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Grundbau-Taschenbuch, Teil 3

Gründungen und Geotechnische Bauwerke

Verlag	Ernst & Sohn
Erscheinungsjahr	2018
Seitenanzahl	1244 Seiten
ISBN	9783433607329
Format	PDF
Kopierschutz	DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	160,99 EUR

Das Grundbau-Taschenbuch ist das bekannteste und umfangreichste deutschsprachige Kompendium auf dem Gebiet der Geotechnik und hat seit über 60 Jahren zum Ziel, Entwicklungen, neue Erfahrungen und Erkenntnisse, aktuelle und neue Berechnungs- und Nachweismethoden für die Belange der Baupraxis umfassend zusammenzutragen und transparent zu vermitteln. Für die 8. Auflage wurde es umfassend überarbeitet und aktualisiert.
Der dritte Teil des Grundbau-Taschenbuches behandelt Gründungen und geotechnische Bauwerke. Die einzelnen Beiträge decken Flach- und Tiefgründungen mit ihren Sicherheitsnachweisen, Pfähle, Spundwände, Schlitzwände, Baugruben, Senkkästen sowie Stützbauwerke ab. Ebenso vertieft werden Spezialfragen wie Gründung von Bauwerken in Bergbaugebieten, im offenen Wasser und von Offshore-Windenergieanlagen.

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Inhaltsverzeichnis

Cover	1
Vortitel	3
Titelseite	5
Copyrightseite	6
Vorwort	7
Inhaltsverzeichnis	9
Autoren-Kurzbiografien	21
Verzeichnis der Autoren	29
3.1 Flachgründungen	31
1. Begriffe	31
2. Entwurfsgrundlagen	32
3. Einzelfundamente	34
3.1 Allgemeine Planung	34
3.1.1 Gesichtspunkte für die Wahl einer einfachen Flachgründung	34
3.1.2 Gestaltung	36
3.1.3 Sohldruckverteilung	37
3.1.4 Inanspruchnahme des Erdwiderstands	43
3.1.5 Hinweise zur Ausführung	45
3.2 Geotechnische Nachweise	46
3.2.1 Die drei Nachweisverfahren in der Geotechnik nach DIN EN 1990 in Verbindung mit DIN EN 1997-1	46
3.2.2 Hydraulische Nachweise	47
3.2.3 Gleitsicherheit (DIN EN 1997-1, 6.5.3)	48
3.2.4 Grundbruchsicherheit	50
3.2.5 Geländebruchsicherheit (Gesamtstandsicherheit)	61
3.2.6 Stabilitätskontrolle bei turmartigen Bauten [15, 25]	62
3.2.7 Einspannung im Baugrund	63
3.2.8 Rechenbeispiele für den Grenzzustand der Tragfähigkeit	65
3.2.9 Setzungen	71
3.2.10 Verkantungen	75
3.2.11 Anfangssetzung	77
3.2.12 Zulässige Setzungen und Verkantungen	78
3.2.13 Zeitsetzung	80
3.3 Konstruktive Hinweise	82
3.3.1 Schutz gegen Bodenfrost (DIN EN ISO 13793)	82
3.3.2 Schutz vor Hebungen (DIN EN 1997-1, 6.6.3) und Senkungen	83
3.3.3 Ausbildung von Streifen- und Einzelfundamenten	83
4. Flächengründungen	84
4.1 Allgemeines [62, 73]	84
4.2 Vertikale Interaktion	85
4.2.1 Allgemeines	85
4.2.2 Der Bettungsmodul als kennzeichnende Größe für die Interaktion	85
4.2.3 Bettungsmodulverfahren, Steifemodulverfahren und Finite-Elemente-Modelle des Baugrund-Bauwerk-Systems	87
4.2.4 Zur Größe und Verteilung von Bettungsmoduln	88
4.2.5 Steifemodulverfahren für eine biegedrillweiche Platte	90
4.2.6 Auswirkungen von Plattendicke, Untergrundsteifigkeit und Laststellung auf den Bettungsmodul	91
4.2.7 Auswirkung der Größe des Bettungsmoduls und der Wahl des Berechnungsverfahrens auf die Biegebeanspruchung einer Bodenplatte	95
4.2.8 Verteilung des Bettungsmoduls in der Fläche	97
4.2.9 Auswirkung von Zeitsetzungen auf die Beanspruchung von Bodenplatten	98
4.2.10 Interaktion bei Bodenplatten, die Hohlräume überbrücken und Spannungsbegrenzung am Rand von Bodenplatten	98
4.2.11 Weiteres	100
4.3 Horizontale Interaktion	101
5. Membrangründungen (Tankgründungen)	101
6. Zugfundamente	101
7. Literatur, Programme, Deutsche geotechnische Normen (DIN)	102
7.1 Literatur	102
7.2 Programme	107
7.3 Deutsche geotechnische Normen (Stand 2016)	108
3.2 Pfahlgründungen	109
1. Einleitung	109
1.1 Anwendungsbereich	109
1.2 Maßgebliche Normen und Empfehlungen	110
1.3 Voruntersuchungen bei Pfahlgründungen	111
1.4 Begriffe	111
2. Pfahlarten und Ausführungsformen	114
2.1 Einordnung der Pfahlsysteme	114
2.2 Verdrängungspfähle	116
2.2.1 Allgemeines	116
2.2.2 Fertigpfähle aus Stahl	116
2.2.3 Vorgefertigte Pfähle aus Beton	117
2.2.4 Verpresste Verdrängungspfähle	119
2.2.5 Ortbetonrammpfähle	121
2.2.6 Einbringen von Verdrängungspfählen	125
2.3 Bohrpfähle	131
2.3.1 Grundlagen zur Herstellung	131
2.3.2 Herstellungsverfahren bei Bohrpfählen	132
2.3.3 Teilverdrängungsbohrpfähle	136
