Geotechnik: Bodenmechanik (Bauingenieur-Praxis)

Geotechnik – Bodenmechanik......Page 4
Vorwort......Page 12
Inhaltsverzeichnis......Page 14
1.1.2 Bezeichnungen für Boden oder Fels......Page 24
1.3.1 Kornstrukturen grob- und feinkörniger Böden......Page 25
1.3.3 Einteilung zusammengesetzter Böden......Page 28
1.4 Einstufung in Boden- und Felsklassen......Page 31
1.5 Kennzeichnungen nach DIN 4023......Page 33
1.6.2 Schneideversuch......Page 35
1.6.5 Ausquetschversuch......Page 36
1.6.6 Schüttelversuch......Page 37
2 Wasser im Baugrund......Page 38
2.2 Begriffe aus DIN 4021......Page 39
2.3 Kapillarwasser......Page 40
2.5 Hygroskopisches Wasser......Page 42
2.6 Betonangreifendes Grundwasser......Page 43
2.7 Untersuchungen der Grundwasserverhältnisse......Page 44
2.8 Grundwassermessstellen......Page 45
3.1 Untersuchungsziel......Page 50
3.3 Untersuchungsverfahren......Page 51
3.4 Untersuchungen von Baugrund und Grundwasser......Page 52
3.4.2 Hauptuntersuchungen......Page 54
3.4.4 Baugrund- und Bauwerksüberwachung nach der Bauausführung......Page 55
3.5.1 Voruntersuchungen......Page 56
3.6 Geotechnische Kategorien (GK)......Page 57
3.6.1 Geotechnische Kategorie GK 1......Page 58
3.6.3 Geotechnische Kategorie GK 3......Page 59
3.7.1 Geotechnische Kategorie GK 1......Page 60
3.8 Geotechnischer Bericht......Page 61
3.9 Geotechnischer Entwurfsbericht......Page 62
4.1.2 Untersuchungsverfahren......Page 64
4.1.4 Richtwerte für Aufschlussabstände......Page 66
4.1.5 Richtwerte für Aufschlusstiefen......Page 67
4.1.8 Untersuchungsstollen......Page 73
4.1.9 Bohrung (Geräte und Verfahren)......Page 74
4.1.10 Güteklassen für Bodenproben......Page 77
4.1.11 Entnahme von Sonderproben aus Schürfen und Bohrlöchern......Page 78
4.1.12 Darstellung von Aufschlussergebnissen......Page 81
4.2.2 Rammsondierungen nach DIN EN ISO 22476-2......Page 84
4.2.3 Drucksondierungen nach DIN 4094-1......Page 87
4.2.4 Bohrlochrammsondierungen nach DIN 4094-2......Page 89
4.2.5 Zusammenhänge zwischen Sondierergebnissen und Bodenkenngrößen......Page 91
4.2.6 Wahl des Sondiergeräts......Page 94
4.2.7 Flügelsondierung (Felduntersuchung)......Page 95
4.3.3 Begriffe......Page 98
4.3.4 Geräte für den Plattendruckversuch......Page 99
4.3.5 Verformungsmodul E(v)......Page 100
4.3.6 Bettungsmodul k(s)......Page 101
4.5 Beobachtungsmethode......Page 102
5.1 Mehrphasensysteme des Bodens......Page 104
5.2.2 Siebanalyse......Page 107
5.2.3 Schlämmanalyse (Sedimentationsanalyse)......Page 110
5.2.4 Siebung und Sedimentation......Page 113
5.2.5 Kenngrößen der Körnungslinie......Page 114
5.2.6 Filterregel von Terzaghi......Page 115
5.2.7 Bodenklassifikation nach DIN 18196......Page 116
5.3.2 Definition des Wassergehalts......Page 122
5.3.3 Mit w in Beziehung stehende Kenngrößen feuchter Böden......Page 123
5.3.4 Mit w in Beziehung stehende Kenngrößen gesättigter Böden......Page 124
5.4.1 DIN-Normen......Page 125
5.4.3 Mit ρ und ρd in Beziehung stehende Kenngrößen......Page 126
5.4.4 Feldversuche nach DIN 18125-2......Page 127
5.5.1 DIN-Norm......Page 130
5.5.3 Bestimmung mit dem Kapillarpyknometer......Page 131
5.6.3 Versuchsdurchführung und -auswertung......Page 133
