Handbuch Eurocode 7 Geotechnische Bemessung Band 2: Erkundung und Untersuchung. Vom DIN autorisierte konsolidierte Fassung

Transkript

1 DIN Handbuch Eurocode 7 Geotechnische Bemessung Band 2: Erkundung und Untersuchung Vom DIN autorisierte konsolidierte Fassung 1. Auflage 2011 Herausgeber: DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Beuth Verlag GmbH Berlin. Wien Zürich

2 INHALT Inhalt Einführung Benutzerhinweise IX XI DIN EN : Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik Teil 2: Erkundung und Untersuchung des Baugrunds einschließlich DIN EN /NA: Nationaler Anhang und I)IN 4020: Geotechnische Untersuchungen für bautechnische Zwecke - Ergänzende Regelungen zu DIN EN

3 INHALT Inhalt DIN EN einschließlich Nationaler Anhang und DIN 4020 Nationales Vorwort DIN EN Vorwort EN Hintergrund des europäischen Normungsprogramms 11 Status und Anwendungsbereich von Eurocodes 12 Nationale Normen zur Einführung von Eurocodes 13 Verbindung zwischen Eurocodes und einheitlichen technischen Spezifizierungen (ENs und ETAs) für Bauprodukte Zusatzinformation speziell zum Eurocode 7 13 Nationaler Anhang zur EN Vorwort DIN EN /NA 14 Vorwort DIN A A A A A2.6 Allgemeines Anwendungsbereich Anwendungsbereich des Eurocode Anwendungsbereich von EN Normative Verweisungen Voraussetzungen :.' Unterscheidung von Grundsätzen und Anwendungsregeln 20 Begriffe Einheitliche Begriffe in allen Eurocodes 21 Einheitliche Begriffe in Eurocode 7 21 Besondere Begriffe in EN Versuchsergebnisse und abgeleitete Werte 23 Verbindung von EN und EN Symbole und Einheiten Ergänzende Symbole und Einheiten 28 Planung von Baugrunduntersuchungen Zweck 29 Allgemeines Baugrund Baustoffe Grundwasser Abfolge der Baugrunduntersuchungen 32 Anforderungen 32 Geotechnische Kategorien 32 Untersuchungsumfang Voruntersuchungen 33 Hauptuntersuchungen 34 Felduntersuchungen Laborversuche Kontrolluntersuchungen und Überwachung Baubegleitende Messungen

4 HANDBUCH EUROCODE 7 BAND Probeentnahme in Boden und Fels und Grundwassermessungen 45 Allgemeines 45 Probeentnahme mittels Bohrungen Probeentnahme aus Schürfen, Stollen oder Schächten 45 Probeentnahme in Böden Kategorien von Probeentnahmeverfahren und Güteklassen von Proben für Laborversuche Benennen und Beschreiben von Boden 46 Planung der Probeentnahme von Boden 46 Behandlung, Transport und Lagerung von Proben 47 Probeentnahme in Fels, 47 Kategorien von Probeentnahmeverfahren 47 Benennung und Beschreibung von Fels Planung der Probeentnahme in Fels Behandlung, Transport und Lagerung von Proben 49 Grundwassermessungen in Böden und Fels 49 Allgemeines Planung und Ausführung der Messungen 49 Bewertung der Ergebnisse von Grundwassermessungen Felduntersuchungen in Boden und Fels.. " Allgemeines 51 Allgemeine Anforderungen 51 Planung eines gezielten Versuchsprogramms Durchführung 52 Interpretation : Drucksondierungen mit und ohne Messeinrichtungen für den Porenwasserdruck (CPT, CPTM, CPTU) 53 Zweck Besondere Anforderungen 53 Auswertung der Versuchsergebnisse Anwendung der Versuchsergebnisse und von abgeleiteten Werten Pressiometerversuche (PMT) Zweck Besondere Anforderungen 56 Interpretation der Versuchsergebnisse 56 Anwendung der Versuchsergebnisse und von abgeleiteten Werten Versuch mit dem flexiblen Dilatometer (FDT) 59 Zweck Besondere Anforderungen 59 Interpretation der Versuchsergebnisse Anwendung der Versuchsergebnisse und von abgeleiteten Werten Standard Penetration Test (SPT) 60 Zweck Besondere Anforderungen 60 Interpretation der Versuchsergebnisse 60 Anwendung der Versuchsergebnisse und von abgeleiteten Werten Rammsondierungen (DP) 62 Zweck, 62 Besondere Anforderungen 62 Interpretation der Versuchsergebnisse 62 Anwendung der Versuchsergebnisse und von abgeleiteten Werten