2.3.4 Hinweise zu Bewehrungs- und Betonierarbeiten	136
2.3.5 Hinweise zu Problemen und Mängeln sowie zur Betonausbreitung	138
2.4 Mikropfähle	144
2.4.1 Herstellungsmerkmale	144
2.4.2 Anwendungsgebiete	145
2.4.3 Mikropfahlsysteme	146
2.5 Maßnahmen zur Erhöhung der Pfahlwiderstände	150
2.5.1 Allgemeines	150
2.5.2 Pfahlfußausrammung und Pfahlfußerweiterungen	151
2.5.3 Pfahlfuß- und Pfahlmantelverpressung	151
2.5.4 Gebirgs- und Untergrundinjektionen	153
2.6 Qualitätssicherung und Qualitätskontrolle	153
3. Axiales Pfahltragverhalten	154
3.1 Allgemeines	154
3.2 Hinweise zum Bruchwert des Spitzendrucks	156
3.2.1 Tiefenabhängigkeit	156
3.2.2 Durchmesserabhängigkeit	157
3.3 Allgemeine Verfahrensübersicht zur Ermittlung von Pfahlwiderständen aus der Literatur	158
3.4 Verfahren mit effektiven Spannungen	159
3.4.1 Pfahlspitzendruck	159
3.4.2 Pfahlmantelreibung	161
3.5 Verfahren mit totalen Spannungen aus Labor- und Feldversuchen	162
3.5.1 Allgemeines	162
3.5.2 Pfahlspitzendruck	162
3.5.3 Pfahlmantelreibung	163
3.6 Empirische Verfahren auf der Grundlage von Sondierergebnissen ohne Berücksichtigung von Spannungszuständen	165
3.6.1 Allgemeines	165
3.6.2 Kalibrierung an Drucksondierungen (CPT) in nichtbindigen Böden	165
3.6.3 Kalibrierung an Standard Penetration Tests	169
3.6.4 Kalibrierung an Pressiometerversuch (PMT)	169
3.6.5 Verfahren nach Schenck	170
3.6.6 Empirische Ableitung von Pfahlwiderständen und Einbindung als Erfahrungswerte in die EA-Pfähle	170
3.7 Empirische und halbempirische Verfahren auf der Grundlage von Drucksondierergebnissen mit Berücksichtigung von Spannungszuständen	177
3.7.1 Allgemeines	177
3.7.2 API-2GEO-Verfahren	177
3.7.3 ICP-05-Verfahren	178
3.7.4 UWA-05-Verfahren	182
3.7.5 FUGRO-05-Verfahren	183
3.7.6 NGI-05-Verfahren	185
3.7.7 Verfahrensvergleich und Bewertungen	186
3.8 Ermittlung der Tragfähigkeit von offenen Stahlrohrpfählen unter Berücksichtigung der Pfropfenbildung	188
3.8.1 Allgemeines	188
3.8.2 Einflussfaktoren auf eine Pfropfenbildung	188
3.8.3 Berechnung der Pfahltragfähigkeit unter Berücksichtigung der Pfropfenbildung	190
3.9 Berechnung axialer Pfahlwiderstände mit numerischen Verfahren	192
3.10 Veränderung der Pfahltragfähigkeit mit der Zeit	192
3.11 Einfluss der Einbringeart auf die Tragfähigkeit von Verdrängungspfählen	199
3.12 Pfahlwiderstände bei Mantel- und Fußverpressungen	201
3.13 Pfahlwiderstände bei Fels und felsähnlichen Böden	204
3.14 Ermittlung von axialen Pfahlwiderständen aus Probebelastungen	205
4. Pfahltragverhalten quer zur Pfahlachse und infolge Momenteinwirkungen	205
4.1 Allgemeines	205
4.2 Pfahlprobebelastungen quer zur Pfahlachse	209
4.3 Querwiderstände bei kurzen starren Pfählen	210
4.4 Bettungswiderstände bei biegeweichen Pfählen	211
4.5 Vorgehensweise nach dem p-y-Verfahren	214
5. Hinweise und Erläuterungen zu den Nachweisen der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit bei Einzelpfählen	219
5.1 Allgemeines	219
5.2 Einwirkungen, Bemessungssituationen und Grenzzustandsgleichungen	220
5.3 Bemessungswiderstände axial belasteter Pfähle	221
5.4 Bestimmung charakteristischer axialer Pfahlwiderstände aus Ergebnissen statischer Probebelastungen	222
5.4.1 Grenzwerte der Druckpfahlwiderstände	222
5.4.2 Streuungsfaktoren	222
5.4.3 Statische Pfahlprobebelastungen	224
5.4.4 Grenzwerte der Zugpfahlwiderstände	227
5.5 Bestimmung charakteristischer axialer Pfahlwiderstände aus Ergebnissen dynamischer Probebelastungen	228
5.5.1 Dynamische Pfahlprobebelastungen	228
5.5.2 Grenzwerte der Druckpfahlwiderstände	230
5.5.3 Streuungsfaktoren	230
5.6 Bestimmung charakteristischer axialer Pfahlwiderstände aus Ergebnissen von Baugrunduntersuchungen	232
5.6.1 Allgemeine Vorgaben bei Druckpfählen	232
5.6.2 Axiale Pfahlwiderstände aus Erfahrungswerten nach EA-Pfähle	234
5.6.3 Bestimmung von axialen Pfahlwiderständen nach EC 7-2	234
5.6.4 Berechnung axialer Pfahlwiderstände nach den CPT-basierten Verfahren	234
5.6.5 Allgemeine Vorgaben bei Zugpfählen	237
5.7 Weitere Hinweise zu Nachweisen der Tragfähigkeit von Pfählen	238
5.7.1 Knicksicherheit	238
5.7.2 Negative Mantelreibung	239
5.7.3 Zwangsbeanspruchungen	239
5.7.4 Quer zur Pfahlachse belastete Pfähle	239
5.8 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit	241