5.6.4 Bodenklassifikation nach DIN 18196......Page 134
5.7.1 DIN-Normen......Page 135
5.7.3 Bestimmung des Kalkgehalts nach DIN 18129......Page 136
5.8.1 DIN-Normen......Page 137
5.8.4 Bestimmung der Fließgrenze......Page 138
5.8.6 Bestimmung der Schrumpfgrenze......Page 141
5.8.7 Bodenklassifikation nach DIN 18196......Page 142
5.8.8 Plastische Bereiche und zulässige Bodenpressungen nach DIN 1054......Page 144
5.9 Proctordichte (Proctorversuch)......Page 145
5.9.3 Geräte für den Proctorversuch......Page 146
5.9.4 Durchführung und Auswertung des Proctorversuchs......Page 147
5.9.5 Anforderungen aus Regelwerken an den Verdichtungsgrad D(Pr)......Page 151
5.10.2 Definitionen und Einstufungen von Lagerungsdichten......Page 154
5.10.3 Dichte bei dichtester Lagerung (Rütteltischversuch)......Page 156
5.10.4 Dichte bei lockerster Lagerung (Einfüllung mit Trichter)......Page 157
5.11.1 Allgemeines......Page 159
5.11.3 Definitionen......Page 160
5.11.4 Beziehungen der Filtergeschwindigkeit zum hydraulischen Gefälle......Page 162
5.11.5 Temperatureinfluss......Page 163
5.11.6 Versuch im Versuchszylinder mit Standrohren......Page 164
5.11.7 Untersuchung in der Triaxialzelle (isotrope statische Belastung)......Page 166
5.12.1 Allgemeines......Page 167
5.12.3 Kompressionsversuch......Page 169
5.12.4 Steifemodul......Page 172
5.12.5 Modellgesetz für Setzungszeiten......Page 174
5.13.1 Allgemeines......Page 175
5.13.3 Begriffe aus DIN 18137-1......Page 176
5.13.4 Rahmenscherversuch......Page 179
5.13.5 Triaxialversuch nach DIN 18137-2......Page 183
5.13.6 Auswertung des Triaxialversuchs......Page 185
5.14 Einaxiale Druckfestigkeit......Page 188
5.14.3 Druck-Stauchungsdiagramm......Page 189
5.15.1 Forderungen von DIN 1054......Page 191
5.15.2 Werte gemäß E DIN 1055-2......Page 192
6.1.1 Koordinatensysteme......Page 195
6.1.2 Spannungs- und Deformationszustände......Page 197
6.1.3 Spannungstransformation in kartesischen Koordinatensystemen......Page 198
6.2.1 Hauptspannungen......Page 199
6.2.2 Ebene Spannungs- und Deformationszustände......Page 201
6.2.3 Symmetrie- und Antimetrieebenen......Page 202
6.3.1 Stoffgesetze bei Hooke\'schem Material......Page 203
6.3.3 Bilinear-elastische und nichtlineare Stoffgesetze......Page 205
6.4.2 Totale und effektive Druckspannungen......Page 206
6.5 Vereinfachungen zur Lastausbreitung......Page 208
6.6 Halbraum unter vertikaler Punktlast F......Page 209
6.6.1 Spannungen und Deformationen nach Boussinesq......Page 210
6.6.2 Spannungen nach Fröhlich......Page 212
6.7 Halbraum unter horizontaler Punktlast F......Page 215
6.8 Halbraumspannungen infolge vertikaler Linienlast f......Page 216
6.8.1 Spannungen nach Boussinesq......Page 217
6.9 Halbraumspannungen infolge horizontaler Linienlast f......Page 218
6.10 Halbraumspannungen infolge vertikaler Streifenlast q......Page 219
6.11 Halbraumspannungen unter schlaffen Rechtecklasten......Page 220
6.12 Spannungen σ(z) unter Eckpunkten schlaffer Rechtecklasten......Page 221
6.13 Beiwerte für (z)-Spannungen des Halbraums......Page 226
6.14 Spannungen σ(z) unter beliebigen Lasten......Page 229
