Bauteilen (siehe Abschn. 6.2.4.2)5) Bemessung des Wandquerschnitts (siehe Abschn. 6.2.6)

Ermittlung der Biegemomente M der Wand.Zum Nachweis des Wandprofils auf Biegung ist i.d.R. die Ermittlung der maximalen MomenteMG,k und MQ,k getrennt nach ständigen und veränderlichen Einwirkungen ausreichend. DieMaxialmomente MG,k und MQ,k befinden sich i.d.R. nicht an der gleichen Stelle. ZurVereinfachung kann jedoch MG+Q,k = MG,k + MQ,k oder MQ,k = MG+Q,k – MG,k angenommenwerden. Das Bemessungsmoment ergibt sich dann zu: Ms,d = MG,k��G + MQ,k��Q. Die Ermittlungdes maximalen Moments im Einspannbereich sollte nicht unter Ansatz der resultierendenAuflagerkraft Bk erfolgen, sondern unter Berücksichtigung der Verteilung der Bodenreaktion.

6) Nachweise für die Abstützungen (siehe Abschn. 6.2.1) mit Sd = SG,k��G + SQ,k��Q7) Nachweis der Gebrauchstauglichkeit (siehe Abschn. 6.2.5)

6.2.3 Nachweis gegen Versagen des Erdwiderlagers (GZ 1B)

6.2.3.1 AllgemeinesStützwände können zur Einschränkung von Verformungen oberhalb des Einbindebereichs durchSteifen oder rückwärtige Verankerungen abgestützt werden. Die eingeschränkteVerformungsmöglichkeit der Wand bei Abstützungen muss beim Erddruckansatz berücksichtigtwerden (siehe Abschn. 3). Hinsichtlich der Auflagerung am Wandfuß unterscheidet man zwischenden zwei Grenzfällen „freie Auflagerung“ und „Einspannung“. Die Annahme eines freiaufgelagerten Wandfußes ergibt die geringstmögliche Einbindetiefe t, die zur Gewährleistung derStandsicherheit notwendig ist. Eine angenommene Einspannung der Wand erfordert dieEinbindetiefe t, bei deren Überschreitung sich das Tragverhalten der Wand hinsichtlich derHorizontalbelastung nur geringfügig ändert. Bei sehr starren Wänden z.B. Schlitzwänden wirdi.d.R. keine Einspannung erreicht. Die Annahme einer freien Auflagerung führt zu größerenEigenverformungen der Stützwand. Liegt die Einbindetiefe zwischen den Grenzfällen „freieAuflagerung“ und „Einspannung“ spricht man von einer teilweisen Einspannung.Zur Berechnung von Stützwänden im Gebrauchszustand, z.B. der Ermittlung von Verformungen,werden i.d.R. andere statische Modelle genutzt z.B. elastische Bettung im Einbindebereich.

6.2.3.2 Ausnutzungsgrad � des Erdwiderlagers und der Stützkraft SBei Baugruben wird i.d.R. der Lastfall LF 2 maßgebend. Der folgende Berechnungsalgorithmus giltfür ungestützte oder einfach gestützte Wände:1) Ermittlung der passiven Erddruckkraft Eph,k im Bereich der Einbindetiefe t1. Bei der Größe der

Erddruckkraft infolge Eigenlast darf i.d.R. von einem linear mit der Tiefe zunehmenden passivenErddruck ausgegangen werden. Nur bei der Lage des ideellen Auflagers im Einbindebereichmuss für das statische Ersatzsystem eine wirklichkeitsnahe Verteilung berücksichtigt werden.Nach EAB sind bei frei aufgelagerten Wänden folgende Annahmen zum Auflager bezüglich desWandfußes üblich: weicher, bindiger Boden bei t1/3; nichtbindiger oder steifer bindiger Bodenbei 0,4 t1 und halbfester bis fester bindiger Boden bei 0,5 t1. Bei eingespannten Wänden wirdi.d.R. t1/3 angenommen. Verfahren I (siehe Tafel 11.72):Ia)Ermittlung des resultierenden Erddruckbeiwertes Krgh und des Nullpunktes u aus dem überla-

gerten belastenden und stützenden Erddruck. Falls nur ständige Einwirkungen vorhanden sindist �GQ=�G. Bei ständigen und veränderlichen Einwirkungen ist die Annahme eines gewichte-ten Teilsicherheitsfaktors mit �GQ=((Eagh+Eaph(G))��G+Eaph(Q)��Q)/(Eagh+Eaph(G)+Eaph(Q)) möglich.

Ib)Ermittlung der Hilfswerte n und m (dimensionslos)Ic)Ermittlung der Hauptunbekannten � ; Lösungsmöglichkeiten z.B. durch Probieren mit

Wertetabelle oder Nutzung von Nomogrammen von Blum.

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Id)Ermittlung der Einbindetiefe t, der Auflagerkraft Bh im Einbindebereich und evtl. derStützkraft S für einen Ausnutzungsgrad � = 1. Der Nachweis des Erdwiderlagers im GZ1B istsomit erfüllt.

Verfahren II (siehe Tafel 11.73):IIa)Annahme zur Einbindetiefe t1IIb)getrennte Ermittlung nach ständigen (G) und veränderlichen (Q) Einwirkungen:

�Hilfswerte nG, nQ und mG, mQ (dimensionslos)�stützende Erddruckbeiwerte KB,k(G),KB,k(Q) bei Annahme einer dreieckförmigen Verteilung�charakteristische Auflagerkräfte Bh,k(G), Bh,k(Q) ; evtl. Stützkräfte (Anker,Steife) Sk(G), Sk(Q)

IIb) Nachweis des Erdwiderlagers für die angenommene Einbindetiefe t1

Epkph

QkQhGkGh

E

BBEB

��

��

/,

,,

ph,d

h,d

�

��

Eph ... passiver Erddruck im Einbindebereich; � ... Teilsicherheitsfaktoren im GZ 1B�... Anpassungsfaktor zur Begrenzung der Verformungen im Auflagerbereich

Ergebnisinterpretation:Ausnutzungsgrad freie Auflagerung Einspannung

� < 1 teilweise Einspannungevtl. Einspannung

Einspannung mit t > terfwirtschaftlich nicht optimal

� = 1 freie Auflagerung nach Blum Einspannung nach Blum� > 1 nicht standsicher teilweise eingespannt

evtl. nicht standsicherEventuelle neue Berechnung unter Wahl einer anderen Einbindetiefe t1, falls der gewünschteAusnutzungsgrad � nicht erreicht wurde.

6.2.4 Nachweis der Vertikalkräfte

6.2.4.1 Nachweis des mobilisierten vertikalen passiven Erddrucks (Inneres Gleichgewicht)Der mobilisierte Erddruckneigungswinkel � p ist wesentlich von dertangentialen Relativbewegung zwischen Wand und Boden abhängig.Mit zunehmender Relativbewegung nimmt � p bis zu einemHöchstwert, dessen Betrag u.a. von der Rauigkeit der Wand und denEigenschaften des Bodens abhängig ist, zu. Bei sehr rauer Oberflächeist �� p� = � möglich. Die Richtung der Relativbewegung bestimmt dasVorzeichen von � p. Der Winkel � p darf für die günstig wirkendeVertikalkomponente Epv,k des stützenden Erddrucks nicht größer inRechnung gestellt werden, als es der Nachweis V = 0 zulässt.Bei eingespannten Wänden sind die Ersatzkräfte Ch,k(G) bzw. Ch,k(Q) amWandfuß nach Tafel 11.72 bzw. 11.73 zu ermitteln. vereinfachter Nachweis:

�Bv,k=Bh,k�tan � p,k

Vk=Eav,k+Gv,k+Sv,k+Cv,k + Pv,k mit Cv,k=Ch,k�tan � c,k

�Bv,k � Vk

genauerer Nachweis bei eingespannten Wänden:�Vk=(Bh,k�0,5�Ch,k)�tan � p,k

Vk=Eav,k+Gv,k+Sv,k+ Pv,k + 0,5�Cv,k mit Cv,k=Ch,k�tan � c,k

�Vk � Vk

Gk Eigenlast der KonstruktionEav,k Vertikalkomponente des belastenden ErddrucksPv,k äußere vertikale EinwirkungenSv,k Vertikalkomponente der StützkraftBv,k Vertikalkomponente der charakteristischen AuflagerkraftCv,k Vertikalanteil der Ersatzkraft am Wandfuß mit �c,k � � k/3 i.d.R. �c,k = � k/3

Eah,k

Ea,kEav,k

SkSv,k

Sh,k

Pv,k

Ph,k

�a

Gk

�p

Bh,k

Bk Bv,k

Rs,k

Rb,k

Cv,k

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ge 2

012.


6.2.4.2 Nachweis gegen Versinken von Bauteilen (GZ 1B)Es ist nachzuweisen, dass Bauteile nicht infolge zu großer wandparalleler Beanspruchung in denBoden versinken.

Nachweis: VG,k��G +VQ,k��Q � (Rb,k + Rs,k)/�p bzw. (Rb,k +Bv,k)/�pVk charakteristischer Wert der lotrechten Beanspruchung am Wandfuß z.B. infolge Gk, Eav, Pv,k,

Sv,k (siehe Abschn. 6.2.4.1) getrennt nach ständigen und veränderlichen EinwirkungenRk charakteristischer Wert des Widerstands in axialer Richtung der Wand, der sich

zusammensetzt aus (siehe Abb. im Abschn. 6.2.4.1)� dem Fußwiderstand Rb,k wie Einzelpfahl (siehe Abschn. 5)� der Auflagerkraft Bv,k oder wahlweise dem Mantelwiderstand Rs,k auf der Seite, wo der

stützende Erddruck wirkt.� Teilsicherheitsfaktoren für Einwirkungen und Widerstände, wobei �p wie bei Pfählen

6.2.5 Nachweis der GebrauchstauglichkeitAufgrund von Erfahrungen kann in der Regel für den Lastfall 1 auf einen gesonderten Nachweis derGebrauchstauglichkeit verzichtet werden, wenn:

— die geforderten Nachweise für den GZ 1B und GZ 1C erfüllt sind— mindestens steife bindige bzw. mitteldicht gelagerte nichtbindige Böden anstehen— keine Gefährdung benachbarter Bauwerke, Leitungen oder anderer baulicher Anlagen

infolge zu großer Verschiebung der Stützwand vorliegt und immer dann, wenn miteinem höheren als dem aktiven Erddruck gerechnet wird.

Falls erforderlich, ist der Nachweis der Gebrauchstauglichkeit mit den charakteristischen Wertender Einwirkungen zu führen. Bei ausgeprägter Wechselwirkung des Stützbauwerks mit demBaugrund, oder falls sehr große Verformungen zu erwarten sind, sollte ein Beobachtungsverfahrenangewandt werden.

Beispiel: Nachweis Erdauflager für einfach gestützte, frei aufgelagerte Spundwandgeg.: Bodenparameter:

�k = 18 kN/m³� k = 32,5°ck = 0

Annahme �:�a = 2� k/3�p = - � k

Erddruckbeiwerte:Kagh = 0,251Kpgh = 7,296 (Pregl)

Randbedingungen:frei aufgelagertLastfall 2

ges.: Nachweis ErdauflagerLsg.: Erddruckumlagerung nach EAB bis in Höhe Baugrubensohle

eagh(m) = 18�9�0,251/2 = 20,33 kN/m²eagh(s) = 18�9�0,251 = 40,66 kN/m²eagh(u) = 18�(9+0,6�2,5)�0,251=47,44 kN/m²eagh(t) = 18�(9+2,5)�0,251 = 51,60 kN/m²Eah1 = 20,33�0,9 = 18,30 kN/mEah2 = 20,33�8,1 = 164,68 kN/mEah3 = (40,66+47,33)/2�(0,6�2,5) = 66,08 kN/mEah4 = (47,44+51,60)/2�(0,4�2,5) = 49,69 kN/ma1 = 0,9/2 = 0,45 m; a2 =8,1/2 = 4,05 ma3 = 0,73 m; a4 = 0,49 m

Verfahren I: Krgh,d=5,31; ud=0,51 m; l=8,61m; m=0,088; �=0,163; t=1,92 m;Sh,k =114,42kN/m;�=1Verfahren II: t = 1,92 m; l = 8,1 m; m = 0,9; KB,k = 4,7; BGh,k = 155,1 kN/m; Sh,k = 114,42 kN/m

Nachweis Erdauflager im GZ1B: Bh,d � Eph,d

Bgh,k��G + BQh,k��Q � (t²�Kpgh��k/2) / �Ep

155,1�1,2 + 0 � (1,92²�7,296�18/2)/ 1,3186 kN/m � 186 kN/m (� = 1)

S

tw

eagh(t)

0,4�t

a2

a1

a3

a4

Eah2

Eah3

Eah4

eagh(m)

eagh(u)

0,9 m

8,1 m

0,6�t

Eah1

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Geotechnik

Tafel 11.72 Berechnungsalgorithmus für das Verfahren I 1)

Fall A B C1 ungestützte Wand einfach gestützte Wand2 eingespannt frei aufgelagert eingespannt4

zi

Bh,k

pk

Ehi,k

ht 2·

t 1/3

Ch,kt 1/3

MF,k

= 0tl

ux

eahs,k

Sk

zi

Bh,k

pk

Ehi,k

ht

h sl

t 1/30,

4·t 1

0,5·

t 1

eahs,ku

x

zi

Bh,k

pk

Ehi,k

ht 2 ·

t 1/3

Ch,kt 1/3

MF,k

= 0

Sk

h st

lu

x

eahs,k

5GQkagh,

Ep

kpgh,rh,d ��

�� K

KK

6

rh,d

kahs,GQd K

eu

��

��

7 l = h + ud l = h - hS + ud

8�

��

��

��

uhz

z2

d

ElK

mi

i 0khi,

rh,

GQ6 � ��

�

��

��

uhz

zd

hzElK

mi

i 0Sikhi,3

rh,

GQ6 � ��

�

��

��

uhz

zS

i

hzElK

mi

0ikhi,3

drh,

GQ6

9�

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�

��

��

uhz

zd

zElK

ni

i 0ikhi,3

rh,

GQ6 � ��

�

��

��

uhz

hzd

GQ hzElK

ni

Ai

3Sikhi,5

rh,

6

10� � nm �� 13

in Abhängigkeit des Angriffspunktsvon Bh,k gilt für F1

2):� �31

2 �� Fm� � � � nm �� 223 125,28,0

11 x = � � l x = � � l x = � � l12 t1=ud+x t1=ud+x13 t = 1,2 �t1 oder t =ud +1,2 x t = ud + x t = 1,2 �t1 oder t = ud + 1,2 � x14

EpGQ

21kpgh,

kh, 2 ��

��

tKB

Fall A B C15

kh,0

khi,kh,

1i

i

BESthz

z

��

�

1S

01kh,Sikhi,

0khi,kh,

1

1i

i

3/)(

thh

tBhzEES

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zthz

z

i

i

��

��

��

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��

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16�

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�

��1

0khi,kh,kh,

thz

z

i

i

EBC ��

�

��1

0khi,kh,kh,kh,

thz

z

i

i

EBSC

1) Bautechnik 84 (2007), S.760.2) t 1/3 bei weichen bindigen Boden mit F1 = 2; 0,4� t1, bei nichtbindigen oder steifen bindigen Boden

mit F1 = 1,8; 0,5� t 1, bei halbfesten oder festen bindigen Boden mit F1 = 1,5.