6. Einwirkungen auf Pfähle aus dem Baugrund	242
6.1 Negative Mantelreibung	242
6.1.1 Ursachen und Wirkungsweise	242
6.1.2 Ermittlung des charakteristischen Werts der negativen Mantelreibung ?n,k	245
6.1.3 Ergebnisse von Großversuchen und Bauwerksmessungen	247
6.1.4 Berücksichtigung der negativen Mantelreibung bei Tragfähigkeits- und Gebrauchstauglichkeitsnachweisen	248
6.2 Seitendruck	251
6.2.1 Ursachen und Anforderungen	251
6.2.2 Berechnungsansätze	253
6.3 Zusatzbeanspruchung von Schrägpfählen aus Baugrundverformung	261
6.4 Gründungspfähle in Böschungen und an Geländesprüngen	262
7. Simulation des Trag- und Verformungsverhaltens von Pfählen mit numerischen Verfahren	262
7.1 Allgemeines	262
7.2 Geometrische Modellierung	264
7.3 Stoffliche Modellierung	266
7.4 Simulation von Herstellungsvorgängen bzw. -einflüssen	268
7.5 Zusammenfassende Bewertung	272
8. Pfahlgruppen und Kombinierte Pfahl-Plattengründungen (KPP)	273
8.1 Einleitung	273
8.2 Druckpfahlgruppen	274
8.2.1 Allgemeines	274
8.2.2 Generelles Tragverhalten von Druckpfahlgruppen	275
8.2.3 Setzungsverhalten von Pfahlgruppen	276
8.2.4 Tragfähigkeit von Pfahlgruppen	278
8.2.5 Zusammenfassende Bewertung der Berechnungsansätze aus der Literatur für Pfahlgruppen	280
8.2.6 Näherungsverfahren zu Tragverhalten und Widerständen von Pfahlgruppen	281
8.2.7 Nachweis der Tragfähigkeit von Druckpfahlgruppen	285
8.3 Zugpfahlgruppen	286
8.3.1 Allgemeines	286
8.3.2 Nachweis des angehängten Bodenkörpers im Grenzzustand der Lagesicherheit	287
8.4 Querwiderstände bei Pfahlgruppen	288
8.5 Kombinierte Pfahl-Plattengründung (KPP)	289
8.5.1 Grundlagen	289
8.5.2 Zielsetzung und Anwendung	292
8.5.3 Wirkungsweise und Tragverhalten	294
8.5.4 Berechnungsverfahren	307
8.5.5 Nachweise der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit	307
8.5.6 Anwendungsgrenzen der Kombinierten Pfahl-Plattengründung	309
8.5.7 Wirtschaftlichkeit der Kombinierten Pfahl-Plattengründung	310
9. Pfahlgründungen unter nicht ruhenden Einwirkungen	312
9.1 Allgemeines	312
9.2 Definition zu Einwirkungen und Widerständen bei zyklisch belasteten Pfählen	313
9.3 Pfahlverhalten bei zyklisch axialen Einwirkungen	316
9.3.1 Zusammenstellung von Versuchsergebnissen aus der Literatur	316
9.3.2 Neuere Modellversuchsergebnisse	321
9.3.3 Einflussfaktoren und Hypothesen für das veränderte Pfahltragverhalten	325
9.3.4 Berechnungsansätze axial belasteter Pfähle	326
9.4 Pfahlverhalten bei zyklisch quer zur Achse wirkenden Einwirkungen	332
9.4.1 Allgemeines	332
9.4.2 Berechnungsansätze querbelasteter Pfähle	332
9.5 Nachweise bei zyklisch belasteten Pfählen	334
9.6 Pfahlverhalten bei dynamischen Einwirkungen	335
9.7 Pfahlverhalten bei stoßartigen Einwirkungen	335
10. Literatur	336
3.3 Spundwände	355
1. Spundwandbauwerke	355
1.1 Allgemeines	355
1.2 Baustoffe für Spundwandbauwerke	356
1.2.1 Stahlspundwände	356
1.2.2 Stahlbeton- und Spannbetonspundwände	357
1.2.3 Holzspundwände	357
1.2.4 Kunststoffspundwände	357
2. Regelwerke zu Spundwandbauwerken	357
2.1 Spundwandkonstruktionen, DIN EN 12063	357
2.2 DIN EN 10248 und DIN EN 10249, Warmgewalzte und kaltgeformte Spundbohlen	358
2.3 DIN EN 1993-5, Pfähle und Spundwände	358
2.4 Empfehlungen des Arbeitsausschusses „Ufereinfassungen“	358
2.5 Empfehlungen des Arbeitskreises „Baugruben“, EAB, 5. Auflage	359
2.6 Sonstige Vorschriften und Handbücher	359
3. Spundwandprofile, Stahlsorten	359
3.1 Spundwandprofile	359
3.2 Stahlsorten	362
3.3 Gütevorschriften für Spundwandstähle	363
4. Grundlagen der Spundwandnachweise	364
4.1 Sicherheitskonzept	364
4.1.1 Teilsicherheitsbeiwerte	365
4.1.2 Kombinationsbeiwerte	368
4.1.3 Einwirkungen und Widerstände	369
4.2 Grenzzustände	370
4.2.1 Nachweise für Grenzzustände der Tragfähigkeit	370
4.2.2 Nachweise für Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit	370
4.3 Geotechnische Kategorien	370
5. Berechnung von Spundwandbauwerken	371
5.1 Allgemeine Hinweise	371
5.2 Nachweis von Spundwänden nach den Empfehlungen der EAU	371
5.2.1 Teilsicherheitsbeiwerte für Beanspruchungen und Widerstände	371
5.2.2 Teilsicherheitsbeiwerte für die Ermittlung des Bemessungswerts für das Biegemoment	372
5.2.3 Teilsicherheitsbeiwert für den Wasserdruck	373
