Mit der Einführung des Eurocode 7-1 ‘Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik – Teil 1: Allgemeine Regeln’ einschließlich dem Nationaler Anhang und der DIN 1054: 2010-12 ‘Baugrund Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau – Ergänzende Regeln zu DIN 1997-1’ sowie den Änderungen A1: 2012 und A2: 2015-11 war eine Anpassung der 2. Auflage erforderlich geworden. Die Überarbeitung wurde dazu genutzt, die ursprüngliche Idee von Anton Weißenbach aufzugreifen, das Gebiet umfassend in vier Bänden abzuhandeln.
Die Themen:
– Konstruktion und Bauausführung
– Berechnungsgrundlagen
– Berechnungsverfahren
– Baugrubenumschließung in besonderen Fällen
wurden alle mit der vorliegenden 3. Auflage in einem Buch zusammengefasst. Die Berechnungsbeispiele wurden ebenfalls an das Handbuch Eurocode 7, Band 1 angepasst und erweitert um eine Baugrube mit rückverankerter Betonsohle. Das Kapitel ‘Bemessung der Einzelteile’ sowie die Berechnungsbeispiele in Kapitel 20 wurden komplett überarbeitet.
Das Buch ist ein wertvoller Ratgeber für die tägliche Praxis in der Geotechnik und im übrigen Konstruktiven Ingenieurbau.
Daftar Isi
Vorwort zur 2. Auflage v
Vorwort zur 3.Auflage vii
1 Konstruktive Maßnahmen zur Sicherung von Baugruben und Leitungsgräben 1
1.1 Konstruktionsarten 1
1.2 Nicht verbaute Baugruben und Gräben 1
1.3 Grabenverbau 4
1.3.1 Waagerechter Grabenverbau 4
1.3.2 Senkrechter Grabenverbau 6
1.3.3 Grabenverbaugeräte 9
1.4 Spundwände 12
1.5 Trägerbohlwände 18
1.6 Massive Verbauwände 23
1.7 Injektionswände, Frostwände 34
1.8 Mixed-in-Place-Wände 35
2 Allgemeine Berechnungsgrundlagen 37
2.1 Maßgebende Vorschriften 37
2.2 Geotechnische Kategorien 39
2.3 Bautechnische Voraussetzungen 41
2.4 Stützung von Baugrubenwänden 42
2.5 Sicherheitskonzept 43
2.6 Grenzzustände der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit 44
2.7 Bemessungssituationen 45
2.8 Teilsicherheitsbeiwerte 46
2.9 Einwirkungen und Widerstände sowie repräsentative Werte 49
2.10 Bodenkenngrößen 51
2.11 Wahl des Berechnungsverfahrens 55
2.12 Ermittlung von Schnittgrößen 55
3 Erddruck 59
3.1 Allgemeines 59
3.2 Erdruhedruck 59
3.3 Wandreibungswinkel und Erddruckneigungswinkel 61
3.4 Größe des aktiven Erddrucks und Mindesterddruck 64
3.5 Verteilung des aktiven Erddrucks 72
3.6 Passiver Erddruck vor Spundwänden und Ortbetonwänden 80
3.7 Erdwiderstand vor Trägerbohlwänden und aufgelösten Pfahlwänden 86
4 Nicht gestützte, im Boden eingespannte Baugrubenwände 90
4.1 Einspannung im Untergrund 90
4.2 Lastansätze und Bodenreaktionen 96
4.3 Ermittlung von Einbindetiefen und Schnittgrößen 100
4.4 Ermittlung von Verschiebungen 103
5 Einmal gestützte Baugrubenwände 108
5.1 Lastbilder 108
5.2 Ermittlung von Einbindetiefen und Schnittgrößen bei freier Auflagerung im Boden 115
5.3 Ermittlung von Einbindetiefen und Schnittgrößen bei beliebiger Fußauflagerung 119
5.4 Korrektur der Wandfußverschiebung mit einer Mobilisierungsfunktion 123