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Inge

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0. A

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ge 2

012.


Tafel 11.73 Berechnungsalgorithmus für das Verfahren II 1)

Fall A B C1 ungestützte Wand einfach gestützte Wand2 eingespannt frei aufgelagert eingespannt4

zi

Bh,k

pk

Ehi,k

ht

l2·

t 1/3

Ch,kt 1/3

MF,k

= 0t

Sk

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Bh,k

pk

Ehi,k

ht

h sl

t 1

t 1/30,

4·t 1

0,5·

t 1

zi

Bh,k

pk

Ehi,k

ht

l2·

t 1/3

Ch,kt 1/3

MF,k

= 0

Sk

h st

5 Wahl t1

6 getrennte Ermittlung für ständige und veränderliche Einwirkungen7 l = h l = h�hS

8�

��

��

1i

i 0khi,

6 thz

z2 E

lm � ��

��

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��

uhz

z

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mi

i 0Sikhi,3

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mi

0Sikhi,3

GQ6

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��

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i 0i,h3

6 thz

zki zE

ln � ��

��

�

��

��

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hz

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Ai

3Sikhi,5

GQ6

10 v = t1/l v = t1/l v = t1/l11

3kB,)1(:

��

�mnK

in Abhängigkeit des Angriffspunktsvon Bh,k gilt für F1

2):

� �321

kB,��

�F

mK � �� 25,28,0

123

2

kB, ��

�nmK

12Bh,k = 0,5��k�KB,k�t1² ; Bh,d = BGh,k��G+BQh,k��Q

13

Ep

21pgh

dph, 2 ��

��

tKE

14

ph,d

h,d

EB

��

Fall A B C15

kh

thz

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BES ,0

khi,kh,

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i

��

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1S

01kh,Sikhi,

0khi,kh,

1

1i

i

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i

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��

��

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i

EBC ��

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0khi,kh,kh,kh,

thz

z

i

i

EBSC

1) Bautechnik 84 (2007), S.760.2) t1/3 bei weichen bindigen Boden mit F1 = 2; 0,4� t1, bei nichtbindigen oder steifen bindigen Boden

mit F1 = 1,8; 0,5� t1, bei halbfesten oder festen bindigen Boden mit F1 = 1,5.

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2.

Geotechnik

6.2.6 Bemessung des WandquerschnittsDie Sicherheit gegen Materialversagen des Stützbauwerks ist nachzuweisen.

Nachweis: Ed � RM,d

Ed der Bemessungswert der Beanspruchungen z.B. aus Auflagerkräften, Eigengewicht derWand, Erd- und Wasserdruck als Schnittgröße bzw. Spannung im jeweils untersuchtenQuerschnittsbereich unter Berücksichtigung der Sicherheitsfaktoren nach Abschn. 1.2

RM,d Bauteilwiderstände unter Ansatz der Sicherheitsfaktoren der jeweiligen Bauartnormen

Für Spundwände, die auf Biegung nachgewiesen werden ergibt sich:Nachweis: Ms,d < MR,d

mit MR,d = Wy � fy,k/�M (Wy nach Tafel 11.75)

Zulässige Spannungen fY in N/mm² nach DIN EN 10 248-1 für warmgewalzte Spundwandbohlen:

StahlsorteSpundwand

Mindestzugfestigkeitin N/mm²

Mindeststreckgrenzein N/mm²

Mindestbruchdehnungin %

S 240 GP 340 240 26S 270 GP 410 270 24S 320 GP 440 320 23S 355 GP 480 355 22S 390 GP 490 390 20S 430 GP 510 430 19

6.2.7 Spundwände und KanaldielenZur Ausführung von Spundwandkonstruktionen (u.a. Lagerung, Einbringen, Schweißen, Abdich-tung, Korrosionsschutz, Lärmschutz, Bauüberwachung) siehe DIN EN 12 063.

Profiltypen für Spundwände und Kanaldielen (siehe Tafel S. 11.75):

Wasser-/Luftseite

Land-/Erdseite

s

t

t

s

b

h

s

t

h

b

b

h

s

t

ts

h

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Hersteller der Profile:AU, AZ, L, PU: Arcolor Commercial Spundwand Deutschland GmbHLARSSEN, HOESCH: Salzgitter Gruppe

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012.


Tafel 11.75 Profile für Spundwände und KanaldielenProfil Profil Wy Iy Gewicht b h t s A

Typ cm3/m cm4/m kg/m kg/m2 mm mm mm mm cm2/mLarssen 600 e 510 3825 56,4 94 600 150 9,5 9,5Larssen 600 K e 540 4050 59,4 99 600 150 10,0 10,0Larssen 601 e 745 11520 46,8 78 600 310 7,5 6,4Larssen 602 e 830 12870 53,4 89 600 310 8,2 8,0HOESCH 1205 b 1140 14820 61,5 107 575 260 9,5 9,5AZ 12 b 1200 18140 66,1 99 670 302 8,5 8,5 126Larssen 603 e 1200 18600 64,8 108 600 310 9,7 8,2Larssen 703 e 1210 24200 67,5 97 700 400 9,5 8,0Larssen 603 K e 1240 19220 68,1 113 600 310 10,0 9,0Larssen 603 K/10/10* e 1260 19530 69,6 116 600 310 10,0 10,0AZ 13 b 1300 19700 72,0 107 670 303 9,5 9,5 137Larssen 703 K e 1300 25950 72,1 103 700 400 10,0 9,0Larssen 703 K/10/10* e 1340 26800 75,6 108 700 400 10,0 10,0AZ 14 b 1400 21300 78,3 117 670 304 10,5 10,5 149AU 14 e 1405 28680 77,9 104 750 408 10,0 8,3 132HOESCH 1605 b 1600 28000 61,5 107 575 350 9,2 8,1Larssen 604n e 1600 30400 73,8 123 600 380 10 9,0AU 16 e 1600 32850 86,3 115 750 411 11,5 9,3 147Larssen 43 e 1660 34900 83,0 166 500 420 12,0 12,0AZ 17 b 1665 31580 68,4 109 630 379 8,5 8,5 138AU 17 e 1665 34270 89,0 119 750 412 12,0 9,7 151HOESCH 1706 b 1700 32300 74,8 111 675 380 8,7 8,4AU 18 e 1780 39300 88,5 118 750 441 10,5 9,1 150HOESCH 1806 b 1800 34200 79,3 118 675 380 9,5 9,3AZ 18 b 1800 34200 74,4 118 630 380 9,5 9,5 150PU 18 e 1800 38650 76,9 128 600 430 11,2 9,0 163HOESCH 1906 b 1900 36200 85,3 126 675 380 10,4 10,3AZ 19 b 1940 36980 81,0 129 630 381 10,5 10,5 164Larssen 23 e 2000 42000 77,5 155 500 420 11,5 10,0L 3 S e 2000 40010 78,9 158 500 400 14,1 10,0 201LARSSEN 755 e 2000 45000 95,6 127 750 450 11,7 10,0Larssen 605 e 2020 42420 83,5 139 600 420 12,5 9,0Larssen 605 K e 2030 42630 86,7 144 600 420 12,2 10,0AU 21 e 2075 46180 99,7 133 750 445 12,5 10,3 169PU 22 e 2200 49460 86,1 144 600 450 12,1 9,5 183AU 23 e 2270 50700 102,1 136 750 447 13,0 9,5 173HOESCH 2506 b 2500 53750 96,5 143 675 430 12,0 10,9Larssen 606n e 2500 54375 94,2 157 600 435 14,4 9,2Larssen 24 e 2500 52500 87,5 175 500 420 15,6 10,0AU 25 e 2500 56240 110,4 147 750 450 14,5 10,2 188Larssen 24/12 e 2550 53610 92,7 185 500 420 15,6 12,0AU 26 e 2580 58140 113,2 151 750 451 15,0 10,5 192AZ 26 b 2600 55510 97,8 155 630 427 13,0 12,2 198HOESCH 2606 b 2600 55900 101,2 150 675 430 12,7 11,7HOESCH 2706 b 2700 58050 106,1 157 675 430 13,4 12,5AZ 28 b 2755 58940 104,4 166 630 428 14,0 13,2 211PU 28 e 2840 64460 101,8 170 600 454 15,2 10,1 216Larssen 25 e 3040 63840 103,0 206 500 420 20,0 11,5Larssen 607n e 3200 72320 114,0 190 600 452 19,0 10,6PU 32 e 3200 72320 114,1 190 600 452 19,5 11,0 242HOESCH 3406 b 3420 82940 112,1 166 675 485 13,5 10,8HOESCH 3506 b 3500 84880 115,9 171 675 485 14,0 11,4HOESCH 3606 b 3600 87300 119,5 177 675 485 14,5 12,0HOESCH 3706 b 3700 89730 124,1 184 675 485 15,1 12,7HOESCH 3806 b 3780 91665 127,2 188 675 485 15,5 13,2AZ 46 b 4595 110450 132,6 229 580 481 18,0 14,0 291AZ 48 b 4800 115670 139,6 241 580 482 19,0 15,0 307AZ 50 b 5015 121060 146,7 253 580 483 20,0 16,0 322LARSSEN 430 e 6450 241800 83,0 235 708 750 12,0 12,0

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2.

Geotechnik

7 Standsicherheit von Böschungen und Geländesprüngen

7.1 Allgemeine ForderungenEin Böschung- bzw. Geländebruch tritt ein, wenn ein Erd- bzw. Felskörper an einer Böschung, ei-nem Hang oder an einem Geländesprung, gegebenenfalls einschließlich des Stützbauwerks, infolgedes Ausschöpfens des Scherwiderstands im Boden bzw. im Fels und eventuell vorhandener Bau-werke abrutscht.Für den Nachweis der Standsicherheit sind folgende Unterlagen erforderlich:

� Angaben über die allgemeine Gestaltung und die Maße des Geländesprungs und eventuellerStützkonstruktionen, die maßgebenden Wasserstände und Grundwasserverhältnisse sowie dieArt und Größe der Belastungen, die zur Berechnung für die verschiedenen Lastfälle notwendigsind.

� Für im Boden (Lockergestein) verlaufende Prüfgleitflächen sind erforderlich:� die Wichten der einzelnen Schichten� die Scherparameter der im Bereich der Gleitfläche anstehenden Bodenarten� Bei bindigen Böden sind die Scherparameter für den konsolidierten Zustand (Endstand-

sicherheit) und gegebenenfalls für den nichtkonsolidierten Zustand (Anfangsstand-sicherheit) zu ermitteln. Hierzu gehören gegebenenfalls Angaben über den Po-renwasserdruck in bindigen Böden, die unter Eigenlast und Belastung konsolidieren.Bei bindigen Böden ist unter Umständen (z.B. bei Rutsch- und Kriechhängen) auch dieRestscherfestigkeit zu bestimmen.

� Für im Fels verlaufende Prüfgleitflächen sind erforderlich:� geologische Beschreibung des Gesteins� Beschreibung der Trennflächen (Einzelklüfte, Kluftscharen, Kluftabstand, Öffnungs-

weite, Kluftfüllung, Rauigkeit, Verzahnung u.a.)� räumliche Stellung der Trennflächen� Wichte des Gleitkörpers� Scherparameter sowie die Durchtrennungsgrade der maßgebenden Gleitflächen.

� Bei der Ermittlung der Standsicherheit von Rutsch- und Kriechhängen ist es erforderlich, denVerlauf der Gleitfläche bzw. die Begrenzung des Gleit- bzw. Kriechkörpers festzustellen; dafürkommen u.a. Feststellungen an der Geländeoberfläche, Aufschlüsse, Sondierungen, Inklinome-ter- und Extensometermessungen in Betracht.

Der Boden/Fels in einer Böschung muss gegen Erosion sowie Einwirkungen der Witterung gesi-chert sein. Freie Oberflächen von Böschungen sind rechtzeitig durch ingenieurbiologische (Begrü-nung u.a.) oder konstruktive Maßnahmen gegen Erosion durch Oberflächenwasser und Verlust derKohäsion/Kapillarkohäsion zu schützen.

7.2 Berechnung der StandsicherheitAllen Nachweisen der Standsicherheit gegen Geländebruch ist der Grenzzustand 1C nach DIN 1054(01.05) zugrunde zu legen. Die charakteristischen Werte der Scherfestigkeit sind dabei mit dementsprechenden Teilsicherheitsbeiwert für Widerstände (siehe Abschnitt 1.2) in Bemessungswerteder Scherfestigkeit umzurechnen.Bei der Berechnung der Standsicherheit nach E DIN 4084 (10.05) wird eine ausreichende Sicher-heit gegen Versagen eingehalten, wenn die Bedingung für den Grenzzustand der Tragfähigkeit

RE � bzw. MM RE �

oder 1�� RE bzw. 1

M

M �� RE

erfüllt ist. (Alle Größen bezeichnen dabei Bemessungswerte.)

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Standsicherheit von Böschungen und Geländesprüngen

E Resultierende der EinwirkungenR Resultierende der WiderständeEM Resultierendes Moment um den Gleitkreismittelpunkt aus EinwirkungenRM Resultierendes Moment um den Gleitkreismittelpunkt aus Widerständen

Zur Berechnung der Geländebruchsicherheit mit den nachfolgend aufgeführten verschiedenen Ver-fahren werden versuchsweise mehrere Gleitflächen (Prüfgleitflächen) durch den Boden gelegt undfür jede einzelne die Standsicherheit gesondert ermittelt. Die Gleitfläche, der Gleitkörper bzw. derBruchmechanismus, bei dem sich der größte Ausnutzungsgrad � ergibt, ist der für den Nachweismaßgebende Mechanismus.Bei Böschungen in kohäsiven Böden ist nach längerer Standzeit mit dem Eintreten von Zugrissenbis zu einer Tiefe hc* zu rechnen (Abb. S. 11.78). Wenn sich diese Risse mit Wasser füllen können,sind Wasserdrücke anzusetzen (diese Annahme gilt auch bei Anwendung der anderen aufgeführtenBerechnungsverfahren).