5.2.4 Teilsicherheitsbeiwert für den Bauteilnachweis „Stahlspundwand“	374
5.2.5 Erddruck	374
5.2.6 Erdwiderstand	377
5.2.7 Bettung	377
5.2.8 Ansatz der Erddruckneigungswinkel und Spundwandnachweise in vertikaler Richtung	377
5.3 Sonderfälle der Spundwandberechnung	389
5.3.1 Einfach verankerte Spundwände mit großem Überankeranteil	389
5.3.2 Mehrfach gestützte bzw. verankerte Spundwände	389
5.3.3 Berechnung der Spundwand als elastisch gebettetes Tragsystem (Gebrauchszustand)	390
5.3.4 Berechnung der Spundwand nach dem Traglastverfahren (Grenzzustand)	390
5.3.5 Anwendung der Finite-Elemente-Methode (FEM)	391
5.4 Bauteilnachweis „Stahlspundwand“	391
5.4.1 Tragfähigkeitsklassen/Nachweisverfahren	391
5.4.2 Tragfähigkeitsnachweis/Bauteilwiderstände	392
5.5 Dichtigkeit von Spundwandkonstruktionen	395
5.5.1 Allgemeines	395
5.5.2 Einfache Maßnahmen zur Abdichtung der Schlösser	396
5.5.3 Hochwirksame Abdichtungsverfahren (Künstliche Dichtungen)	396
5.5.4 Beurteilung/Ermittlung der Durchlässigkeit von Spundwandschlössern	398
6. Verankerung von Spundwandbauwerken	401
6.1 Allgemeines	401
6.2 Nachweis der äußeren Tragfähigkeit	401
6.2.1 Standsicherheit in der tiefen Gleitfuge	401
6.2.2 Aufbruch des Verankerungsbodens bei Ankerwänden/-platten	404
6.2.3 Geländebruch	404
6.2.4 Herausziehen der Verankerung	404
6.3 Nachweise der inneren Tragfähigkeit	404
6.3.1 Gurtung	404
6.3.2 Gurtbolzen und Rundstahlanker	405
6.3.3 Anschlüsse von Ankern und Gurten	406
6.4 Ankerwände und -platten sowie Ankeranschlüsse	412
6.4.1 Anschlüsse bei Stahlgurtung	413
6.4.2 Anschlüsse bei Stahlbetongurtung	415
6.5 Anschlüsse von Ankerpfählen	417
6.6 Holmausbildungen	422
6.6.1 Stahlholme	422
6.6.2 Stahlbetonholme	422
7. Empfehlungen zu Konstruktion und Bauausführung	424
7.1 Rammtiefe	424
7.2 Spundwandneigung	425
7.3 Profil und Baustoff	425
7.4 Stahlsorte	425
7.5 Hinweise zu Wellenspundwänden	426
7.6 Hinweis zu kombinierten Spundwänden	427
7.7 Gepanzerte Spundwände	428
7.8 Einbringen von Spundbohlen und Toleranzen	428
7.9 Lotrechte Belastbarkeit von Spundwänden	429
8. Korrosion und Korrosionsschutz	429
8.1 Allgemeines	429
8.2 Korrosionserwartung bei Stahlspundwänden	430
8.3 Korrosionsschutz von Stahlspundwänden	430
8.3.1 Aktiver Korrosionsschutz	430
8.3.2 Passiver Korrosionsschutz	432
9. Ausführungsbeispiele von Uferwänden in Stahlspundwandbauweise	433
9.1 Allgemeines	433
9.2 Containerkaje Bremerhaven	434
9.3 Containerterminal Altenwerder, Hamburg	436
9.4 Seehafen Rostock, Pier II	436
9.5 Hafenbecken C, Duisburg-Ruhrort	439
9.6 Containerterminal Burchardkai, Hamburg	439
9.7 Holz- und Fabrikenhafen, Bremen	442
9.8 Seehafen Wismar, Liegeplätze 13 bis 15	442
9.9 Schleusenkammer, Brunsbüttel	444
9.10 Offshore-Terminal, Rotterdam	445
10. Literatur, Technische Sammelveröffentlichungen	448
3.4 Gründung von Offshore-Bauwerken	451
1. Grundlagen und Randbedingungen	451
1.1 Ausgangssituation	451
1.2 Spezifische Planungsunterlagen	455
1.2.1 Seekarten und sonstige Verzeichnisse	455
1.2.2 Definitionen	457
2. Einheiten und Geräte	459
2.1 Übersicht	459
2.2 Hubinseln und Errichterschiffe	460
2.3 Spezialschiffe	464
2.4 Krane und Rammeinheiten	466
3. Baugrunderkundungen auf See	467
3.1 Allgemeines	467
3.2 Geologische Erkundung	468
3.3 Geotechnische Erkundung	471
4. Schwimmkastengründungen	473
4.1 Allgemeines	473
4.2 Vorbereitung der Meeresbodenoberfläche	473
4.3 Fertigung der Schwimmkästen	474
4.4 Seetransport	476
4.4.1 Schwimmstabilität	476
4.4.2 Schleppwiderstand	478
4.5 Absetzvorgang	479
4.6 Beispiele für den Einsatz von Schwimmkästen	479
4.6.1 Molen und Wellenbrecher	479
4.6.2 Offshore-Plattformen und Windenergieanlagen	483
4.6.3 Unterwassertunnel	485
5. Senkkastengründungen	490
6. Pfahlgründungen	494
6.1 Allgemeines	494
6.2 Monopiles	494
6.3 Aufgelöste Tragstrukturen	496
6.4 Pfahlroste und kombinierte Gründungen	499
7. Saugrohrgründungen	501
7.1 Allgemeines	501
7.2 Gründungsprinzip und -varianten	502
7.3 Installationsverfahren	505
8. Nachgiebige und schwimmende Strukturen	509
9. Bauliche Aspekte	511
9.1 Allgemeines	511
9.2 Kolkbildung und Kolkschutz	511
9.3 Korrosionsschutz	513
9.4 Schallschutz	514
9.5 Hafenanlagen für den Offshore-Betrieb	515
10. Literatur	517