5 INHALT A4.12 A Gewichtssondierung (WST) 63 Zweck Besondere Anforderungen 64 Interpretation der Versuchsergebnisse 64 Anwendung der Versuchsergebnisse und von abgeleiteten Werten Flügelscherversuch (FVT) Zweck Besondere Anforderungen 65 Interpretation der Versuchsergebnisse 65 Anwendung der Versuchsergebnisse und von abgeleiteten Werten Flachdilatometerversuch (OMT) Zweck Besondere Anforderungen 66 Interpretation der Versuchsergebnisse Anwendung der Versuchsergebnisse und von abgeleiteten Werten Belastungsversuch für Flachgründungen (PLT) 67 Zweck Besondere Anforderungen 67 Interpretation der Versuchsergebnisse 67 Anwendung der Versuchsergebnisse und von abgeleiteten Werten Versuch mit der ndrucksonde (BIT) Bohrlochrammsondierungen (BOP) Laborversuche für Boden und Fels Allgemeines Allgemeine Anforderungen für Laborversuche. 71 Allgemeine Anforderungen. Verfahren, Geräte und Darstellung. Auswertung von Versuchsergebnissen. Vorbereitung von Bodenproben für Versuche. Zweck. Anforderungen. Herstellung von Probekörpern aus Fels für Versuche. Zweck. Anforderungen. Versuche zur Klassifikation, Benennung und Beschreibung von Boden. Allgemeines. Anforderungen für alle Klassifikationsversuche. Bestimmung des Wassergehalts. Bestimmung der Dichte. Bestimmung der Korndichte. Bestimmung der Korngrößenverteilung. Bestimmung der Konsistenzgrenzen. Bestimmung der Lagerungsdichte von grobkörnigen Böden. Bestimmung der Zerfallsempfindlichkeit. Frostempfindlichkeit. Chemische Untersuchungen an Böden und Grundwasser. Generelle Anforderungen an chemische Untersuchungen. Bestimmung der organischen Anteile. Bestimmung des Kalkgehalts. Bestimmung des Sulfatgehalts

6 HANDBUCH EUROCODE 7 BAND Bestimmung des ph-werts (Gehalt an Säure oder Basen) 82 Bestimmung des Chloridgehalts 82 Indexversuche zur Bestimmung zur Festigkeit von Böden Zweck 83 Anforderungen 83 Anwendung der Versuchsergebnisse Versuche zur Bestimmung der Festigkeit von Böden 83 Zweck und Anwendungsbereich Allgemeine Anforderungen Auswertung und Anwendung der Versuchsergebnisse Einaxialer Druckversuch Unkonsolidierter undränierter dreiaxialer Kompressionsversuch 85 Konsolidierter dreiaxialer Kompressionsversuch 86 Konsolidierte direkte Scherversuche mit dem Kastenund dem Kreisringschergerät Versuche zur Bestimmung der Zusammendrückbarkeit und der Verformungen von Böden 87 Allgemeines Versuche zur Bestimmung der Zusammendrückbarkeit mit dem Oedometer 88 Dreiaxialversuche zur Bestimmung der Verformbarkeit 89 Bestimmung der Verdichtung an Böden 90 Zweck Verdichtungsversuche 90 California Bearing Ratio (CBR)-Versuch 91 Bestimmung der Durchlässlgkeltan Böde~ 91 Zweck Anforderungen 91 Auswertung und Anwendung der Versuchsergebnisse Versuche zur Klassifikation von Fels Allgemeines Anforderungen für alle Klassifizierungsversuche 93 Benennung und Beschreibung von Fels Bestimmung des Wassergehalts 93 Bestimmung der Dichte und Porosität Quellversuche an Gestein Allgemeines Allgemeine Anforderungen Auswertung der Versuchsergebnisse Bestimmung des Quelldruckindex bei konstantem Volumen 96 Bestimmung des Quelldehnungsindex bei radial behinderter Dehnung des Probekörpers unter axialer Belastung Bestimmung der Quelldehnung bei unbehinderter Dehnung des Probekörpers. 97 Bestimmung der Festigkeit von Gestein 97 Allgemeines Anforderungen für alle Festigkeitsversuche 97 Auswertung der Versuchsergebnisse Einaxialer Kompressions- und Verformungsversuch Punktlastversuch 99 Direkter Scherversuch 99 Brazil-Test 100 Dreiaxialer Kompressionsversuch 101