7.2.1 Einwirkungen und Einwirkungskombinationen......Page 232
7.3 Charakteristische Werte und Bemessungswerte......Page 233
7.4 Grenzzustände......Page 234
7.5 Teilsicherheitsbeiwerte und Lastfälle......Page 235
7.6 Beobachtungsmethode......Page 237
8.1 Allgemeines......Page 239
8.3.1 Regelwerke......Page 241
8.3.2 Gleichmäßige Verteilung und aufnehmbare Sohldrücke nach DIN 1054......Page 242
8.3.3 Geradlinige Verteilung......Page 245
8.4 Sohldruckverteilung unter Flächengründungen......Page 250
9.1 Regelwerke......Page 252
9.2 Begriffe......Page 253
9.3 Kennzeichnende Punkte und Linien......Page 254
9.4 Elastisch-isotroper Halbraum mit Einzellast......Page 255
9.5 Elastisch-isotroper Halbraum mit konstanter Rechtecklast σ(0)......Page 256
9.6 Grenztiefe für Setzungsberechnungen......Page 257
9.8.1 Erforderliche Berechnungsunterlagen......Page 259
9.9 Geschlossene Formeln bei mittiger Last nach DIN 4019-1......Page 260
9.9.1 Setzung der Eckpunkte schlaffer, konstanter Rechtecklasten......Page 261
9.9.2 Setzung starrer Rechteckfundamente......Page 262
9.9.3 Setzung von Kreisfundamenten......Page 263
9.10.1 Ablauf der Setzungsermittlung......Page 265
9.10.2 Anwendungsbeispiel aus DIN 4019-1......Page 266
9.11 Setzungen infolge von Grundwasserabsenkung......Page 267
9.12.1 Ansatz waagerechter Lasten und Sohlspannungen......Page 269
9.12.2 Setzungen und Verkantungen bei Verwendung geschlossener Formeln......Page 271
9.12.3 Setzungen und Verkantungen infolge lotrechter Baugrundspannungen......Page 276
9.13.1 Gegenseitige Beeinflussung......Page 277
9.14 Zulässige Setzungsgrößen......Page 279
10.3.1 Begriffe......Page 284
10.3.3 Allgemeines zur Erddruckermittlung......Page 287
10.4 Erdruhedruck......Page 288
10.4.1 Unbelastetes horizontales Gelände......Page 289
10.4.2 Unbelastetes geneigtes Gelände......Page 290
10.4.3 Erdruhedruck nach DIN 4085......Page 291
10.5 Wirkungen der Stützwandbewegung......Page 293
10.5.1 Erddruckkräfte......Page 294
10.5.2 Bruchfiguren......Page 295
10.6 Zonenbruch nach Rankine......Page 296
10.7 Linienbruch nach Coulomb......Page 300
10.7.1 Aktiver Erddruck......Page 301
10.7.2 Passiver Erddruck......Page 302
10.8.1 Aktiver Erddruck nach Müller-Breslau......Page 303
10.8.2 Passiver Erddruck nach Müller-Breslau......Page 304
10.8.3 Aktiver Erddruck bei Böden mit Kohäsion......Page 305
10.8.4 Passiver Erddruck bei Böden mit Kohäsion......Page 306
10.9 Aktiver Erddruck gemäß DIN 4085......Page 307
10.9.1 Voraussetzungen der Berechnungsformeln......Page 310
10.9.2 Formeln für Erddrücke und Erddruckkräfte aus Bodeneigenlast......Page 311
10.9.3 Verteilung des Erddrucks aus Bodeneigenlast......Page 313
10.9.4 Gleichmäßig verteilte vertikale Last auf ebener Geländeoberfläche......Page 317
10.9.5 Vertikale Linien- und Streifenlasten auf ebener Geländeoberfläche......Page 322
10.9.7 Erddruckanteil aus Kohäsion......Page 325
10.10 Passiver Erddruck gemäß DIN 4085......Page 328
10.10.1 Formeln für Erddrücke und Erddruckkräfte infolge Bodeneigenlast......Page 331
10.10.2 Vertikale Flächenlasten auf ebener Geländeoberfläche......Page 335
10.10.3 Erddruckanteil aus Kohäsion......Page 337