7.2.1 Verfahren nach Bishop mit kreiszylindrischer PrüfgleitflächeVerfahren mit kreiszylindrischen Gleitflächen sollten vor allem bei homogenen Böden bzw. Bödenmit horizontaler Schichtung verwendet werden.Beim Lamellenverfahren mit kreiszylindrischen Gleitflächen werden die in der Gleitfläche wirken-den Kraftanteile der Einwirkungen bzw. Beanspruchungen und der Widerstände abschnitts-(lamellen-)weise ermittelt und mittels Momentengleichgewicht um 0 miteinander verglichen. Beimspeziellen Verfahren nach Bishop, wie es in der E DIN 4084 angeführt ist, werden die Lamellen-seitenkräfte, vereinfachend, als horizontal wirkend angesetzt. Bei der Wahl genügend kleiner La-mellenbreiten bzw. genügend großer Lamellenanzahl wird der durch diese Vereinfachung erzeugteSchlussfehler in der Summe der Kräfte im Allgemeinen vernachlässigbar klein.

Auflast in diesem Bereich nicht in Rechnung stellen,da stabilisierend wirkend

�i

Ni

r sin�i

� Ri

r

0

iG

ib�i

p

�r sin

�

Ni� Ri E ir

i

KrafteckKräfte an der Lamelle i

iGEilhi

ib

E ir

Ni

Eil� Ri

iG

Ri Resultierende der Widerstände in der Gleitfläche an der Lamelle iTi Resultierende der Einwirkungen in der Gleitfläche an der Lamelle iNi Normalkraft in der Gleitfläche an der Lamelle iGi Eigengewicht der Lamelle iEi Seitenkräfte an der Lamelle i (in der o. a. Abb. nur Erddruckkräfte)bi Breite der Lamelle i�i Gleitflächenwinkel zur Horizontalen an der Lamelle ipvi vertikale Flächenlast auf der Lamelle ir Radius des Gleitkreises

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2.

Geotechnik

Einwirkungen (Momente): �� Si

iM MTrE

�MS zusätzliche einwirkende Momente, z.B. aus horizontalen Oberflächenlasten,Wasserdruckdifferenzen u.a.

Widerstände (Momente): ��i

RiM MRrR

�MR zusätzliche widerstehende Momente, z.B. aus Ankern, Stützungen, Bauteilschnitt-kräften u.a.

Für die Situation in o. a. Abb. (ohne Grundwasser und Porenwasserüberdruck) wird:

� iviii sin�� PGT und �

iii

iiiviii sintancos

tan��

��

��

bcPGR mit ivivi bpP ��

Nachweis der Standsicherheit: MM RE � bzw. 1M

M �� RE

7.2.2 Ebene PrüfgleitflächenVerfahren mit ebenen Prüfgleitflächen können bei Böden mit zur Böschung einfallender Schichtungbzw. Trennflächen und bei verankerten/vernagelten Stützkonstruktionen verwendet werden. Beientsprechender Schichtung bzw. Trennflächen ist somit der Neigungswinkel der Prüfgleitfläche �vorgegeben. Zusammengesetzte Bruchmechanismen (Abschn. 7.2.3) sind in der Regel vorzuziehen.Unabhängig davon ist in der Regel die Standsicherheit der Böschung auch mit kreiszylindrischenGleitflächen zu untersuchen.Für den Standsicherheitsnachweis mit diesem Verfahren sind die in Gleitflächenrichtung wirkendenKraftanteile der Einwirkungen bzw. Beanspruchungen und der Widerstände zu ermitteln und mit-einander zu vergleichen.

lc

��

P

NQ�*

R*rR*cR*

G hcW

W

Krafteck

R

�N

�

R*r

G + P*

Q

R*cR*

lc Wirkungslänge der Kohäsion � Böschungswinkel� Neigungswinkel der Prüfgleitfläche G Eigenlast des PrüfgleitkörpersP Auflast auf dem Prüfgleitkörper (in o. a. Abb. nur vertikale Last)

hc* Zugrisstiefe mit: �2/45tan2*c ��

�ch

N auf die Gleitfläche wirkende NormalkraftRr* Reibungsanteil der erforderlichen Scherwiderstandskraft: NRR �� tan* rrRc* Kohäsionsanteil der erforderlichen Scherwiderstandskraft: ccc * lcRR �� W Resultierende des Wasserdrucks im Zugriss auf den Prüfgleitkörper

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Einwirkungen bzw. Beanspruchungen (Kräfte) in Gleitflächenrichtung:

Für die Situation in o. a. Abb. wird: � �� cossinV �� WPGE

Widerstände (Kräfte) in Gleitflächenrichtung:

ccr tan lcNRRR ��

Für die Situation in o. a. Abb. wird: � � cV tansincos lcWPGR ��

Nachweis der Geländebruchsicherheit: RE � bzw. 1�� RE

7.2.3 Zusammengesetzte Bruchmechanismen mit ebenen PrüfgleitflächenVerfahren mit zusammengesetzten Bruchmechanismen mit mehreren Gleitkörpern und ebenenGleitflächen sollten bei Böden mit zum Böschungsfuß einfallender Schichtung bzw. Trennflächenund bei verankerten/vernagelten Stützkonstruktionen verwendet werden. Liegt die Schichtgren-ze/Trennfläche unterhalb des Böschungsfußes, sind mindestens Dreikörperbruchmechanismen zuuntersuchen (s. Abb. unten). Tritt die Schichtgrenze/Trennfläche in der Böschung bzw. am Bö-schungsfuß aus, sind Zweikörperbruchmechanismen zu untersuchen. (Der unterste Gleitkörper –Nr. 3 in nachf. Abb. – entfällt.) Unabhängig davon ist in der Regel die Standsicherheit auch mitkreiszylindrischen Gleitflächen zu untersuchen.Ein zusammengesetzter Bruchmechanismus mit geraden Prüfgleitflächen besteht aus mehreren insich als starr betrachteten Gleitkörpern (Starrkörper). Für die praktische Anwendung genügt es inder Regel, ein System zu wählen, in dem jeder einzelne Körper mit je einer äußeren Gleitfläche aufdem unbewegten Untergrund und mit einer inneren Gleitfläche relativ zu einem anderen Gleitkörpergleiten kann. Durch die Schnittlinie von zwei äußeren Gleitflächen geht eine innere Gleitfläche.

Verschiebungsplan

2'

p

2/3Q3�*1

�*1

Schichtgrenze bzw.Trennfläche

1�*

Q3

bzw.�*1

Q2

� *2

Bruchmechanismus

�*1 Q1/2

T�2

1

Q1

a

1'

u1u1/2 G3

3'u

u2/3u2 0

3

G2

Q3

2/3Q

Q2

Krafteck

(P = p * a) Q1/2

Q1

1G + P

T�

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2.

Geotechnik

Nachweis der Geländebruchsicherheit:1. Festlegung eines kinematisch möglichen Bruchmechanismus. (In der Regel genügt für die Ge-

nauigkeit eine Einteilung in maximal vier Gleitkörper, wobei der Winkel zwischen sich schnei-denden äußeren Gleitflächen kleiner als 180° sein muss.)

2. Ermittlung der Relativ- und Absolutverschiebungen der einzelnen Teilgleitkörper für den ge-wählten Bruchmechanismus mit Hilfe eines Verschiebungsplans

3. Festlegung der Richtungen der Reibungskräfte Q und der Kohäsionskräfte K aufgrund der er-mittelten Verschiebungsrichtungen

4. Bei grafischer Lösung: Zeichnung der Kraftecke der einzelnen Teilgleitkörper, wodurch die Be-träge der unbekannten Reibungskräfte gefunden werden. (Das Gesamtkrafteck wird sich im All-gemeinen nicht schließen, da kein Grenzgleichgewicht herrscht.)

5. Schließen des Gesamtkraftecks durch Ansetzen einer fiktiven Hilfskraft �T. (Es empfiehlt sich,�T in der äußeren Gleitfläche des größten Bruchkörpers anzusetzen.)

6. Ermittlung des Ausnutzungsgrades für den gewählten Bruchmechanismus, z.B. durch Iterationder erforderlichen Scherparameter über die Variation von � entsprechend

�� tan*tan �� und cc �� *so lange, bis �T = 0 ist und damit Kräftegleichgewicht besteht.

7. Bestimmung des ungünstigsten (maßgebenden) Bruchmechanismus (� = Maximum) durch Va-riation der Lage und Neigung der äußeren und inneren Gleitflächen, soweit sie nicht durch diegeologischen Verhältnisse vorgegeben oder eingegrenzt sind.

Bruchmechanismen, bei denen sich senkrecht zu den Gleitflächen unendlich große Druckkräfte oderin kohäsionslosem Boden Zugkräfte ergeben, sind physikalisch nicht möglich und daher auszu-schließen.

7.2.4 Ansatz des WasserdrucksBei den Berechnungsverfahren wird im Allgemeinen der Ansatz auf die Gleitfläche (Porenwasser-druckansatz � S. 11.81) angewandt. Dieser Ansatz ist für den allgemeinen Fall mit Ober- (in derBöschung) und Unterwasserspiegel (vor der Böschung) dargestellt, wie er in der Regel bei Kanal-böschungen maßgebend wird. Bei Einschnitt- oder Dammböschungen kann der Unterwasserspiegelnach den folgenden Abbildungen angenommen werden. Die näherungsweise Ermittlung derGrundwassersickerlinie (Sickerparabel) und der Sickerlänge in der Böschung stellt die Grundlagefür den Wasserdruckansatz dar. Zu unterscheiden sind hierfür bei Einschnittböschungen zwei Fälle:

Einschnittböschung mit Fußdrainagekörper: Filterkörper (Kies) am Böschungsfuß

Sickerparabel nach Dupuit

Lxhz �� 1w

SickerlängekhRL �� w30005,0'

(entspricht 0 5, �R nach Sichardt �siehe Abschn. 8.8.1)

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Einschnittböschung ohne Fußdrainagekörper und Kanalböschung für undurchlässigen Bodennach Davidenkoff

Sickerlinie schneidet bei �0lLx �� die Böschungsoberfläche.Wasserdurchfluss bei �0lLx �� entspricht der offenen Wasserhaltung (Abschn. 8.8.1).

Sickerparabel � xhhz �� tan2 02w

2 von �0=bis0 lLxx ��Bei durchlässigen Böden kann die Berechnung wie für undurchlässige Böden erfolgen (sichereSeite).

Wasserdruckansatz auf die Gleitfläche (Porenwasserdruckansatz)

Ni

R� i

Ui

a

W

riG

iG'wiG

0

Uil Ui

R� i

Ni

Ui

irUEir +

Ni

Krafteck

R� i

iG'

iG

wiG

hi

Eilhwi

irU

E ir

bi

Kräfte an der Lamelle i

iG

wiG

iG'

E il Uil+

Gi Boden über Wasser �� iii bhG'iG Boden unter Wasser 'iwi

'i �� bhG

Gwi Wasserlast in der Lamelle i wiwiwi �� bhGGr Eigenlast in der Lamelle unter Wasser wiir ' GGG �Ui Wasserdruckkraft auf die Lamellensohle iii buU ��

Die Lamelleneigenlast geht mit 'i i i wi� G G G G und der Porenwasserdruck mit wwii �� hu

in die Berechnung ein. Die Außenwasserlast W ergibt ein zusätzliches widerstehendes MomentaWM ��R . Für die Situation in o. a. Abb. werden die Einwirkungen und Widerstände nach

S. 11.77 zu:

� iiviii sin�� buPGT bzw. �

iii

iiiiviii sintancos

tan��

��

��

bcbuPGR

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Geotechnik

7.3 Hilfsmittel für die Festlegung der Böschungsneigunga) Standsicherheit für den Sonderfall einer geraden, unbelasteten, nicht durchströmter Bö-

schung mit dem Böschungswinkel � in nichtbindigen Böden:

�� bzw. 1tantan

��

Beispiel:Gesucht: Zulässiger Böschungswinkel � für Lastfall 2 (LF 2): Gegeben: Charakteristische Werte: �� 35'

k� , 0'k �c

Lösung: Teilsicherheitsbeiwert �� = 1,15 (s. Abschnitt 1.2)� = '

d� = arctan (tan 35°/1,15) = 31,3° � 31° � �� 31�

b) Standsicherheitsdiagramm für Regelböschungen nach Gußmann1)

Das dargestellte Standsicherheitsdiagramm beruht auf Berechnungen mit der Kinematischen-Elemente-Methode (KEM) mit 5 Elementen, deren Geometrie vollständig variiert wurde.Voraussetzungen für die Anwendung: � homogener Boden im Einflussbereich

� kein Wasser im Einflussbereich� keine Auflasten auf der Geländeoberfläche.

1) Grundbautaschenbuch, Teil 1.

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Beispiel für die Anwendung des Standsicherheitsdiagramms:

Gesucht: Standsicherheit gegen Böschungsbruch für Lastfall 2 (LF 2):

Gegeben: Charakteristische Werte: �� 25'k� , 10'

k �c kN/m2, 3k 20 kN/m� �

geplante Böschungshöhe: H = 5,0 m; geplante Böschungsneigung: �� 60ß

Lösung: Einwirkungen: Teilsicherheitsbeiwert �G = 1,00 (s. Abschnitt 1.2)3 3

d k G 20 kN/m 1,00 20 kN/m� � � �� Widerstände: Teilsicherheitsbeiwerte �� = 1,15 und �c = 1,15

(s. Abschnitt 1.2)'d�� = arctan (tan 25°/1,15) = 22,1° � 22°,

'dcc � = 10 kN/m2/1,15 = 8,7 kN/m2 � 8 kN/m2

Mit 20,0198,022tan205

8tan

/1 ��

��

��

�H

c und �� 60ß

ergibt sich aus dem Diagramm : 083,0/1 ��

�FH

cN�

Nachweis der Standsicherheit: � 0,104,18

205083,0/11��

��

��

cHN

F��

� Nachweis nicht erfüllt!� Zur Erfüllung des Nachweises sind die Böschungsneigung bzw. die Böschungshöhe ent-

sprechend zu verringern oder weitergehende konstruktive Maßnahmen vorzusehen.