3.5 Entwurf und Bemessung von Gründungen für Offshore-Windenergieanlagen	523
1. Einleitung	523
2. Planungsgrundlagen und Nachweismodell	523
2.1 Umgebungsbedingungen und allgemeine Daten	523
2.1.1 Geografische Daten	523
2.1.2 Wind	524
2.1.3 Wasserstände und Tidenhub	525
2.1.4 Wellen und Strömung	525
2.1.5 Splash-Zone	527
2.1.6 Mariner Bewuchs	527
2.1.7 Kolk	527
2.1.8 Korrosionsschutz	528
2.1.9 Eisdruck	528
2.2 Berechnungsgrundlagen	528
2.2.1 Statischer Wasserdruck	528
2.2.2 Hydrodynamische Beiwerte	528
2.2.3 Belastung auf Sekundärkonstruktionen	529
2.2.4 Imperfektionen	529
2.2.5 Einwirkungsrichtung	529
2.3 Nachweismodell	529
2.3.1 Allgemeines	529
2.3.2 Normenhierarchie	530
2.3.3 Bemessungssituationen	531
2.3.4 Teilsicherheitsbeiwerte	532
2.3.5 Bodenkennwerte und Baugrundersatzsteifigkeiten	532
2.3.6 Systemdämpfung	532
2.3.7 Grenzzustände	533
2.3.8 Rechenmodell der Gesamtdynamik	535
2.3.9 Extremlasten und Gebrauchslasten	537
2.3.10 Schiffsanprall	537
2.3.11 Erdbeben	537
2.4 Herstellungsbedingte Einflüsse	537
3. Gründungsarten	539
3.1 Mehrpfahlgründung (Jacket-, Tripod-, Twisted-Foundation)	539
3.1.1 Nachweisformat	539
3.1.2 Ermittlung der Pfahltragfähigkeiten	541
3.1.3 Tragfähigkeiten auf Zug	542
3.1.4 Kombinierte Belastungen	542
3.1.5 Festwachseffekte	543
3.1.6 Pfahlersatzsteifigkeiten	544
3.1.7 Pfahlfußbeulen	544
3.1.8 Rammbarkeitsanalysen und Schädigungsberechnungen	545
3.2 Monopfahlgründungen	547
3.2.1 Einführung und Steifigkeitsansätze	547
3.2.2 Besondere Entwurfskriterien	553
3.2.3 Standsicherheitsnachweise	556
3.2.4 Nachweis im Grenzzustand der Ermüdung (Fatigue Limit State – FLS)	559
3.3 Schwergewichtsgründungen	560
3.3.1 Beschreibung und allgemeine Anforderungen	560
3.3.2 Simulation des zyklischen Bodenverhaltens	560
3.3.3 Allgemeines zum Nachweiskonzept	561
3.3.4 Setzungen infolge zyklischer Einwirkungen	563
3.4 Suction-Gründungen	564
3.4.1 Beschreibung und Anwendungsbereich	564
3.4.2 Nachweiskonzept	565
3.4.3 Baugrundmodell	566
3.4.4 Absenkvorgang/Bauzustand	567
3.4.5 Endzustand	570
3.4.6 Bemessung der Bauteile	572
4. Überwachung und Monitoring	573
4.1 Zielstellung	573
4.2 Aufgaben der Strukturüberwachung – Structural Health Monitoring	573
4.3 Grenzzustände und Zustandskenngrößen	574
4.4 Untersuchungen und Messungen im Rahmen der Wiederkehrenden Prüfung (WKP)	575
4.5 Überwachung von Gründungselementen	576
4.5.1 Allgemeines	576
4.5.2 Designüberprüfung	576
4.5.3 Zustands- und Betriebsüberwachung	577
4.5.4 Frequenzverhalten	577
4.5.5 Schnittgrößen	578
4.5.6 Kolkbildung	578
5. Literatur	578
3.6 Baugrubensicherung	587
1. Grundlagen	587
1.1 Maßgebende Vorschriften	587
1.2 Geotechnische Kategorien	591
1.3 Bautechnische Voraussetzungen	591
1.4 Stützung von Baugrubenwänden	592
1.5 Sicherheitskonzept	593
1.6 Grenzzustände der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit	594
1.7 Bemessungssituationen	595
1.8 Teilsicherheitsbeiwerte	595
1.9 Einwirkungen und Widerstände sowie repräsentative Werte	598
1.10 Bodenkenngrößen	600
1.11 Wahl des Berechnungsverfahrens	605
1.12 Ermittlung von Schnittgrößen	605
2. Konstruktive Maßnahmen zur Sicherung von Baugruben und Leitungsgräben	608
2.1 Konstruktionsarten	608
2.2 Nicht verbaute Baugruben und Gräben	608
2.3 Grabenverbau	611
2.3.1 Waagerechter Grabenverbau	611
2.3.2 Senkrechter Grabenverbau	612
2.3.3 Grabenverbaugeräte	615
2.4 Spundwandverbau	618
2.5 Trägerbohlwandverbau	624
2.6 Massive Verbauwände	629
2.7 Injektionswände, Frostwände	639
2.8 Mixed-in-Place-Wände	640
3. Erddruck	641
3.1 Allgemeines	641
3.2 Erdruhedruck	642
3.3 Wandreibungswinkel und Erddruckneigungswinkel	644
3.4 Größe des aktiven Erddrucks und Mindesterddruck	647
3.5 Verteilung des aktiven Erddrucks	655
3.6 Passiver Erddruck vor Spundwänden und Ortbetonwänden	658
3.7 Erdwiderstand vor Trägerbohlwänden und aufgelösten Pfahlwänden	665
4. Nicht gestützte, im Boden eingespannte Baugrubenwände	669
4.1 Einspannung im Untergrund	669
4.2 Lastansätze und Bodenreaktionen	674
4.3 Ermittlung von Einbindetiefen und Schnittgrößen	678
4.4 Ermittlung von Verschiebungen	681
5. Einmal gestützte Baugrubenwände	685
5.1 Lastbilder	685
5.2 Ermittlung von Einbindetiefen und Schnittgrößen bei freier Auflagerung im Boden	686