6 Mehrmals gestützte Baugrubenwände 132
6.1 Lastbilder für zweimal gestützte Baugrubenwände 132
6.2 Lastbilder für dreimal oder öfter gestützte Baugrubenwände 133
6.3 Ermittlung von Einbindetiefen und Schnittgrößen 135
6.4 Lastbilder und Schnittgrößen in den Rückbauzuständen 140
6.5 Berücksichtigung von Nutzlasten 153
7 Weitere Nachweise 155
7.1 Gleichgewicht der waagerechten Kräfte bei Trägerbohlwänden 155
7.2 Nachweis der Vertikalkomponente des mobilisierten Erdwiderstands 162
7.3 Abtragung von Vertikalkräften in den Untergrund 168
7.4 Sicherheit gegen Aufbruch der Baugrubensohle 173
7.5 Sicherheit gegen Geländebruch 180
8 Bettungsmodulverfahren 183
8.1 Grundlagen 183
8.2 Bilinearer Ansatz und Ermittlung des zugehörigen Bettungmoduls 186
8.3 Durchgängig nichtlineare Bettungsansätze 191
8.4 Einfluss des Grundwassers auf den Bettungsmodul 193
8.5 Gestützte Wände 194
8.6 Nachweis der Einbindetiefe 195
9 Finite-Elemente-Methode 198
9.1 Einführung 198
9.2 Vorgaben aus Regelwerken 201
9.3 Einschlägige Veröffentlichungen 202
9.4 Vorschläge zur Anwendung 205
10 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit 214
10.1 Anwendung der EAB 214
10.2 Herstellbedingte Verformungen 217
11 Verankerte Baugrubenwände 229
11.1 Verankerungskonstruktionen 229
11.2 Berechnung 230
11.3 Nachweis der Gesamtstandsicherheit einschließlich Standsicherheit in der tiefen Gleitfuge 231
11.4 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit 236
12 Bewegungsarme Baugrubenwände neben Bauwerken 238
12.1 Konstruktion 238
12.2 Berechnung 240
13 Baugruben im Wasser 245
13.1 Großflächig abgesenktes Grundwasser 245
13.2 Hydraulischer Grundbruch 246
13.3 Erd- und Wasserdruck bei umströmten Wänden 251
13.4 Grundwasserschonende Bauweisen 252
13.5 Rückverankerte Betonsohlen 257
13.6 Hinweise zur 5 Auflage der EAB 259
14 Baugruben in weichen Böden 261
14.1 Allgemeines 261
14.2 Verbaukonstruktionen 262
14.3 Bauvorgang 264
14.4 Scherfestigkeit 268
14.5 Angaben zur Berechnung 269
14.6 Wasserhaltungsmaßnahmen 272
15 Baugruben in felsartigen Böden 274
16 Untersuchung besonderer Baugrubenkonstruktionen 277
16.1 Baugruben mit besonders großen Abmessungen 277
16.1.1 Besonders breite Baugruben 277
16.1.2 Besonders tiefe Baugruben 278
16.2 Baugruben mit besonderem Grundriss 280
16.2.1 Quadratische und rechteckige Baugruben 280
16.2.2 Baugrubenstirnwände 282
16.2.3 Baugrubenverbreiterungen 284
16.2.4 Kreisförmige Baugruben 286
16.3 Baugruben mit unregelmäßigem Querschnitt 288
16.3.1 Baugruben am Hang 288
16.3.2 Nebeneinander angeordnete Baugruben 290
16.3.3 Geneigte oder verspringende Baugrubensohle 292
16.4 Zur Baugrubensohle abgestützte Baugrubenwände 293
17 Baugruben bei Erdbebenbeanspruchungen 297
18 Bemessung der Einzelteile 300
18.1 Bohlen, Brusthölzer und Gurte aus Holz 300
18.2 Bohlträger, Spundbohlen und Kanaldielen aus Stahl 304
18.3 Gurte, Auswechslungen und Verbandstäbe aus Stahl 305
18.4 Steifen 307
18.5 Verbauteile aus Beton und Stahlbeton 311