7.4 Kräfte in Zuggliedern, Dübeln, Pfählen und SteifenFalls Zugglieder, Dübel oder Pfähle von Gleitflächen geschnitten werden bzw. Steifen von außenauf den Gleitkörper einwirken, ist bei jedem Bruchmechanismus zu prüfen, ob die in den Bauteilenwirkenden Kräfte günstig oder ungünstig wirken. Ein Zugglied wirkt ungünstig, wenn der Winkel�A zwischen der Achse des Zugglieds und der Gleitrichtung des Gleitkörpers im Schnittpunkt desZugglieds mit der äußeren Gleitfläche größer als 90° ist (s. Abb.). Die Kräfte von Steifen sind anderen Angriffspunkt, diejenigen von Zuggliedern, Dübeln oder Pfählen am Schnittpunkt mit derGleitfläche anzusetzen.Bei Zuggliedern ist zwischen vorgespannten (z.B. vor-gespannte Verpressanker) und nicht vorgespannten(schlaffen) Zuggliedern (z.B. Zugpfähle, Bodennägel,Stahlbänder, Geokunststoffe) zu unterscheiden.Bei Zuggliedern dürfen höchstens die Bemessungswerteder außerhalb des Gleitkörpers im nichtbewegten Bodenaktivierbaren Kräfte angesetzt werden, sofern dieseKräfte nicht dauernd oder vorübergehend verloren ge-hen können.Bei wandartigen Stützkonstruktionen und Bauteilen, diedurch die äußere Gleitfläche geschnitten werden (z.B.Stützwände, Dübel) ist der Bemessungswert des von derStützkonstruktion an der Gleitfläche entgegen der Bewegungsrichtung des Gleitkörpers übertragba-ren Scherwiderstands anzusetzen. Dieser ergibt sich entweder aus der von der Konstruktion auf-nehmbaren Schnittkraft oder nach der von der Konstruktion auf den Boden oberhalb bzw. unterhalbder Gleitfläche übertragbaren Kraft (passiver Erddruck). Der kleinere Wert ist maßgebend.

Gleitfläche

�A

Gleitkörper

Zugglied

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2.

Geotechnik

7.5 Vernagelte WändeVernagelte Wände sind Verbundkonstruktionen, die aus dem anstehenden Boden, den stabförmi-gen, nicht vorgespannten Zuggliedern (Bodennägel) und einer Oberflächensicherung (i.d.R. be-wehrter Spritzbeton) bestehen. Bei ausreichender Nageldichte verhält sich der bewehrte Bodenkör-per näherungsweise wie ein monolithischer Körper. Bei einer Bodenvernagelung ist die für das je-weilige System gültige Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung des Deutschen Instituts für Bau-technik1) zu beachten, die vom Hersteller beizubringen ist. Die Herstellung erfolgt in einer sichwiederholenden Abfolge:1. Zwischenaushub, in Abhängigkeit von der temporären Böschungsstabilität (ca. 1,5 m; mind.

0,5 m unter Bohransatzpunkt der jeweiligen Nagellage).2. Sicherung der frei gelegten Böschungsoberfläche mit Spritzbeton, einschließlich Bewehrung.3. Einbauen und Verpressen der Bodennägel, die kraftschlüssig, aber ohne Vorspannung mit der

Außenhaut verbunden werden.Im Regelfall werden Nägel mit einer Länge des 0,5- bis 0,7fachen der Wandhöhe gewählt. AmKopf der hergestellten Wand ist mit horizontalen Verformungen von ca. 0,2 bis 0,4 % der Wandhö-he zu rechnen. Damit sich kein Wasserdruck auf die Oberflächensicherung infolge Schichten- oderKluftwasser einstellt, sollte eine ausreichende Anzahl von Entwässerungsöffnungen angeordnetwerden.

C

l 2Q

� N

�E

G + P

l1

Ea

�Ea

= 0C

G + PQ

� NE

h

5

a) Wandschnitt und Nagelraster

4

c) Vereinfachtes System und Krafteck für das Beispiel

oa v

aa v

a ahh

lV

� �

1

32

N�

p

d) Bemessung Oberflächensicherung

en

A

EN,2

�

bE5

p

G Ea

2

e) "Schwergewichtswand"

b) Beispiel für einen Zweikörperbruchmechanismus

A

lV5

V4llV3

B C

1

�1 h 2

D

2�E2

p

h 1

StandsicherheitBei Bodenvernagelungen sind zum Nachweis der Tragfähigkeit die möglicherweise maßgebendenBruchmechanismen im Boden im Grenzzustand GZ 1C zu untersuchen. Die Gleitflächen könnendabei alle oder nur einen Teil der Nägel schneiden oder auch umgehen. Hierbei ist die Bauweise,Geländeform, Grundwassersituation sowie Betrag und Stellung von äußeren Lasten zu berücksich-tigen. Es ist eine ausreichende Sicherheit gegen Herausziehen eines Bodennagels nachzuweisen.Der Nachweis ist erbracht, wenn die Bedingung NN RE � erfüllt ist.

1) Zum Beispiel Zulassung Nr. Z-20.1-106 für Bodenvernagelung System „DYWIDAG“ vom 5. April 2007.

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EN Bemessungswert der Herausziehbeanspruchung eines BodennagelsRN Bemessungswert des Herausziehwiderstands eines Bodennagels

Der Bemessungswert des Herausziehwiderstands eines Bodennagels RN,d wird zunächst nach Erfah-rungswerten für die vorliegenden Bedingungen angenommen und muss vor Ort mittels Probebelas-tungen (Nagelzugversuchen) an 3 bis 5 % der Nägel bzw. an mind. 3 Stück nachgewiesen werden.Weiterhin ist für den Nachweis der Standsicherheit der Verbundkörper, als monolithisch zu be-trachten. Hierzu ist eine gedachte Rückwand durch das Ende der Nägel anzunehmen(s. Abb. e) S.11.84). Für diese „Schwergewichtswand“ ist der Nachweis der Tragfähigkeit imGrenzzustand GZ1B (Grundbruch- und Gleitsicherheit) zu erbringen, die zulässige Lage der Sohl-druckresultierenden einzuhalten und die Sicherheit gegen Geländebruch im Grenzzustand GZ1Cnachzuweisen.

Nachweis der EinzelteileDie Oberflächensicherung muss nach DIN 1045 bemessen werden. Für die Belastung wird ein ver-minderter aktiver Erddruck en angesetzt, da dessen volle Ausbildung durch die Nägel behindertwird. Dazu werden 85 % des ohne Ansatz der Kohäsion und mit �a = 0 ermittelten aktiven Erd-drucks in ein flächengleiches Rechteck umgelagert. Für den Krafteinleitungsbereich am Nagelkopfist der Durchstanznachweis zu führen. Die Normalspannung im Nagel darf den Wert (�S / 1,75)nicht überschreiten (�S Streckgrenze des Stahls).

Beispiel: Ermittlung des Bemessungswertes der Herausziehbeanspruchung EN eines Boden-nagels im Lastfall 2 (LF 2)

Abmessungen (s. Abb. a) S.11.84): Wandhöhe h = 7,50 m; Geländeneigung � = 0; vertikale Na-gelabstände ao = 0,75 m; av = 1,50 m (� 5 Nagellagen); horizontaler Nagelabstand ah = 1,50 m;Wandneigung � = �10° (s. Definition im Abschnitt 3, Böschungswinkel 80°); Nagelneigung �N =10°; wirksame Verankerungslänge aller Nägel: m25,57,0V �� hl (� Neigung der Wandrück-seite � = � = �10°)

Kennwerte: �� 35'k� , 0'

k �c (eine zeitweilige Kohäsion, z.B. Kapillarkohäsion, muss auch beieinem nichtbindigen Boden vorhanden sein, sonst ist ein Aushub mit diesem Böschungswinkelnicht möglich); Wichte des Bodens 3

k 18 kN/m� � ; veränderliche Auflast 2k 10 kN/m .�p

1. EN aus der Untersuchung der Geländebruchsicherheit im GZ1C (EN,1) am Beispiel einesuntersuchten Bruchmechanismus

Wahl eines ersten Bruchmechanismus (Abb. b) S.11.84): Erste äußere Gleitfläche vom Fußpunkt Azum Endpunkt der Nagellage 2 (E2) � �1 = 35,4°; innere Gleitfläche von E2 zur Geländeoberflä-che (B); zweite äußere Gleitfläche von E2 zur Geländeoberfläche (B); Vereinfachung des Bruchme-chanismus durch einen Einkörpermechanismus (Abb. c) S.11.84). Dabei wird der Bruchkörper 2(E2 – C – D) durch die aktive Erddruckkraft Ea auf den senkrechten Schnitt E2 – Geländeoberflächeersetzt. Anschließend erfolgt die Ermittlung der Bruchkörpergeometrie und aller am Körper angrei-fenden Kräfte. m78,41 �l ; m16,31 �h ; m34,42 �h ; m50,1V3 �l ; m00,3V4 �l ; m50,4V5 �l ;Kohäsionskraft in der Gleitfläche 02 �� lcC

Bemessungswerte der Einwirkungen:mit 33

Gkd kN/m180,1kN/m18 �� und 2Qkd kN/m122,110 �� pp wird

kN/m4,496kN/m18m6,27 32dd �� AGG ; kN/m4,571278,4d1d �� plPP

Bemessungswert der Erddruckkraft:mit '

d� = arctan (tan 35°/1,15) = 31,3° � 31°; � = 0°; � = 0°; �a = 'd� wird nach Abschnitt 3

� Kagh = Kaph = 0,246 � 0,25

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2.

Geotechnik

kN/m5,221816,325,05,05,0 2d

21aghdagh, �� hKE ;

kN/m5,91216,325,0d1aphdaph, �� phKE ;kN/m0,325,95,22daph,dagh,dah,ah �� EEEE ; kN/m2,19dav,av �� EE

� kN/m3,3731cos/0,32)(cos/ aahda,a �� EEE

Aus dem Kräftegleichgewicht ergibt sich für den untersuchten BruchmechanismuskN/m.77N ��E

Für den einzelnen Nagel wird der Bemessungswert der Herausziehbeanspruchung zu:

kN67kN4,6700,9/25,550,177/5

3iViVhNN,1 ��

�

llaEE

Mit Hilfe weiterer Bruchkörpervariationen ist derjenige Bruchmechanismus zu finden, bei dem derBemessungswert der Herausziehbeanspruchung eines Nagels EN,1 zum Maximum wird.

2. EN aus den Auflagerkräften der Oberflächensicherung im GZ1B (EN,2):

mit Kagh = 0,206 � 0,21 für �’k = 35°; � = �10°; �a = 0; s. Abschnitt 3;kN/m3,1061850,721,05,05,0 2

k21aghkagh, �� hKE ;

kN/m8,151050,721,0k1aphkaph, �� phKE ;kN/m9,10710cos/3,106cos/kagh,kag, �� EE ;

kN/m0,1610cos/8,15cos/kaph,kap, �� EE ;2

kag,kng, kN/m0,12)10cos/50,7/(9,10785,0)cos//(85,0 �� hEe� kN4,27cos/vhkng,kg,N, �� aaeE ;

2kap,knp, kN/m8,1)10cos/50,7(0,1685,0)cos//(85,0 �� hEe

� N,p,k np,k h v / cos 4,1 kN�� E e a aFür den einzelnen Nagel wird der Bemessungswert der Herausziehbeanspruchung zu:

kN38kN2,381,430,14,2720,1kp,N,Qkg,N,GdN,2,N,2 �� EEEE ��

Das Maximum aus beiden Berechnungen ist als maßgebender Bemessungswert der Herausziehbe-anspruchung eines Nagels EN anzusehen. Für den Nachweis wird dieser mit dem Bemessungswertdes Herausziehwiderstandes RN verglichen.

7.6 Verformungen bei Böschungen und GeländesprüngenNach E DIN 4084 enthalten die Teilsicherheitsbeiwerte nach DIN 1054 für den Lastfall 1 bei mit-teldicht bis dicht gelagerten nichtbindigen und bei steifen bis halbfesten bindigen Böden in der Re-gel auch eine ausreichende Sicherheit gegen unzulässig große Verformung von Böschungen undGeländesprüngen ohne Bebauung. Dies gilt auch für Stützkonstruktionen, deren Geländebruch-sicherheit für die Dauer der Nutzung für den Lastfall 2 nachzuweisen ist.Bei Böschungen und Geländesprüngen in weichen bindigen Böden ist in der Regel die Grenze derVerformungen für die Bemessung maßgebend. Nach E DIN 4084 ist zur Einhaltung der Grenze derVerformungen bei Böden, die im undrainierten Triaxialversuch nach DIN 18 137-2 Scherdehnun-gen von mehr als 20 % aufweisen, in der Regel der Ausnutzungsgrad � mit einem Wert von 0,67statt 1,0 zugrunde zulegen. Bei Böden, die Scherdehnungen zwischen 10 und 20 % aufweisen, darfzwischen 1,0 und 0,67 linear interpoliert werden.Zur Prognose von Verformungen an Böschungen und Geländesprüngen kommen vor allem Berech-nungen mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) und geeigneten Stoffgesetzen (Materialmodellen)in Betracht. Die Prognosen sollten möglichst an Messungen überprüft werden.

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Baugrube, Verankerung und Wasserhaltung

8 Baugrube, Verankerung und Wasserhaltung

8.1 AllgemeinesDie Größe der Baugrube ergibt sich im Wesentlichen aus der erforderlichen Gründungstiefe unddem angestrebten Bauwerksgrundriss zuzüglich den erforderlichen Arbeitsraumbreiten und denAbmessungen des Baugrubenverbaus oder -böschung.� Angaben zu den Ansätzen von Nutzlasten (Straßen- und Schienenverkehr, Baustellenverkehr

und -betrieb), des Erddrucks, des Wasserdrucks und der Bemessung können den „Empfehlungendes Arbeitskreises Baugruben (EAB)“ entnommen werden. Weiterhin ist DIN 4124 und ggf. dieZTV-ING bzw. die ZTV-W zu beachten.

� Für die Ermittlung der Baugrundverhältnisse und der notwendigen Bodenkennwerte ist der Ab-schnitt 2 zu beachten.

� Bei Bauwerken im Einflussbereich von Baugruben sind weiterhin DIN 4123 und DIN 1055 zubeachten.

� Bei verankerten Baugrubenwänden ist neben dem Nachweis der Standsicherheit in der tiefenGleitfuge (Abschnitt 8.7) auch der Nachweis der Geländebruchsicherheit zu erbringen (EAB).Der Nachweis der Geländebruchsicherheit kann analog dem Nachweis der Böschungsbruchsi-cherheit (mit eingeschlossener Stützkonstruktion) nach E DIN 4084 bzw. Abschnitt 7 erfolgen.