10.11 Grafische Bestimmung des Erddrucks nach Culmann......Page 340
10.12.1 Verdichtungserddruck......Page 341
10.12.2 Silodruck......Page 342
10.12.4 Erddruck bei vertikaler Durchströmung des Bodens......Page 343
10.13.1 Erddruck zwischen aktivem Erddruck und Erdruhedruck......Page 344
10.13.2 Erddruck zwischen Erdruhedruck und passivem Erddruck......Page 345
11.3 Begriffe......Page 346
11.5.1 Voraussetzungen......Page 347
11.5.2 Spannungs- und Winkelbeziehungen in den Rankine-Zonen......Page 348
11.5.4 Grundbruchformel nach Prandtl, Lösung für die Übergangszone......Page 349
11.6 Verfahren von Buisman......Page 351
11.7 Grundbruchsicherheit nach DIN 1054 und DIN 4017......Page 352
11.7.2 Einwirkungen......Page 353
11.7.3 Grundbruchwiderstände......Page 355
11.7.4 Grundwerte der Tragfähigkeitsbeiwerte und Formbeiwerte......Page 356
11.7.5 Lastneigungsbeiwerte......Page 358
11.7.6 Geländeneigungsbeiwerte......Page 359
11.7.7 Sohlneigungsbeiwerte......Page 360
11.7.8 Berücksichtigung von Bermenbreiten......Page 361
11.7.9 Durchstanzen......Page 362
11.7.10 Nachweis der Grundbruchsicherheit......Page 363
11.7.11 Abmessungen von Gleitkörpern unter Streifenfundamenten......Page 365
12.1.1 DIN-Norm......Page 368
12.1.2 Gleitsicherheit von Flach- und Flächengründungen nach DIN 1054......Page 369
12.1.4 Maßnahmen bei nicht erfüllter Gleitsicherheit......Page 372
12.2 Kippen......Page 373
12.2.2 Kippsicherheit von Flach- und Flächengründungen nach DIN 1054......Page 374
12.2.4 Ungleichmäßige Setzungen bei hohen Bauwerken......Page 376
13.3 Begriffe......Page 377
13.4 Erforderliche Unterlagen für Berechnungen nach E DIN 4084......Page 380
13.5 Sonderfall der ebenen Gleitfläche......Page 381
13.6 Lamellenverfahren (schwedische Methode)......Page 383
13.7 Berechnungen nach Normen......Page 385
13.7.1 Grenzzustand, Einwirkungen und Widerstände......Page 386
13.7.2 Arten der Bruchmechanismen und besondere Bedingungen......Page 390
13.7.3 Bruchmechanismen mit einem Gleitkörper oder zusammengesetzt......Page 391
13.7.5 Lamellenverfahren mit kreisförmig gekrümmten Gleitlinien......Page 392
13.7.6 Lamellenfreie Verfahren mit kreisförmigen und geraden Gleitlinien......Page 394
13.7.7 Zusammengesetzte Bruchmechanismen mit geraden Gleitlinien......Page 396
13.7.8 Anwendungsbeispiele (mit Programm berechnet)......Page 398
13.7.9 Gebrauchstauglichkeit nach DIN 1054 und E DIN 4084......Page 400
14 Aufschwimmen......Page 402
14.1 Maßnahmen bei zu geringer Sicherheit gegen Aufschwimmen......Page 403
14.3.1 Nichtverankerte Konstruktionen......Page 404
14.3.2 Verankerte Konstruktionen......Page 405
14.3.3 Nachweis der Sicherheit gegen Aufschwimmen nach EAB......Page 408
15.2 Deutsche und europäische Normung......Page 416
15.3 Eurocode 7......Page 417
15.3.1 Nationaler Anhang (NA)......Page 418
15.4 Europäische Ausführungsnormen......Page 419
15.5 Bauaufsichtliche Einführung......Page 420
15.5.1 Sicherheitskonzept und Normen ab dem Jahr 2008......Page 421
15.5.2 Übergang von deutscher auf europäische Normung......Page 423
Literaturverzeichnis......Page 424
Firmenverzeichnis......Page 436
Stichwortverzeichnis......Page 438