5.3 Ermittlung von Einbindetiefen und Schnittgrößen bei beliebiger Fußauflagerung	689
6. Mehrmals gestützte Baugrubenwände	693
6.1 Lastbilder für zweimal gestützte Baugrubenwände	693
6.2 Lastbilder für dreimal oder öfter gestützte Baugrubenwände	694
6.3 Ermittlung von Einbindetiefen und Schnittgrößen	696
6.4 Lastbilder und Schnittgrößen in den Rückbauzuständen	701
7. Bettungsmodulverfahren	702
7.1 Grundlagen	702
7.2 Bilinearer Ansatz und Ermittlung des zugehörigen Bettungmoduls	705
7.3 Durchgängig nichtlineare Bettungsansätze	710
7.4 Einfluss des Grundwassers auf den Bettungsmodul	712
7.5 Gestützte Wände	713
7.6 Nachweis der Einbindetiefe	714
8. Finite-Elemente-Methode	716
8.1 Einführung	716
8.2 Vorgaben aus Regelwerken	719
8.3 Einschlägige Veröffentlichungen	720
8.4 Vorschläge zur Anwendung	723
9. Gleichgewichtsbedingungen	731
9.1 Gleichgewicht der waagerechten Kräfte bei Trägerbohlwänden	731
9.2 Nachweis der Vertikalkomponente des mobilisierten Erdwiderstands	736
9.3 Abtragung von Vertikalkräften in den Untergrund	742
9.4 Sicherheit gegen Aufbruch der Baugrubensohle	747
9.5 Sicherheit gegen Geländebruch	751
10. Nachweis der Gebrauchstauglichkeit	752
10.1 Anwendung der EAB	752
10.2 Herstellbedingte Verformungen	756
11. Verankerte Baugrubenwände	766
11.1 Verankerungskonstruktionen	766
11.2 Berechnung	768
11.3 Nachweis der Gesamtstandsicherheit	768
11.4 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit	773
12. Bewegungsarme Baugrubenwände neben Bauwerken	774
12.1 Konstruktion	774
12.2 Berechnung	777
13. Baugruben im Wasser	781
13.1 Großflächig abgesenktes Grundwasser	781
13.2 Hydraulischer Grundbruch	782
13.3 Erd- und Wasserdruck bei umströmten Wänden	787
13.4 Grundwasserschonende Bauweisen	787
13.5 Hinweise zur 5. Auflage der EAB	792
14. Baugruben in weichen Böden	793
14.1 Allgemeines	793
14.2 Verbaukonstruktionen	794
14.3 Bauvorgang	796
14.4 Scherfestigkeit	799
14.5 Angaben zur Berechnung	801
14.6 Wasserhaltungsmaßnahmen	804
15. Baugruben in felsartigen Böden	805
16. Untersuchung besonderer Baugrubenkonstruktionen	808
16.1 Baugruben mit besonders großen Abmessungen	808
16.1.1 Besonders breite Baugruben	808
16.1.2 Besonders tiefe Baugruben	809
16.2 Baugruben mit besonderem Grundriss	811
16.2.1 Quadratische und rechteckige Baugruben	811
16.2.2 Baugrubenstirnwände	813
16.2.3 Baugrubenverbreiterungen	815
16.2.4 Kreisförmige Baugruben	817
16.3 Baugruben mit unregelmäßigem Querschnitt	819
16.3.1 Baugruben am Hang	819
16.3.2 Nebeneinander angeordnete Baugruben	821
16.3.3 Geneigte oder verspringende Baugrubensohle	822
16.4 Zur Baugrubensohle abgestützte Baugrubenwände	824
17. Baugruben bei Erdbebenbeanspruchungen	826
18. Bemessung der Einzelteile	828
18.1 Bohlen, Brusthölzer und Gurte aus Holz	828
18.2 Bohlträger, Spundbohlen und Kanaldielen aus Stahl	830
18.3 Gurte, Auswechslungen und Verbandstäbe aus Stahl	832
18.4 Steifen	833
18.5 Verbauteile aus Beton und Stahlbeton	835
18.6 Erdanker und Zugpfähle	837
18.7 Verbände, Anschlüsse und Verbindungsmittel	841
19. Literatur	842
3.7 Pfahlwände, Schlitzwände, Dichtwände	853
1. Pfahlwände	853
1.1 Anwendungsbereich	853
1.2 Vorteile	854
1.3 Nachteile	855
1.4 Vorschriften, Richtlinien und Empfehlungen	855
1.5 Zweck und Wandarten	856
1.6 Herstellung	858
1.7 Qualitätssicherung	862
2. Schlitzwände	863
2.1 Anwendungsbereich	863
2.2 Vorteile	864
2.3 Nachteile	864
2.4 Vorschriften, Richtlinien und Empfehlungen	865
2.5 Zweck	865
2.6 Wandarten	865
2.6.1 Art des Lösens und Fördern des Bodens	866
2.6.2 System der Wandherstellung	867
2.7 Herstellung	871
2.8 Baustoffe	884
2.8.1 Wände im Zweiphasenverfahren	884
2.8.2 Wände im Einphasenverfahren	885
2.9 Eigenschaften	885
2.10 Qualitätssicherung	887
3. Mixed-in-Place-Wände	887
3.1 Anwendungsbereich	887
3.2 Vorteile	890
3.3 Nachteile	890
3.4 Vorschriften, Richtlinien und Empfehlungen	891
3.5 Wandarten	891
3.6 Art des Lösens und Durchmischen des Bodens	892
3.6.1 Allgemeines	892
3.6.2 Mixen mit durchgehender Schnecke	892
3.6.3 Mixen mit Paddeln und Mischköpfen	894
3.6.4 Mixen mit Fräsrädern	897
3.7 Herstellung	899
3.7.1 Allgemeines	899
3.7.2 Mix-Suspension	900
3.7.3 Herstellungsablauf	900
3.7.4 Bewehren	904
3.8 Baustoffe	905
3.9 Eigenschaften	906
3.10 Entwurf und Bemessung von verfestigten Bodenkörpern	907