� Bei Baugruben mit umströmtem Wandfuß (Wasserspiegeldifferenz zwischen außerhalb und in-nerhalb der Baugrube) ist neben dem Einfluss des Strömungsdrucks auf die Baugrubenkonstruk-tion auch der Nachweis gegen Aufbruch der Baugrubensohle (hydraulischer Grundbruch) zuführen (siehe EAB und Abschnitt 8.8.5).

� Bei Baugruben mit einer Dichtungssohle (Injektionssohle bzw. Unterwasserbetonsohle) stelltsich ein hydrostatischer Wasserdruck ein. In diesem Fall ist der Nachweis der Auftriebssicher-heit der Sohle und der Baugrubenkonstruktion zu führen (siehe EAB).

Arbeitsräume, die betreten werden, müssen in Baugruben mind. 0,50 m breit sein. Für Leitungs-gräben kann die erforderliche lichte Breite b den folgenden Tafeln entnommen werden.

Lichte Breiten für Gräben mit betretbarem Arbeits-raum nach DIN 4124Art des Grabens,Böschungswinkel

Äußerer Rohrschaft-durchmesser d in m

Lichte Graben-breite b in m1)

Böschungswinkelan der Sohle

ß � 90° d � 0,40 b = d + 0,40ß � 60° d � 0,40 b = d + 0,40ß � 60° d � 0,40 b = d + 0,70

d � 0,40 b = d + 0,402)

verbauter Graben 0,40 � d � 0,80 b = d + 0,700,80 � d � 1,40 b = d + 0,80

d � 1,40 b = d + 1,00Mindestbreite beiGrabentiefe3)

� 1,75 m für b = 0,70� 4,00 m alle b = 0,80� 4,00 m Durchmesser b = 1,00

1) Bei geböschten Gräben = Sohlbreite; bei waagerechtem Verbau = lichter Abstand der Bohlen bzw. der Brusthölzer, wenn

l1 � 1,50 m; bei senkrechtem Verbau = lichter Abstand der Bohlen bzw. der waagerechten Gurtungen, wenn deren Unter-kante bei d � 0,60 m weniger als 1,75 m über der Grabensohle bzw. bei d � 0,30 m weniger als 0,50 m über OK Rohr liegt.

2) Sind planmäßige Umsteifungen für das Herablassen von langen Rohren erforderlich, dann gilt b = d + 0,70.3) Gilt nur für Gräben mit senkrechten Wänden; bei Gräben nach Abb. 11.89a (a und c) genügt b = 0,60 m.

Arbeitsraumbreiten für Baugruben nachDIN 4124

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Die für die Abrechnung im Einzelfall maßgebende Arbeitsraumbreite bA ergibt sich aus Tafel S.11.87. Werden Fundamente und Sohlplatten gegen Erde betoniert (linke Seite der Abb. S. 11.87), sodarf der Gründungskörper nicht in die Verlängerung der Böschungsfläche einschneiden.

Tafel 11.88a Lichte Breiten für Gräben bis 1,25 m Tiefe ohne betretbaren Arbeitsraum nachDIN 4124

Regelverlegetiefe t in m t � 0,70 0,70 � t � 0,90 0,90 � t � 1,00 1,00 � t � 1,25Lichte Grabenbreite b in m 0,30 0,40 0,50 0,60

8.2 Nichtverbaute Baugruben und GräbenNichtverbaute Baugruben und Gräben mit einer Tiefe von mehr als 1,25 m (s. Tafel 11.88c undAbb. 11.89a) müssen mit abgeböschten Wänden hergestellt werden. Die zulässige Böschungsnei-gung richtet sich nach den bodenmechanischen Eigenschaften des Bodens unter Berücksichtigungder Zeit, während der sie offen zu halten sind, und nach den äußeren Einflüssen, die auf die Bö-schung wirken. Die maximalen Böschungswinkel können für einfache Fälle ohne rechnerischenNachweis nach folgender Tafel angenommen werden (DIN 4124):

Tafel 11.88b Maximale Böschungswinkel für einfache Fällelfd. Nr. Bodenart Böschungswinkel � in °

1 nichtbindiger Boden, weicher bindiger Boden � 452 steifer oder halbfester bindiger Boden � 603 Fels � 80

Geringere Böschungswinkel sind vorzusehen, wenn besondere Einflüsse wie� Störungen des Bodengefüges (Klüfte oder Verwerfungen)� zur Einschnittsohle hin einfallende Schichtung oder Schieferung� Grundwasserhaltung durch offene Wasserhaltung� Zufluss von Schichtenwasser� nicht entwässerte Fließsandböden� starke Erschütterungen aus Verkehr, Rammarbeiten oder Sprengungenvorliegen.

Die Sicherheit gegen Böschungsbruch ist rechnerisch nachzuweisen, wenn� die Böschung mehr als 5m hoch ist oder die in Tafel 11.88b unter 1 und 2 genannten Bö-

schungswinkel überschritten werden sollen, wobei mehr als 80° nicht zulässig sind� einer der oben genannten besonderen Einflüsse vorliegt� vorhandene Leitungen oder andere bauliche Anlagen gefährdet werden können� unmittelbar neben dem Schutzstreifen von 0,60 m Breite Auflasten von mehr als 10 kN/m2 zu

erwarten sind.

Tafel 11.88c Nicht- und teilverbaute Gräben und Baugruben bis 1,75 m TiefeGrabentiefe h in m�1,25 alle Bodenarten: Lotrechte Abschachtung ist zulässig, sofern die Neigung der Gelände-

oberfläche bei nichtbindigen Böden � 1:10 (� � 5,7°) und bei bindigen Böden� 1:2 (� � 26,5°) ist.

1,25 bis 1,75 bindiger Boden (ab steifer Konsistenz) und Fels:Ausbildung nach Abb. 11.89anichtbindiger Boden: Böschung oder kompletter Verbau

�1,75 alle Bodenarten: Böschung oder kompletter Verbau

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Im Bereich benachbarter baulicher Anlagen sind die Forderungen der DIN 4123 zu beachten.Bermen sind anzuordnen, falls dies zum Auffangen von abrutschenden Steinen, Felsbrocken unddergleichen oder für Wasserhaltungen erforderlich ist. Bermen, die zum Auffangen abrutschenderTeile dienen, müssen mindestens 1,50 m breit sein und in Stufen von höchstens 3,00 m Höhe ange-ordnet werden. Eine gleichwertige oder bessere Sicherungsmaßnahme als mit Bermen kann z.B.eine Sicherung mit Folienabdeckung und verankerten Baustahlgewebematten darstellen, wenn aufden Bermen einsickerndes Oberflächenwasser Rutschungen auslösen kann.

8.3 Grabenverbau

8.3.1 Waagerechter und senkrechter Normverbau nach DIN 4124Normverbau darf unter folgenden Voraussetzungen ohne besonderen Standsicherheitsnachweisverwendet werden:� Geländeoberfläche verläuft annähernd waagerecht� nichtbindiger Boden oder ein bindiger Boden, steif oder halbfest� Bauwerkslasten üben keinen Einfluss auf Größe und Verteilung des Erddrucks aus� Straßenfahrzeuge und Baugeräte halten einen ausreichend großen Abstand vom Verbau ein.

8.3.2 Grabenverbaugeräte nach DIN 4124Grabenverbaugeräte sind Einrichtungen zur Sicherung von Grabenwänden und bilden den fertigenVerbau eines Grabenteilstücks. Sie bestehen meist aus zwei großflächigen Wandelementen, dieüber Stützbauteile (Streben und Stützrahmen) verbunden sind. Es können mittig gestützte, randge-stützte, rahmengestützte Grabenverbaugeräte, Gleitschienen-Grabenverbaugeräte und Dielenkam-mer-Geräte unterschieden werden. Nach DIN 4124 dürfen nur Grabenverbaugeräte nachDIN EN 13 331-1 verwendet werden, die von der Prüfstelle des Fachausschusses „Tiefbau“ derTiefbau-Berufsgenossenschaft geprüft wurden. Es ist weiterhin die Verwendungsanleitung des Her-stellers zu beachten.

Grabenverbaugeräte sind inallen Bodenarten anwendbar,die nicht ausfließen.

Die Anwendung des Einstell-verfahrens (s.u.) ist auf be-stimmte Bodenarten be-schränkt.

Abb. 11.89a Nicht- und teilverbaute Gräben und Baugruben bis 1,75 m Tiefe

Abb. 11.89b Grabenverbaugeräte

a) mittig gestützt b) randgestützt c) in Doppelgleitschienen geführt

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Einbauverfahren:Einstellverfahren: Die Verbauelemente werden nach Aushub des Bodens auf die erforderliche Tiefein den Graben eingestellt. Voraussetzung: vorübergehend standfester Boden. (Dies ist ein Boden,der zwischen Beginn der Ausschachtung und Einbringen des Verbaues keine wesentlichen Nach-brüche aufweist.)Absenkverfahren: Es kann in allen Bodenarten angewendet werden, die nicht ausfließen. Der Gra-ben wird zunächst auf eine Tiefe ausgehoben, bei der die Grabenwände noch vorübergehend stehen.Nach Einsetzen der auf die Grabenbreite montierten Verbaueinheit wird der Graben in Abschnittenvon � 0,50 m Tiefe ausgehoben. Sinkt hierbei die Verbaueinheit nicht durch ihr Eigengewichtnach, müssen die Platten nachgedrückt werden. Bei großen Grabentiefen werden die Verbauein-heiten durch Aufstocken zum Verbaufeld ergänzt und abschnittweise zur Grabensohle abgesenkt.

8.4 Schlitzwände und Bohrpfahlwände

8.4.1 SchlitzwändeVorteile:� Mit Rammen oder Rütteln verbundene Belästigung der Umgebung durch Lärm und Erschütte-

rungen wird weitgehend vermieden.� Können tiefer geführt werden als gerammte Wände; Baugrund, der zum Rammen nicht geeignet

ist, wird durchfräst.� Verformungsarm: geringere Verformungen im angrenzenden Boden, günstig in der unmittelba-

ren Nähe von Bauwerken.� Wasserabdichtende Baugrube herstellbar: Grundwasserabsenkung kann unterbleiben.� Kann nah an bestehenden Gebäuden abgeteuft werden und konstruktiv in das herzustellende

Bauwerk eingebunden werden (z.B. Kelleraußenwand).

Nachteile:� aufwendig hinsichtlich Baustelleneinrichtung und Aushubbehandlung (Deponierung)� problematisch bei querenden Kanälen und Leitungen� nur vertikal herstellbar.

Herstellung:Der lamellenweise Aushub des Bodens unter Flüssigkeitsstützung erfolgt entweder mit Greifern(Seilgreifer mechanisch oder hydraulisch u.a.) oder mit Fräsen. Bei der Wandherstellung wird zwi-schen Zweiphasen-Verfahren (auch Ortbeton-Schlitzwand � bei Baugruben am häufigsten), Einpha-sen-Verfahren (vor allem bei Dichtungswänden) und kombinierten Verfahren (Einstellen von Be-tonfertigteilen oder Spundwandprofilen) unterschieden. Die üblichen Wanddicken liegen zwischen0,4 bis 1,50 m. Dickere Wände bis 3,00 m können mit Fräsen ausgeführt werden. Die erreichbarenTiefen liegen bei 100 bis 150 m.

Berechnung und Bemessung der erhärteten Wand:Die Ermittlung der Einbindetiefe, Schnittgrößen und Stützkräfte und die erdstatischen Standsicher-heitsnachweise erfolgen analog zu denen der Spundwand. Zu beachten ist, dass bei der Ermittlungdes belastenden Erddrucks und des Erdwiderstands ein größerer Erddruckneigungswinkel als � � = /2 nur aufgrund genauerer Nachweise angesetzt werden darf. Bei Sand- und Kiesböden ist = 0zu setzen, wenn damit zu rechnen ist, dass zwischen Beginn des Aushubs und Beginn des Betonie-rens mehr als 30 Stunden liegen.Bei der konstruktiven Ausbildung und Bemessung sind DIN 1045 und DIN 4126 zu beachten, wo-bei keine höheren Festigkeitsklassen als C 20/25 anzusetzen sind. Die Konsistenz des verwendetenBetons kann wegen des besonderen Einbauverfahrens nach DIN 4126, Abschn. 6.2 von derDIN 1045 abweichen.

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Stützflüssigkeit:Die Stützflüssigkeit für den vertikalen Erdschlitz besteht beim Zweiphasen-Verfahren in der Regelaus Ton-(Bentonit-)Suspensionen. Die Forderungen an die Eigenschaften und die Prüfmethodendieser Suspensionen sind in DIN 4126 und DIN 4127 festgelegt. Die Aufbereitung und ausreichen-de Bevorratung (ca. 2 bis 2,5fache des Schlitzvolumens), die Behandlung der gebrauchten Suspen-sion und des Erdaushubes stellen besondere Anforderungen an die Baustelleneinrichtung. Anzu-streben ist ferner eine weitestmögliche Trennung von Aushubmaterial und Suspension und die an-schließende Wiederaufbereitung der gebrauchten Suspension in der geforderten Qualität. Der ver-bleibende, durch Suspension verunreinigte Bodenaushub und die verbrauchte Suspension müssen inder Regel auf eine Deponie verbracht werden.

Die Standsicherheitsnachweise für den flüssigkeitsgestützten Schlitz sind nach DIN 4126 zu führen.Für die Herstellung sind DIN 4126 und DIN 18 313 zu beachten.

8.4.2 BohrpfahlwändeVorteile:� Im Wesentlichen analog zu denen der Schlitzwand.� Weitere Vorteile:

� Bohren erfolgt in der Regel unter Verrohrung, Stützflüssigkeit kann meist entfallen� auch komplizierten Grundrissen von Baugruben sehr gut anpassbar� querenden Kanälen und Leitungen gut anpassbar (Pfähle weglassen)� auch mit Neigung herstellbar.

Nachteile:� Mögliche Tiefen geringer als bei Schlitzwand (bis ca. 25 m Tiefe).

Wandarten:1. Tangierende Bohrpfahlwand� bewehrte Pfähle, nebeneinander ange-

ordnet� lichter Pfahlabstand aus Herstellungs-

gründen ca. 2– 10 cm� Berechnung der notwendigen Einbin-

detiefe und Schnittgrößen und die erd-statischen Standsicherheitsnachweiseanalog zur Spundwand möglich

� nicht wasserdicht.