18.6 Erdanker und Zugpfähle 313
18.7 Verbände, Anschlüsse und Verbindungsmittel 318
19 Berechnungsbeispiele 321
19.1 Nachweis der Böschungsstandsicherheit mit Tabellenwerten 321
19.2 Nachweis der Böschungsstandsicherheit mit dem lamellenfreien Gleitkreisverfahren 322
19.3 Erddruckermittlung für eine im Boden eingespannte, nicht gestützte Spundwand 329
19.4 Erddruckermittlung für eine Baggerlast 331
19.5 Ermittlung des Erdwiderstands vor einer Trägerbohlwand 332
19.6 Nicht gestützte, im Boden eingespannte Trägerbohlwand in nichtbindigem Boden 333
19.7 Nicht gestützte, im Boden eingespannte Spundwand in bindigem Boden 343
19.8 Einmal ausgesteifte, im Boden frei aufgelagerte Schlitzwand in geschichtetem Boden 355
19.9 Korrektur der Wandfußverschiebung mithilfe einer Mobilisierungsfunktion 360
19.9.1 Variante A: Bodenauflager im Schwerpunkt der Bodenreaktionen 360
19.9.2 Variante B: Auflager im Fußpunkt der Wand 367
19.10 Nachweis der Einbindetiefe bei Anwendung des Bettungsmodulverfahrens 369
19.11 Nachweis der Einbindetiefe bei Anwendung der Finite-Elemente-Methode 376
19.12 Nachweis der Sicherheit gegen Aufbruch der Baugrubensohle 379
19.13 Nachweis der Standsicherheit einer Verankerung 384
19.14 Baugrube mit rückverankerter Betonsohle 388
20 Tabellen 395
20.1 Erfahrungswerte für Bodenkenngrößen 395
20.2 Beiwerte zur Ermittlung des aktiven Erddrucks 399
20.3 Beiwerte zur Ermittlung des ebenen Erdwiderstands 403
20.4 Beiwerte zur Ermittlung des räumlichen Erdwiderstands 409
20.5 Beiwerte zur Ermittlung der Böschungsstandsicherheit 413
20.6 Materialkenngrößen und Teilsicherheitsbeiwerte für Bauteile aus Holz 414
20.7 Materialkenngrößen und Teilsicherheitsbeiwerte für Bauteile aus Stahl 415
20.8 Materialkenngrößen und Teilsicherheitsbeiwerte für Bauteile aus Beton und Stahlbeton 416
21 Literaturverzeichnis und Normen 418
Literaturverzeichnis 418
Normen 432
Inserentenverzeichnis 435
Tentang Penulis
Prof. Hettler leitet den Lehrstuhl Baugrund-Grundbau an der TU Dortmund. Er ist Mitglied einiger Normenausschüsse, unter anderem Obmann von DIN 4085 ‘Baugrund – Berechnung des Erddrucks’, sowie Autor des Buches ‘Gründung von Hochbauten’, der Kapitel ‘Erddruck’ und ‘Baugruben’ im Grundbau-Taschenbuch und Koautor des Buches ‘Der Bausachverständige vor Gericht’.
Prof. Dr.-Ing. habil. Theodoros Triantafyllidis war bei Tiefbauunternehmen im In- und Ausland in leitenden Funktionen tätig, bevor er 1998 an den Lehrstuhl für Grundbau und Bodenmechanik an der Ruhr-Universität Bochum berufen wurde. Seit 2007 ist er Lehrstuhlinhaber für das Fach Bodenmechanik und Grundbau und Institutsleiter am Institut für Bodenmechanik und Felsmechanik der Universität Karlsruhe (TH).
Prof. Weißenbach hatte von 1982 bis 1994 den Lehrstuhl Baugrund-Grundbau an der TU Dortmund inne. Von 1965 bis 2006 war er Obmann des Arbeitskreises 2.4 ‘Baugruben’ der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik.
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