3.11 Qualitätssicherung	908
4. Schmalwände	909
4.1 Anwendungsbereich	909
4.2 Vorteile	909
4.3 Nachteile	910
4.4 Vorschriften und Empfehlungen	910
4.5 Zweck und Wandarten	910
4.6 Herstellung der Rüttel-Schmalwand	911
4.6.1 Mit Vertikalrüttler (s. Kapitel 2.8, Teil 2)	911
4.6.2 Mit Tiefenrüttler (s. Kapitel 2.1, Teil 2)	911
4.7 Baustoffe	912
4.8 Eigenschaften	912
4.9 Qualitätssicherung	912
5. Die Flüssigkeitsstützung von Erdwänden	913
5.1 Stützflüssigkeiten	913
5.2 Stützkraft einer Flüssigkeit und Standsicherheitsnachweise	914
5.3 Mechanismen der Übertragung der Flüssigkeitsdruckdifferenz auf das Korngerüst	915
5.3.1 Übertragung durch Normalspannungen	915
5.3.2 Übertragung durch (statische) Schubspannungen	916
5.3.3 Übertragung durch Schubspannungen aus einem Fließvorgang	916
5.3.4 Übertragung durch Schubspannungen aus einem Fließvorgang in einem gering durchlässigen Bodenbereich	917
5.3.5 Stützung bei hydraulisch „geschlossenen“ Systemen	918
5.4 Nachweis der „inneren“ Standsicherheit	918
5.4.1 Versuchsschlitz	918
5.4.2 Erscheinungsform des „inneren“ Versagens	919
5.4.3 Notwendiges Druckgefälle	919
5.4.4 Nachweisgleichung und Druckgefälle der Suspension	920
5.4.5 Auswirkungen des Suspensionsdrucks	922
5.5 Nachweis der „äußeren“ Standsicherheit	922
5.5.1 Erscheinungsform des „äußeren“ Versagens	922
5.5.2 Befreiung vom Standsicherheitsnachweis	924
5.5.3 Wirksame Stützdruckkraft beim rechnerischen Standsicherheitsnachweis	924
5.5.4 Räumliche Erddruckkraft beim rechnerischen Standsicherheitsnachweis	925
5.6 Bauliche Anlagen neben suspensionsgestützten Erdwänden	927
6. Wasserdichtigkeit von massiven Stützwänden	928
6.1 Anforderungen	928
6.2 Nachweis der Dichtigkeit	930
6.3 Ausführung und Auswertung eines Pumpversuchs	931
7. Literatur	933
3.8 Senkkästen	939
1. Allgemeines	939
1.1 Begriffe	939
1.2 Anwendungsgebiete	940
1.3 Technische Entwicklung	942
1.4 Auswahlkriterien	943
1.5 Einstufung und Voruntersuchungen	945
1.6 Beeinflussung der Nachbarbebauung	945
2. Bauliche Durchbildung und Ausrüstung	946
2.1 Material und Formgebung	946
2.2 Einzelne Konstruktionselemente	948
2.2.1 Schneiden	948
2.2.2 Arbeitskammer beim Caisson	950
2.2.3 Sohle beim Brunnen	951
2.2.4 Ortbetonwände und Schneidenabsatz	952
2.2.5 Gleitmantel	953
3. Herstellung	954
3.1 Bauhilfen bei Absenkbeginn an Land	954
3.1.1 Pallung	954
3.1.2 Führungen	955
3.1.3 Erdmodell	957
3.1.4 Zusatzmaßnahmen	958
3.2 Bauhilfen bei Absenkbeginn im Wasser	958
3.2.1 Künstliche Inselschüttung	958
3.2.2 Absenkgerüst	959
3.2.3 Einschwimmen	960
3.3 Absenkvorgang	961
3.3.1 Bodenaushub beim Brunnen	961
3.3.2 Bodenaushub beim Caisson	962
3.3.3 Wanderhöhung	964
3.3.4 Maßnahmen gegen Steckenbleiben	965
3.3.5 Maßnahmen gegen Durchsacken	966
3.3.6 Steuerung, Schiefstellung und Toleranzen	966
3.4 Druckluftbetrieb	967
3.5 Automatisierung	968
3.6 Verbindungsfugen	970
4. Berechnung	970
4.1 Allgemeines	970
4.2 Berechnungsannahmen	971
4.2.1 Angreifende Kräfte	971
4.2.2 Schneidenwiderstand	972
4.2.3 Erddruck und Wandreibung	973
4.2.4 Gleitmantelreibung	975
4.2.5 Freilagen	975
4.2.6 Verkantungszustände	976
4.2.7 Sohlaufbruch	977
4.3 Absenkzustände	978
4.3.1 Absenkdiagramme	978
4.3.2 Grenzfallbetrachtungen	979
4.4 Bauteilbemessung	980
4.4.1 Schneiden	980
4.4.2 Arbeitskammerdecke und Wände	982
4.5 Numerische Berechnungen	982
5. Beispiele	983
5.1 Veröffentlichte Beispiele	983
5.2 Ausgewählte neuere Beispiele	984
5.2.1 Tiefgarage Augustinerplatz Konstanz	984
5.2.2 Fernbahntunnel Berlin	988
5.2.3 Nord-Süd-Metrolinie Amsterdam	991
5.2.4 Forth Replacement Crossing Edinburgh	994
5.2.5 Danksagung	997
6. Literatur	997
3.9 Gründungen in Bergbaugebieten	1001
1. Einleitung	1001
2. Bodenbewegungen	1004
2.1 Bodenbewegungen bei untertägigen Abbauen	1004
2.1.1 Bewegungsvorgänge über Abbauen in größerer Teufe	1004
2.1.2 Bewegungsvorgänge über oberflächennahen Abbauen	1007
2.2 Bodenbewegungen bei Tagebauen	1009
2.2.1 Bewegungsvorgänge durch Abbau	1009
2.2.2 Bewegungsvorgänge durch Sümpfungen	1009
3. Einfluss der Bewegungsvorgänge auf die Gründung der Bauwerke	1010
4. Bauliche Maßnahmen bei untertägigen Abbauen in größerer Teufe	1014
4.1 Arten der Sicherung	1014
4.2 Grundsätzliches zur Anordnung und Ausbildung der Bauwerke	1015