2. Aufgelöste Bohrpfahlwand� bewehrte Pfähle, mit Abständen größer

als der Durchmesser des Einzelpfahlsangeordnet

� Zwischenräume im Aushubbereichwerden mit dem Aushub fortschreitendgesichert (im Allgemeinen mit Spritz-beton � bewehrt und auf Biegung be-messen oder unbewehrt mit Gewölbe-ausbildung zum Boden).

Arten von Bohrpfahlwänden

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Geotechnik

� Berechnung der notwendigen Einbindetiefe und Schnittgrößen und die erdstatischen Standsi-cherheitsnachweise analog zur Trägerbohlwand möglich

� nicht wasserdicht.

3. Überschnittene Bohrpfahlwand� Herstellung unbewehrter Primärpfähle (Pfähle 1, 3, 5 usw.)� wenige Tage danach Bohren der Sekundärpfähle (bewehrte Pfähle 2, 4, 6 usw.), die in die Pri-

märpfähle einschneiden (Herstellung einer durchgehenden Betonwand)� Überschneidungsmaß ca. 10–20 % des Pfahldurchmessers (abhängig von Bohrtechnologie und

Baugrundverhältnissen)� Berechnung der notwendigen Einbindetiefe und Schnittgrößen und die erdstatischen Standsi-

cherheitsnachweise analog zur Spundwand möglich� wasserabdichtende Baugrube herstellbar.

Für die Herstellung und Bemessung der verrohrt oder unverrohrt hergestellten Bohrpfähle (sieheauch Abschnitt 5) sind vor allem DIN 1054, DIN EN 1536 mit DIN Fachbericht 129, DIN 18 301,und DIN 1045 zu beachten.

Weitere Informationen zu Schlitz- und Bohrpfahlwänden (Bemessung, konstruktive Ausbildungu.a.) können neben den genannten Normen z.B. dem Grundbautaschenbuch Teil 3 und dem Beton-kalender 1998 Teil 2 entnommen werden.

8.5 Injektionswände und Frostwände

8.5.1 InjektionswändeInjektionswände kommen im Zusammenhang mit Baugruben meist bei der Unterfangung von be-nachbarter Bebauung zum Einsatz. Durch die Injektion des Baugrundes soll ein Baukörper erzeugtwerden, der wie eine Schwergewichtsmauer wirkt (bei Unterfangungshöhen von mehr als 2–3 mverankert).

Injektionsverfahren:� „klassische“ Injektionen oder Niederdruckinjektionen: Einpressen von Injektionsmitteln in die

Porenräume oder Hohlräume des Bodens oder Fels zum Dichten oder Verfestigen des Bodensoder Fels; bei Planung, Ausführung und Prüfung von Injektionen ist die DIN 4093,DIN EN 12 715, DIN 18 309 und ggf. das „Merkblatt für Einpressarbeiten mit Feinstbindemit-teln in Lockergestein“1) zu beachten.

� soil-fracturing-Verfahren: planmäßiges Einpressen von Injektionsmaterial zur gezielten, örtli-chen Aufsprengung des Bodens (im Prinzip nur zur Gründungssanierung/Baugrund-verbesserung bei bindigen Böden eingesetzt, wo die klassischen Injektionsverfahren ausscheiden� nicht zur Gebäudeunterfangung); bei Planung, Ausführung und Prüfung von Injektionen istDIN EN 12 715 zu beachten.

� Düsenstrahlverfahren, auch Hochdruckinjektion (HDI), Hochdruckbodenvermörtelung, jet-grouting oder soilcrete genannt: Die Bodenstruktur wird durch einen Düsenstrahl aufgeschnitten,und der Boden wird entweder mit dem Injektionsgut teilweise vermischt und ein Teil mit demSpülmittelrücklauf gefördert (nichtbindige Böden) oder nahezu vollständig durch das Injekti-onsmittel ersetzt und durch den Spülmittelrücklauf gefördert (bindige Böden). Bei Planung, Aus-führung und Prüfung von Düsenstrahlverfahren ist DIN EN 12 716 und DIN 18 321 zu beachten.

1) BAUTECHNIK 79 (2002), Heft 8 und 9.

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Injektionsprinzipien und -verfahrennach DIN EN 12715

Injektions-prinzip

mit Baugrund-verdrängung

ohne Baugrundverdrängung

Unter-prinzip

Hohlraumverfüllung

Injektions-verfahren

Poren-injektion(Impräg-nierungdurchVerfül-lung)

Kluft-/Kontakt-injektion

Hohl-raumver-füllung

hydrau-lischeRiss-bildung

Verdich-tungs-injektion

Eindring-injektion

Injektionsmittel:� Nach Ausgangsstoffen und Zusammensetzung werden Mörtel, Pasten, Suspensionen, Lösungen

und Emulsionen unterschieden.� Ausgangsstoffe können z.B. Zemente, Zement-Bentonitmischungen, Feinstbindemittel (Ultra-

feinzemente) oder Chemikalien (Wasserglas, Silikate und Kunstharze) sein.Die Wahl des Injektionsmittels und -verfahrens wird im Wesentlichen durch den Boden und seineEigenschaften bestimmt. Erste Anhaltswerte zu den möglichen Anwendungsbereichen können derAbb. 11.93 entnommen werden.

Planung und Bemessung von Injektionswänden zur Bauwerksunterfangung:Bei Planung von Injektionswänden für Bauwerksunterfangungen ist die DIN 4123 zu beachten. DieBohrlochneigungen, Bohrlochabstände und Bohrlochfolge müssen vor Baubeginn in einem Injekti-onsplan festgelegt werden. Zur Überprüfung der geplanten Injektionsreichweite (Säulendurchmes-ser) und der geplanten Druckfestigkeit sind gegebenenfalls vor Baubeginn Probeinjektionen durch-

0.002 0.006 0.020 0.060 0.200 0.630 2.0 6.3 20 63

Korndurchmesser d in mm

0

20

40

60

80

100

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Schluff U Sand S Kies G

Ton

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Fein- Mittel- Grob- Fein- Mittel- Grob- Fein- Mittel- Grob-

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Zement

Feinstbindemittel

Wasserglaslösungen

Düsenstrahlverfahren

Kunststofflösungen

100

Abb. 11.93 Anwendungsbereiche der Injektionsverfahren und -mittel

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zuführen. Das Injektionsziel hinsichtlich Bereich, Qualität und Druckfestigkeit ist durch Kontrolleund Aufzeichnungen bei der Herstellung und durch Probenentnahme und -prüfung nach der Her-stellung zu prüfen. Bei Unterfangungen mit Injektionen sind weiterhin eventuelle Bewegungen deszu unterfangenden Bauwerks ständig zu überwachen (Hebungen/Setzungen z.B. mit Nivellementsoder Schlauchwaagen). Unter bestimmten Voraussetzungen können Injektionswände auch wasser-dicht ausgebildet werden.

Erforderliche Nachweise:(analog zu Schwergewichtsmauern � Abschnitt 6)� Kippen� Gleiten� Grundbruch/zulässige Sohlspannungen� zulässige Spannungen im Injektionskörper� Verankerungsnachweise� eventuell Geländebruch.Die erreichbaren Druckfestigkeiten der Injektions-körper sind von Bodeneigenschaften, Injektionsver-fahren und Injektionsmittel abhängig.

Einaxiale Druckfestigkeiten (Anhaltswerte) bei:� Niederdruckinjektionen mit

� Chemikalien: bis 5 N/mm2

� Zementen: bis 10 N/mm2

� Feinstbindemitteln: bis 20 N/mm2

� Düsenstrahl-Verfahren:� im Sand/Kies: 1– 5 N/mm2

� im Schluff/Ton: 0,5–3 N/mm2

Für weitere Hinweise zu geotechnischen Injektionen kann neben DIN 4093 z.B. auf das Grund-bautaschenbuch Teil 2 und den Betonkalender 1998 Teil 2 zurückgegriffen werden.

8.5.2 FrostwändeFrostwände (i. Allg. wasserabdichtend ausführbar) können durch künstliches Einfrieren wasserhal-tender Bodenschichten (Bodenvereisung) hergestellt werden. Mit dem Vereisungszustand ist nur solange zu rechnen, solange die Gefriereinrichtung in Betrieb gehalten wird. Im Zuge der Eignungs-und Planungsuntersuchungen für eine Bodenvereisung sind neben der Bestimmung der notwendi-gen Bodenkennwerte für den ungefrorenen und gefrorenen Boden Untersuchungen zu den notwen-digen Gefrierrohrabständen und zum geeigneten Kühlverfahren notwendig. Je geringer der Abstandder Kühlrohre ist und je tiefer die eingebrachte Temperatur ist, um so kürzer ist die zur Bildung derFrostmauer erforderliche Zeit.

Abb. 11.94 Bauwerksunterfangung

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8.6 Trägerbohlwände

8.6.1 AllgemeinesTrägerbohlwände werden im Prinzip wie Spundwände berechnet. Da die Wände jedoch nuroberhalb der Baugrubensohle durchgängig ausgebildet sind, erfolgt zur Ermittlung derEinbindetiefe der Ansatz des belastenden Erddrucks für den ebenen Fall auch nur in diesemBereich. Bei Erreichen des passiven Erddrucks kann sich bei ausreichend großem Abstand derBohlträger unterhalb der Baugrubensohle ein räumlicher Bruchkörper ausbilden. Bei geringemTrägerabstand kommt es infolge der Überschneidung der Bruchkörper zur Reduzierung derStützwirkung vor dem Bohlträger. Den Grenzwert stellt dann der passive Erddruck im ebenen Falldar. Für den Standsicherheitsnachweis sind deshalb zum Vergleich zwei Nachweise erforderlich,von denen der ungünstigere maßgebend ist. Die Träger besitzen die Breite bt und untereinandereinen Abstand at.

8.6.2 BerechnungsalgorithmusDer folgende Berechnungsalgorithmus wurde unter Beachtung der EAB [11.6] aufgestellt.a) Für die Berechnung sind zunächst folgende Annahmen zu treffen, da die passive Erddruckkraft

Eph1/2 = f (at,bt,t) ist:� Profilauswahl, z.B. I, IB, IPB, PSP und ][-Profile, und Festlegung der Bohlträgerbreite bt/gew

� Wahl des Abstands der Bohlträger at/gew untereinander� Annahme zur notwendigen theoretischen Einbindetiefe t0,gew der Bohlträger� Annahme zur Auflagerung im Einbindebereich (Grenzfälle: frei aufgelagert/eingespannt).

b) Ermittlung einer wirklichkeitsnahen Verteilung des aktiven Erddrucks u.a. in Abhängigkeit derAnordnung und Anzahl der Abstützungen. Erfahrungswerte können der EAB/ EB 69entnommen werden. Nur bei nichtgestützten, im Boden eingespannten Trägerbohlwänden darfi.d.R. der aktive Erddruck und die dreieckförmige Verteilung zum Ansatz kommen.

c) Standsicherheitsnachweise im GZ 1B.— Kontrolle des Gleichgewichts der Horizontalkräfte— Nachweis, dass das Erdauflager für die gewählte Einbindetiefe t0,gew in der Lage ist, die

Belastung aufzunehmen.Eine Berechnungswiederholung ist i.d.R mit einer verbesserten Annahme t0,gew erforderlich,wenn die Nachweise nicht erfüllt sind.

d) Nachweis, dass die Beanspruchungen des Bohlträgermaterials bei der gewählten Trägerbreiteb0,gew und dem Trägerabstand at/gew zulässig sind.Andernfalls muss eine Wiederholung des gesamten Berechnungsalgorithmus unter Korrektur derTrägerbreite oder des Trägerabstandes erfolgen, bis die Annahmen hinreichend zutreffend sind.

8.6.3 Standsicherheitsnachweise (GZ 1B)Bei Trägerbohlwänden ist eine Vergleichsuntersuchung� unter Ansatz des räumlichen Erdwiderstands vor dem einzelnen Bohlträger� unter Annahme des Erddrucks auf eine gedachte durchgehende Wand (ideeller Erdwiderstand)

notwendig. Die kleinere Erdwiderstandskraft Eph ist für die weitere Berechnung maßgebend.

Erddruckbeiwerte K* für � = � = 0bei Annahme von p

*= �( k � 2,5°) für k < 30° bzw. p* = �27,5° für k � 30° bei behinderter

Vertikalbewegung nach Streck (Kpgh (p=0) siehe Abschn. 3.5):

k in ° 15,0 17,5 20,0 22,5 25,0 27,5 30,0 32,5 35,0 37,5 40,0 42,5Kpgh

* 2,11 2,38 2,77 3,23 3,81 4,51 5,46 6,15 7,12 8,27 9,64 11,4Kpch

* 3,32 3,54 3,84 4,18 4,58 5,00 5,54 5,92 6,46 7,08 7,76 8,58

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Geotechnik

1) Räumlicher Erdwiderstand vor schmalen Druckflächen nach Weißenbach:

� � FbbtKE k ��

�RS,

20*p=ppghkpgh1, '5,0 ; � � AFbbtKcE k ��

�

KS,0*p=ppchkpch1, '

Eph1,k = Epgh1,k + Epch1,k pro Träger

mitt0 theoretische Einbindetiefe (für freie Auflagerung gilt t0 = t und für eine Einspannung

t0 = 5�t/6)A = 0,5 (bei bindigen Böden 50%ige Abminderung nach EAB/ EB 14)A = 1 (bei Kapillarkohäsion)bS,R = 0,60 � t0 � tan k bS,K = 0,90 � (1 + tan k) � t0

für b tt � �0 30 0, gilt: b t' ,� �0 30 0 und Fb

t�

�t

0 30 0,

für b tt � �0 30 0, gilt: b b'� t und F � 1

2) Ideeller Erdwiderstand auf eine gedachte durchgehende Wand

� � � �tt0=ppght*p=ppgh2

0kpgh2, 5,0 baKbKtE k ��

� t0*p=ppchkpch2, atKcE k ��

�

Eph2,k = Epgh2,k + Epch2,k pro Träger

8.6.3.1 Im Boden frei aufgelagerte TrägerbohlwändeEah,k charakteristischer Wert des aktiven Erddrucks oberhalb der Baugrubensohle in kN/m� Eah,d vernachlässigter Bemessungswert des aktiven Erddrucks unterhalb der Baugrubensohle auf

eine gedachte durchgehende Wand in kN/m mit � Eah,d = � Eah,G,k ��.G + � Eah,Q,k �� QUh,k Auflagerreaktionskraft infolge Eah,k (bei weichen bindigen Böden liegt Uh,k bei t/3)

� Ms = 0: �tlhzEU �� 6,0/ skah,kh, für eine einfach gestützte WandUh,d Bemessungswert der Auflagerkraft Uh,d = UG,k�� G + UQ,k�� Q

0pchk0pphpgh2

0kkph3, 5,0 tKctKpKt�E ��

mit Kpgh ( p = �) nach Caquot/Kerisel oder Pregl

a) Gleichgewicht der Horizontalkräfte unterhalb der BaugrubensohleDie Aufnahme des belastenden Erddrucks oberhalb der Baugrubensohle und desvernachlässigten aktiven Erddrucks auf die Träger unterhalb der Baugrubensohle durch dasgedachte Erdauflager ist durch das Gleichgewicht der Horizontalkräfte nachzuweisen.

Nachweis: �Uh,d� + � Eah,d � Eph3,d

mit Eph3,d = Eph3,k /� Ep

b) Nachweis gegen Versagen des Erdauflagers:

Uh,d � Eph1/2,d mit Eph1/2,d = � � Eph1/2,k /� Ep

Wahl des Anpassungsfaktors � zur Begrenzung der Verformungen nach EAB/ EB 14:1) � = 0,80 bei mindestens steifen bindigen bzw. mitteldicht gelagerten nichtbindigen Böden2) � < 0,80, falls 1) nicht zutreffend, z.B. bei weichen bindigen Böden.Falls der Nachweis erfolgt, dass die Bewegungen des Fußauflagers unschädlich sind, kann � = 1gesetzt werden.

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012.


8.6.3.2 Im Boden eingespannte TrägerbohlwändeEah,k charakteristischer Wert des aktiven Erddrucks Eah,k oberhalb der Baugrubensohle�Eah,d vernachlässigter aktiver Erddruck unterhalb der Baugrubensohle auf gedachte durchgehende

Wand bis zur Tiefe t0Uh,k untere Auflagerreaktionskraft infolge Eah,k

Uh,d Bemessungswert der Auflagerkraft Uh,d = UG,k � � G + UQ,k � � Q

a) Gleichgewicht der Horizontalkräfte unterhalb Baugrubensohle

rgh02

dh, 5,0 KtU �� mit t t0 5 6� � / und Krgh mit � Ep = 1 nach Unterpunkt b)

0pchk0pphpgh2

0kph3, 5,0 tKctKpKtE k �� mit Kpgh ( p = �) nach Caquot/Kerisel bzw. Pregl

Nachweis: �Uh,d� + �Eah,d � Eph3,d mit Eph3,d = Eph3,k /� Ep

b) Die Ermittlung der erforderlichen Einbindetiefe kann mit dem Berechnungsalgorithmusentsprechend Abschn. 6.2.2 erfolgen.

maßgebend)istWert(kleinerer22

Ep

22

0t

k,2phrgh

Ep

12

0t

k,1phrgh �

fta�

E�Koder

�f

ta�E�

K ��

��

��

��

— l = h � ls und u = 0— Zur Begrenzung der Verformungen kann ein

Anpassungsfaktor � < 1 gewählt werden.— Korrekturbeiwerte f1 und f2 nach Weißenbach

Korrekturbeiwerte f1 f2

Kohäsionslose Böden 0,85 0,95Feuchter Sand und Kies 0,90 1,00Leicht bindiger Boden 0,95 1,05Stark bindiger Boden 1,00 1,10

Zum Nachweis gegen Versagen des Erdwiderlagers siehe Weißenbach [11.8].

8.7 Verankerungen und Absteifungen

8.7.1 VerankerungenBaugrubenwände und Bauwerke (z.B. Gewichtsmauern) werden zur Begrenzung derVerformungen oft rückwärtig verankert. Verankerungen dienen u.a. auch zur Auftriebs-sicherung und zur Aufnahme von Einzelkräften z.B. bei Abspannungen. Eine Verankerung mitAnkerplatten (z.B. Einsatz bei Uferwänden) erfolgt nur noch selten, da ein großer freierArbeitsraum zur Einbringung der Verankerung hinter der Wand notwendig ist. Üblicherweiseerfolgt bei Baugrubenwänden eine rückwärtige Verankerung mit Verpressankern, mitunter auchmit Verpressmantelpfählen. Es dürfen nur die Verpressanker zum Einsatz kommen, diebauaufsichtlich zugelassen sind. Für die sachgemäße Herstellung dieser Anker giltDIN EN 1537.Hinsichtlich der Einsatzdauer unterscheidet man bei Verpressankern Kurzzeitanker (Einsatzdauerkleiner als 2 Jahre) und Daueranker (länger als 2 Jahre im Einsatz). Verpressanker werden i.d.R. mitVorspannung eingebaut (Auswirkungen auf den Erddruckansatz siehe Abschn. 3.3).

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��EahUht 0t

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2.

Geotechnik

Verankerungsarten:

Ankerplatten Verpressanker Verpressmantelpfahl

8.7.1.1 Konstruktive Regeln für den Einsatz von Verpressankern– Die freie Ankerlänge (nicht verpresster Teil) sollte mindestens 5 m betragen.– Der Verpresskörper sollte möglichst nur innerhalb einer bindigen oder nichtbindigen

Bodenschicht bzw. vollständig im Fels liegen.– Der Verpresskörper sollte mindestens 4 m unter Geländeoberfläche liegen.– Der Abstand der Verpresskörper untereinander sollte bei 15 m bis 20 m langen Ankern

mindestens 1,5 m sein. Der Mindestabstand zu Bauwerken beträgt 3 m.

8.7.1.2 Ermittlung des Herausziehwiderstands (GZ 1B)Der charakteristische Herausziehwiderstand Ra,k eines Ankers ergibt sich aus dem Widerstand desVerpresskörpers bei der Übertragung der Zugkraft in den Boden. Dieser Widerstand ist aufGrundlage von mindestens 3 Eignungsprüfungen an Ankern zu ermitteln, die unter gleichartigenAusführungsbedingungen wie die Bauwerksanker hergestellt wurden. Das Prüfverfahren ist inDIN EN 1537 beschrieben.Die Tragfähigkeit der Verpressanker ist unter anderen vom konstruktiven Ankeraufbau, derVerpresslänge und dem anstehenden Boden abhängig. Zur Vorbemessung kann die Tragfähigkeitnach Ostermeyer [11.7] abgeschätzt werden.

8.7.1.3 Nachweise bei Verpressankern und Ankerplattena) Nachweis der Tragfähigkeit (GZ 1B) siehe Abschn. 8.7.1.5b) Nachweis der Gebrauchstauglichkeit durch Abnahmeprüfung nach DIN EN 1537c) Nachweis einer ausreichenden Ankerlänge (GZ 1B) bei verankerten Stützbauwerken nach

Abschn. 8.7.1.4 (Nachweis in der tiefen Gleitfuge)d) Nachweis gegen Aufbruch des Verankerungsbodens bei Ankerplatten.

8.7.1.4 Nachweis einer ausreichenden Ankerlänge bei verankerten Stützwänden (GZ 1B)Bei einfach verankerten Wänden kann in Anlehnung an das Verfahren von Kranz folgendermaßenvorgegangen werden:

P P

P

E aW,k

�G��k)

Ck

Amögl,k

Qk

EaA,k

Gk

Pk�

�aW,k

�aA,kpk

Gk

Ck

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Gk

Ck

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F4F3

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Sicherheit gegen Versagen: Avorh,G,k � �G + Avorh,Q,k � �Q � Amögl,k / �Ep

� Sicherheitsfaktoren siehe Abschn. 1.2.F1 Punkt kann bei frei aufgelagerten oder teilweise eingespannten Wänden am Wandfuß und

bei eingespannten Wänden (siehe auch Abschn. 6.2.3) am unteren Querkraftnullpunkt (beiSpundwänden und Trägerbohlwänden in Wandmitte, bei Ortbetonwänden an derWandrückseite) angenommen werden. Bei großen Verschiebungen eingespannter steiferWände (z.B. Schlitzwände) im Einbindebereich kann der Fußpunkt F1 auch tiefer liegen 1).

F2 Bei durchgehenden Ankerwänden liegt der Punkt F2 an der Unterkante der Ankerwand(siehe auch Bilder am Beginn des Abschnitts), bei Verpressankern in der Mitte derKrafteintragungslänge.

l0 Krafteintragungslänge bei Verpressankern bzw. Mindestverankerungslänge bei Ramm-pfählen. 2)

Charakteristische Werte:Avorh,k vorhandene Ankerkraft, getrennt nach ständigen und veränderlichen EinwirkungenAmögl,k mögliche Ankerkraft (siehe Krafteck)Gk Gewichtskraft des Bruchkörpers pro lfd. M.Qk unbekannte Reibungskraft in der tiefen Gleitfuge zwischen den Punkten F1 und F2Ck Kohäsionskraft Ck = ck � l in der tiefen GleitfugeEaW,k aktiver Erddruck im Bruchzustand auf die Wand bis zum angenommenen Punkt F1 unter

stetiger Berücksichtigung von veränderlichen EinwirkungenEaA,k aktiver Erddruck auf die Ersatzankerwand unter Berücksichtigung einer eventuellen AuflastPk Auflast auf Bruchkörper (Veränderliche Einwirkungen pQk zwischen den Punkten F3 und F4

sind nur zu berücksichtigen, wenn �G>k gilt.)A,k Neigungswinkel der Erddruckkraft auf die Ersatzankerwand (Verpressanker mt A,k=�)

Die Ermittlung der möglichen Ankerkraft Amögl,k kann rechnerisch durch Bildung desGleichgewichts der Horizontal- und Vertikalkräfte oder als zeichnerische Lösung erfolgen.

8.7.1.5 Nachweis der Tragfähigkeit für das Ankerzugglied (GZ 1B)a) Einwirkungen

Die charakteristische Gebrauchskraft Ek für den Anker ergibt sich aus den charakteristischenSchnittgrößen der Einwirkungen. Der Bemessungswert ergibt sich zu Ed = Ek � � .

b) Widerstände– Der Bemessungswert des Herausziehwiderstands ergibt sich zu Ra,d = Ra,k /�A mit Ra,k nach

Abschn. 8.7.1.2.– Der Bemessungswert des Widerstands des Stahlzugglieds Ri,d ergibt sich zu

Ri,d = (As � ft,0.1,k) /�M.As Querschnittsfläche des Stahlzuggliedsft,0.1,k charakteristischer Wert der Spannung des Stahlzugglieds bei 0,1 % bleibender

DehnungDer maßgebende Widerstand Rd entspricht dem kleineren Wert von Ra,d und Ri,d.

c) NachweisEd � Rd

8.7.2 AbsteifungenSteifen sind gegen Herabfallen zu sichern, z.B. durch horizontal angeordnete Gurte.Rundholzsteifen müssen mindestens einen Durchmesser von 10 cm besitzen und der Güteklasse IIentsprechen. Die Steifen sind u.a. auf Ausknicken zu untersuchen.

1) Bautechnik 72 (1995), S. 780.2) EAU, E 66.

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2.

Geotechnik

8.8 Wasserhaltung Die Wasserhaltung umfasst alle Maßnahmen zur Beherrschung des zuströmenden Wassers während des Betriebs der Baugrube. Es wird in offene und geschlossene Wasserhaltung unterschieden. Die Auswahl der Verfahren ist u.a. abhängig von den geohydrologischen Verhältnissen und der Geo-metrie der Baugrube.

0.002 0.006 0.020 0.060 0.200 0.630 2.000 6.300 20.000 63.000 Korndurchmesser d in mm

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Mas

sena

ntei

l a K

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in %

der

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amtm

enge

Schluffkorn U Sandkorn S Kieskorn GTon

Fein- Mittel- Grob- Fein- Mittel- Grob- Fein- Mittel- Grob- Stei

neX

Elektro-osmo-tischeEntw.

offene Wasserhaltung

Entwässerung mittels Druckluft

Entw. durch Vakuum

offeneWasser-haltung

Entwässerung durchGravitation

Abb. 11.100a Einsatzgrenzen der Wasserhaltungsverfahren in Abhängigkeit der Bodenart

8.8.1 Offene Wasserhaltung Die offene Wasserhaltung wird in standfes-ten Bodenarten (z.B. in Fels mit wasserfüh-renden Spalten und Rissen und in bindigem Boden mit einer Durchlässigkeit von k=10-9 bis 10-7 m/s) angewendet. In sandigen und kiesigen Böden kann die Anwendung nur für geringe Baugrubentiefen (3-4 m) und unter Einhaltung einer zweifachen Sicher-heit gegenüber dem kritischen Gefälle ikrit erfolgen. Mit dem kritischen Gefälle

kikrit 15/1�hi ��

.2/ �iikrit

und dem vorhandenen Gra-dienten (�h – Druckhöhe, �l – Strömungsweg) gilt die Bedingung

l�/ Abb. 11.100b Absenkung bei offener Wasserhaltung

ruhender Grundwasserspiegel

L1

Grundwassernichtleiter

t

T

H

abgesenkterGrundwasserspiegel

anfallende Wassermenge: q0 � 0,4 q (große Absenktiefe, tiefliegende undurchlässige Schicht) (Näherungen) q0 � 0,2 q (geringe Absenktiefe, hochliegende undurchlässige Schicht) mit q0 anfallende Wassermenge bei Grundwasserabsenkung und q anfallende Wassermenge bei Vertikalbrunnen.

anfallende Wassermenge nach Davidenkoff: ��

��

!"

#$% ��

!"

#$% �� n

Ht

RL

mHtHkq 11 12

0

L1, L2 Länge, Breite der Baugrube t Tiefe der für den Zufluss von unten wirksamen Zone (t = H wenn t � H; t = T wenn t < H) R Reichweite des Brunnens nach Siechardt: ksR �� 3000 in m, k in m/s s Absenkung in m k Durchlässigkeitsbeiwert in m/s

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0.00.51.01.52.02.53.0Beiwert m

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Verh

ältn

is L2/R

1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0Beiwert n

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

t/R=0t/R=0,2t/R=0,40,60,81,0

Abb. 11.101a Berechnungs-beiwerte

8.8.2 Geschlossene Wasserhaltung Flachbrunnen werden an eine gemeinsame Saugleitung angeschlossen. Die Wasserförderung er-folgt durch Kreiselpumpen. Die praktische erreichbare Absenktiefe beträgt 3,5 bis 4,0 m ab Pum-penachse. Bei größeren Absenktiefen ist die Anordnung von mehrstaffeligen Anlagen erforderlich. Für die Gravitationsentwässerung werden im Allgemeinen Filterbrunnen mit einem Filterdurchmes-ser von d=150 mm verwendet, sodass der Bohrlochdurchmesser zwischen 300 - 400 mm beträgt. Die Einlaufhöhe am Filter muss mindestens 2 bis 3 m betragen. Der Mindestabstand benachbarter Brunnen liegt bei 3 – 4 m. Für die Vakuumentwässerung werden Nadelbrunnen verwendet. Diese haben einen Durchmesser von 50 mm, eine Einlaufhöhe von mindestens 0,5 m und einen Abstand von 1,25 m.