4.3 Tragfähigkeit und Gebrauchsfähigkeit bei Einwirkungen des Bergbaus	1016
4.4 Maßnahmen gegen Schieflagen	1016
4.5 Maßnahmen gegen Krümmungen	1017
4.6 Maßnahmen gegen Längungen (Zerrungen)	1021
4.7 Maßnahmen gegen Kürzungen (Pressungen)	1022
4.8 Maßnahmen bei konzentrierten Bodenbewegungen	1025
5. Bauliche Maßnahmen bei tagesnahen untertägigen Abbauen	1025
5.1 Arten der Sicherung	1025
5.2 Sicherung der Bauwerke	1026
5.3 Stabilisierung des Untergrunds durch Einpressungen	1028
5.3.1 Allgemeines	1028
5.3.2 Einpressverfahren	1028
5.3.3 Einpressgut	1029
5.3.4 Einpressvorgang	1029
5.3.5 Bewertung und Dokumentation der Einpressarbeiten	1030
5.4 Stabilisierung des Untergrunds durch Einbau von Bewehrung	1030
6. Maßnahmen bei Tunneln	1032
6.1 Allgemeines	1032
6.2 Ausführungsmöglichkeiten	1032
7. Maßnahmen bei vorhandener Bebauung	1034
7.1 Vorbemerkung	1034
7.2 Maßnahmen gegen Senkungen	1034
7.3 Maßnahmen gegen überwiegend vertikale, ungleichmäßige Bodenbewegungen	1035
7.4 Maßnahmen gegen überwiegend horizontale Bodenbewegungen	1036
8. Folgewirkungen stillgelegten Bergbaus	1037
8.1 Untertägiger Bergbau	1037
8.1.1 Grubenwasserspiegelanstieg	1037
8.1.2 Ausgasung	1038
8.2 Tagebau	1039
8.2.1 Grundwasserspiegelanstieg	1039
8.2.2 Tagebauböschungen – Folgenutzung	1040
9. Pseudobergschäden	1043
9.1 Vorbemerkung	1043
9.2 Geländesenkungen durch Grundwasserspiegelabsenkung	1043
9.3 Geländesenkungen durch Trocknung (Schwinden)	1044
9.4 Geländesenkungen infolge chemischer und/oder biologischer Zersetzung (Schrumpfen)	1044
9.5 Geländesenkungen infolge Bewuchses (meteorologische und vegetative Ursachen)	1045
10. Literatur	1046
3.10 Stützbauwerke und konstruktive Hangsicherungen	1049
1. Einleitung	1049
2. Entwurfs- und Dimensionierungsmethoden	1051
2.1 Allgemeines	1051
2.2 Konventionelle Methode	1051
2.3 Semi-empirische Methode	1053
3. Stützwände	1055
3.1 Pfahlwände	1055
3.1.1 Grundsätzliche Konzeptionen	1055
3.1.2 Ausführungsbeispiele	1058
3.1.3 Berechnung und Bemessung	1066
3.2 Brunnenwände	1078
3.3 Schlitzwände	1083
3.4 Düsenstrahlwände	1086
3.5 Rippenwände	1089
3.6 Ankerwände („Elementwände“)	1091
3.6.1 Geschlossene Ankerwände	1093
3.6.2 Aufgelöste Ankerwände	1098
3.7 Futtermauern	1099
4. Stützmauern nach dem Verbundprinzip (stützmauerartige Verbundkonstruktionen	1103
4.1 Allgemeines	1103
4.2 Raumgitter-Stützmauern	1106
4.2.1 Allgemeines	1106
4.2.2 Berechnung und Bemessung	1110
4.2.3 Sicherheitsnachweise	1116
4.2.4 Ausführungshinweise	1119
4.2.5 Sonderkonstruktionen	1120
4.3 In sich verankerte Mauern	1121
4.3.1 Schlaufenwand („NEW“-System)	1122
4.3.2 Stützmauern aus Autoreifen	1125
4.4 Bewehrte Erde	1127
4.4.1 Allgemeines	1127
4.4.2 Berechnung und Bemessung	1128
4.4.3 Ausführungshinweise und Beispiele	1135
4.5 Geokunststoffbewehrte Stützkonstruktionen	1138
4.5.1 Allgemeines	1138
4.5.2 Bemessung	1140
4.5.3 Anforderungen und Ausführungshinweise	1149
4.5.4 Ausführungsbeispiele	1150
4.6 Stützmauern aus Gabionen	1155
4.7 Stützbauwerke aus verfestigtem oder verpacktem Boden	1158
5. Bodenvernagelungen und Bodenverdübelungen	1159
5.1 Nagelwände	1159
5.1.1 Allgemeines	1159
5.1.2 Sonderformen von Ankern für Bodenvernagelungen	1161
5.1.3 Herstellung	1161
5.1.4 Trag- und Verformungsverhalten	1163
5.1.5 Berechnung und Bemessung	1164
5.2 Injektionsvernagelungen, Injektionsverdübelungen	1168
5.2.1 Niederdruckinjektion	1168
5.2.2 Düsenstrahlverfahren	1172
5.3 Stabwände	1173
5.3.1 Herstellung	1173
5.3.2 Berechnung und Bemessung	1174
5.4 Dübelwände, Hangverdübelungen	1177
5.4.1 Allgemeines	1177
5.4.2 Berücksichtigung der Kriechgeschwindigkeit des Bodens	1180
5.4.3 Verfahrensvergleiche	1185
5.4.4 Gruppenwirkung	1188
5.4.5 Kriechhänge aus gemischtkörnigen oder kohäsionslosen Böden	1191
5.4.6 Beispiele	1191
5.4.7 Sicherheiten, Kontrollmessungen	1194
6. Aufgelöste Stützkonstruktionen	1195
7. Sonstige Stützkonstruktionen	1198
7.1 Sonderformen, Kombinationen	1198
7.2 Galerien	1200
7.3 Sicherung von Hangbrücken	1200
8. Begleitende Maßnahmen	1208
8.1 Bermen	1208
8.2 Entwässerungen	1209
8.3 Kontrollmessungen	1210
9. Literatur	1211
Stichwortverzeichnis	1217
Inserentenverzeichnis	1245
EULA	1247

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