Aus Tiefbrunnen wird das Wasser mit eingehängten Tauschpumpen gefördert. Die Absenktiefe wird durch die Druckleistung der Pumpe begrenzt. Für Tiefbrunnen sind folgende Maße üblich: Filterdurchmesser 350 mm, Bohrlochdurchmesser 500 bis 800 mm, Einlaufhöhe 5 bis 8 m, Min-destabstand 5 bis 6 m.

Berechnung von Schwerkraftanlagen (Gravitationsbrunnen) Anwendung: bei nichtbindigen Böden, die im Bereich zwischen Mittelsand und Mittelkies liegen und deren Durchlässigkeit k=10-5 bis 10-2 m/s beträgt. Berechnungsgang: 1. Voraussetzung: Kenntnis des Durchlässig-

keitsbeiwerts k Bei Grundwasserleitern mit Schichten un-terschiedlicher Durchlässigkeit gilt: mittlere horizontale Durchlässigkeit:

�nn dkdkdkd

k �� .....12211

mittlere vertikale Durchlässigkeit:

�nn dkdkdkdk

/.....// 2211 ��

y Hs

hw

rw x R x

dh

dr

wasserundurchlässige Schicht

y

s

2r

Filte

r

Abb. 11.101b Vollkommener Brunnen

wobei d die Summe der Schichtdicken be-zeichnet . ndddd �� .....21

2. Festlegen der Absenktiefe s: Höhendiffe-renz zwischen dem ruhenden Grundwasser-spiegel und dem tiefsten Teil der Baugrube, zuzüglich einem „Sicherheitsabstand“ von 0,5 – 1,0 m.

3. Eintauchtiefe der Brunnen in das Grundwasser: H = hw+s. 4. Reichweite der Brunnenanlage: ksR �� 3000

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2.

Geotechnik

5. Berechnung des Ersatzradius rE der Brunnenanlage. Es wird die Annahme getroffen, dass die Absenkung durch einen Brunnen mit dem Radius rE erfolgt.

&Br

EA

r �

ABr bezeichnet die durch die Brunnen umschlossene Fläche. Für langgestreckte Baugruben (Länge/Breite >3; a/b>3) gilt .37,02,0 barE �� Bei Gräben und Brunnenreihen ist für den Ersatzradius 3/arE � anzusetzen.

6. Abschätzung des Wasserandrangs zur Brunnenanlage: � )1(

ln ln

22'&

��

��

EE rR

hHkQ

mit '=0,0 für vollkommene Brunnen '=0,1…0.3 für unvollkommene Brun-

nen 7. Zustrom zum unvollkommenen Brunnen nach

Szechy: � �( )

E

VHuv rR

thHkhHkq

ln ln 0

20

2

��

�&

8. Ergiebigkeit der Einzelbrunnen

�15

kssHdq EbEbEb �� &

sEb – geschätzter lokaler Absenktrichter dEb – Durchmesser des Einzelbrunnens

(i.d.R. Bohrdurchmesser, bei Brunnen ohne Kiesschüttung: Rohrdurchmesser)

y Hs

hw

rw x R x

wasserundurchlässige Schicht

y

s

2r

Filte

r

t

Abb. 11.102a Unvollkommener Brunnen 9. Anzahl der erforderlichen Brunnen EbEerf qQn /�

10. Beharrungszustand des Zuflusses zur Mehrbrunnenanlage mit n gleichen Brunnen, denen je-weils die gleich Wassermenge entnommen wird: Formel nach Forchheimer für Mehrbrunnen-anlagen:

� �nxxx

nR

yHkQ��

��

....ln 1ln 21

22&

nxxx ,...., , 21 - Abstände der einzelnen Brunnen vom ungünstigsten anzunehmenden Punkt der

Baugrube (bei kreisförmigen Baugruben der Mittelpunkt, bei rechteckigen Bau-gruben i. Allg. ein Eckpunkt)

Q – die von der gesamten Anlage geförderte Was-sermenge

x1 x2

x3x4

Abb. 11.102b Abstände der Einzelbrunnen

n – Anzahl der Brunnen 11. Nachweis des lokalen Absenktrichters

geschätzt,2 ln

2ln 5,1

EbEEb srbkqhhs �

!"

#$% �

��

&

q – Zufluss zu einem Einzelbrunnen nQq /� b – Abstand der Brunnen untereinander

Er – Radius des Filterbrunnens 2/EE dr � Vakuumentwässerung Anwendung: – Feinsande und Grobschluffe mit k=10-4 bis 10-7 m/s Anordnung: – Abstand der Brunnen 1 bis 1,25 m

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Filteroberkante muss mindestens 1 m unter Aushubsohle liegen � � �

Abstand der Filter zur Baugrubenwand mindestens 60 cm aller 50 m Vakuumanlage ist eine leistungsstarke Pumpe anzuordnen

Wasserandrang: Wppm �/)( 0 ��

� �

�s

msrR

hHKqV

��

��

/ln

20

2& – atmosphärischer Luftdruck 0p

p – Vakuumdruck W� – Wichte von Wasser s – größte Absenktiefe in der Baugrube Elektroosmotische Verfahren Anwendung: – schluffige, tonige und zum Teil organische Böden mit k<10-8 m/s und zwi-

schen 0,002 und 0,015 mm 10d

Anordnung: – kreisförmig, Elektrodenabstände zwischen 1 und 10 m – Spannung zwischen 15 und 150 V

durch ein Elektrodenpaar freigesetzte elektroosmotische Wassermenge:

)/(ln 1

rslUkq ee �� & in cm/s U – Spannung in V

l – Elektrodenlänge im Grundwasser in cm s – Elektrodenabstand in cm r – Elektrodenradius in cm (kleinsten Wert einsetzen) ke – elektroosmotische Durchlässigkeitszahl, ist für fast

alle Böden 5�10-5 cm2/(Vs)

ruhender Grundwasserspiegel

z

H

h

Versickerungs-wasserspiegel

Abb. 11.103a Versickerungsbrunnen

8.8.3 Versickerung Die aufnehmbare Wassermenge Q eines Versicke-rungsbrunnens ist:

�RrrR

zzHkQln ln

2 2

��

�&

Das Fassungsvermögen des einzelnen Brunnens ergibt sich zu:

152 Si

Sk

hrq �*�� & mit 4kkSi �

Zur Gewährleistung des Abfließens der berechneten Wassermenge ist eine Mindeststauhöhe h´ er-forderlich. Diese ergibt sich zu:

SiEb k

rbq

hzhh�

��*

&

ln2

ha

thp

hw

Abb. 11.103b Umströmte Bau-

grubenwand

8.8.4 Beeinflussung des Erddrucks durch strömen-des Wasser

Die Strömung des Grundwassers durch den Porenraum bewirkt Strömungskräfte, die auf das Korngerüst des Bodens wirken. Diese sind neben dem hydrostatisch wirkenden Wasserdruck bei erdstatischen Berechnungen zu berücksichtigen. Bei Stützwän-den im Grundwasser, z.B. Baugrubenumschließungen, wirken sich die Strömungskräfte unmittelbar auf die Erddrücke aus. Der belastende Erddruck wird durch die nach unten gerichtete Strö-mung erhöht und der stützende Erddruck durch die nach oben gerichteten Strömungskräfte verringert. Dies lässt sich nähe-rungsweise durch Erhöhung bzw. Abminderung der Wichte be-rücksichtigen.

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2.

Geotechnik

Berechnung der Wichte des Bodens unter Berücksichtigung der Strömung: 1. Berechnung des hydraulischen Gradienten

paa

Wa hhh

hi

��

��

7,0 aktive Seite

pap

Wp hhh

hi

��

��

7,0 passive Seite

2. Korrektur der Wichte infolge der Strömungskräfte

Waa i �� *� korrigierte Wichte des Bodens, aktive Seite Wpp i �� *� korrigierte Wichte des Bodens, passive Seite

WaWa i �� )1( korrigierte Wichte des Wassers, aktive Seite WpWp i �� )1( korrigierte Wichte des Wassers, passive Seite

�� * ,W Wichte von Wasser, Wichte des Bodens unter Auftrieb 3. Berechnung des Erddrucks nach der Erddrucktheorie mit �a und �p 4. Berechnung des Wasserdrucks auf die Stützwand mit �Wa und �Wp

8.8.5 Hydraulischer Grundbruch Hydraulischer Grundbruch tritt ein, wenn der nach oben gerichtete Strömungsdruck größer wird, als das Eigengewicht des durchströmten Bodens vor dem Stützwandfuß. Dieser Zustand lässt sich rechnerisch durch das Überschreiten eines kritischen hydraulischen Gradienten i beschreiben. Der Vorgang ist verbunden mit dem Aufschwimmen bzw. Aufbrechen des Bodens und damit zum Verlust der stützenden Wirkung des Erddrucks in diesem Bereich. Insbesondere schmale Baugruben und Baugrubenecken sind gegenüber hydraulischem Grundbruch gefährdet. Berechnung der Sicherheit gegenüber hydraulischem Grundbruch 1. Berechnung des hydraulischen Gradienten

)(

7,0

b

W

tttth

i��

��

hw

t

tb

Abb. 11.104 Umströmte Baugru-

benwand

2. Nachweis

inf,''

GkHk GS ��

inf,'

, GkHkWi �� mit 'kS charakteristischer Wert der Strömungskraft H� Teilsicherheitsbeiwert für die Strömungskraft im

GZ 1A 'kG charakteristischer Wert der Gewichtskraft unter

Auftrieb inf,G� Teilsicherheitsbeiwert für günstige, ständige wir-

kende Einwirkungen im GZ 1A 'k� Wichte von Wasser, Wichte des Bodens unter

Auftrieb Bei schmalen Baugruben ( ) und Baugrubenecken wird empfohlen, den Teilsicherheits-beiwert

2/ �BtBH� mit dem Faktor 1,3 zu erhöhen.

Wenn bei breiten Baugruben entlang den Baugrubenwänden gleiche Sicherheit erreicht werden soll, müssen die Eckbereiche tiefer in den Untergrund einbinden als die Mittelbereiche.

@-11.105

Literatur

[11.1] DIN-Fachbericht 130: Wechselwirkung Baugrund/Bauwerk bei Flachgründungen,2003[11.2] EAU: Empfehlungen des Arbeitsausschusses Ufereinfassungen, 10. Auflage, 2004, Verlag

Ernst & Sohn, Berlin[11.3] EVB: Empfehlungen Verformungen des Baugrunds, 1993, Verlag Ernst & Sohn, Berlin[11.4] Hoffmann: Bautechnik 2/1958 S. 59–63[11.5] Weißenbach, A.: Baugruben, Verlag Ernst & Sohn, Berlin

Teil I: Konstruktion und Bauausführung, 1975Teil II: Berechnungsgrundlagen, 1985Teil III: Berechnungsverfahren, 1977

[11.6] EAB: Empfehlungen des Arbeitskreises Baugruben, 4. Aufl. 2006, Verlag Ernst & Sohn,Berlin

[11.7] Grundbautaschenbuch, Hrsg. Smoltczyk, U.: Teil 2, 5. Auflage 1996[11.8] Grundbautaschenbuch, Hrsg. Smoltczyk, U.: Verlag Ernst & Sohn, Berlin

Teil 1, 6. Auflage 2001Teil 2, 6. Auflage 2001Teil 3, 6. Auflage 2001

[11.9] Herth, W./Arndt, E.: Theorie und Praxis der Grundwasserabsenkung, 3. Auflage 1994, Ver-lag Ernst & Sohn, Berlin

[11.10] Schmidt, H.G./Seitz, J.: Grundbau; in: Betonkalender II/1998, Verlag Ernst & Sohn, Berlin[11.11] Bartl, U.: Zur Mobilisierung des passiven Erddrucks in kohäsionslosem Boden. Mitteilun-

gen des Instituts für Geotechnik der TU Dresden, 2004[11.12] Franke, D.: Erddruck auf Querflügelmauern, Bauplanung – Bautechnik, Berlin, 1981 H. 2,

S. 85–88[11.13] Piakowski, A./Kowalewski, Z.: Application of Thixotropic Clay Suspensions for Stability of

Vertical Sides of Deep Trenches without Strutting. Proc. of the Sixth International Confe-rence on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Montreal, 1965, Vol. II, S. 526 bis529; Vol. III, S. 563–564

[11.14] Pregl, O.: Bemessung von Stützbauwerken; in: Handbuch der Geotechnik, Band 16; heraus-gegeben vom Institut für Geotechnik, Universität für Bodenkultur, Wien, 1990

[11.15] Sokolovski, V.V.: Statics of Granular Media. Pergamon Press, Oxford, 1965[11.16] Franke, D., 1982: Beiträge zur praktischen Erdruckberechnung. Habilitationsschrift, TU

Dresden 1982[11.17] Weißenbach, A./ Hettler, A.: Berechnung von Baugrubenwänden nach der neuen DIN 1054,

Bautechnik 12/2003 S. 857-874[11.18] EA-Pfähle: Empfehlungen des Arbeitskreises „Pfähle”, 1. Auflage, 2007, Verlag Ernst &

Sohn, Berlin[11.19] Winkler, A.: Ermittlung der Einbindetiefe von Stützwänden mit dem Verfahren nach Blum

unter Nutzung des Teilsicherheitskonzeptes, bautechnik 09/2007 S. 612-622[11.20] ZTV-ING, Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Ingenieurbau-

ten, Teil 2 Grundbau, Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt.), Verkehrsblatt-Verlag Borg-mann GmbH & Co KG, Dortmund

[11.21] ZTV-W, Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen – Wasserbau[11.22] DIN-Fachbericht 129: Anwendungsdokument zu DIN EN 1536:1999-06, Ausführung von

besonderen geotechnischen Arbeiten (Spezialtiefbau) – Bohrpfähle, 02/2005[11.23] Franke, D.: Verdichtungserddruck bei leichter Verdichtung, Bautechnik 03/2008 S. 197-198

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