7 INHALT A7 Geotechnischer Untersuchungsbericht 103 Allgemeine Anforderungen 103 Darstellung der geotechnischen Information 103 Bewertung der geotechnischen Informationen 104 Festlegen abgeleiteterwerte 105 Geotechnischer Bericht 107 A7.1 A7.2 A7.3 A7.3.1 A A A Einordnung Berichtsabschnitte Auswertung und Beurteilung der Untersuchungsergebnisse Geometrisches Berechnungsmodell Charakteristische Werte für die Kenngrößen von Boden Charakteristische Werte für die Kenngrößen von Fels Charakteristische Werte für Grundwasser Anhang A (informativ) Liste von Versuchsergebnissen von geotechnischen Standardversuchen 111 Anhang B (informativ) Planung von geotechnischen Untersuchungen 115 B.l Phasen der Baugrunduntersuchungen für die geotechnische Bemessung, den geotechnischen Entwurf, die Bauausführung und die Bauwerksnutzung B.2 Auswahl von Verfahren für Baugrunduntersuchung zu unterschiedlichen Etappen 116 B.3 Beispiele für Empfehlungen von Untersuchungsabständen und -tiefen 118 Anhang ((informativ) Beispiel für die Ableitung von Grundwasserdrücken auf der Grundlage eines Grundwassermodells und von Langzeitmessungen 123 Anhang D (informativ) Drucksondierungen ohne und mit Porenwasserdruckmessungen 125 D.l Beispiel für die Ableitung von Werten für den Reibungswinkel und den dränierten Elastizitätsmodul 125 D.2 Beispiel für eine Korrelation zwischen Spitzenwiderstand und Reibungswinkel 126 D.3 Beispiel für eine Methode zur Berechnung der Setzung von Flachgründungen. 126 D.4 Beispiel für eine Korrelation zwischen Steifemodul und Spitzenwiderstand D.5 Beispiele für die Ermittlung des spannungsabhängigen Steifemoduls aus (PT-Ergebnissen 128 D.6 Beispiel für eine Korrelation zwischen dem Widerstand eines Einzelpfahls bei Druckbelastung und dem Spitzenwiderstand aus der Drucksondierung 129 D.7 Beispiel für eine Methode zur Ermittlung des axialen Widerstands eines Einzelpfahls 130 A D.8 Beispiele für den Zusammenhang zwischen dem Spitzendruck qcder Drucksonde «(PT) und der Lagerungsdichtefür verschiedene grobkörnige Böden Anhang E (informativ) Pressiometerversuche (PMT) 137 E.l Beispiel für ein Verfahren zur Berechnung des Grundbruchwiderstandes von Flachgründungen 137 E.2 Beispiel für ein Verfahren zur Berechnung der Setzungen von Flachgründungen 138 E.3 Beispiel für ein Verfahren zur Berechnung des Widerstands eines Einzelpfahls bei Druckbelastung 139

8 HANDBUCH EUROCODE 7 BAND 2 Anhang F (informativ) Standard Penetration Test (SPT) 143 F.1 Beispiele für die Korrelationen von Schlagzahlen und bezogenen Lagerungsdichten 143 F.2 Beispiele für die Ableitung des wirksamen Reibungswinkels 144 F.3 Beispielfür ein Verfahren zur Berechnung der Setzung von Flachgründungen. 144 Anhang G (informativ) Rammsondierungen (DP) 147 G.1 Beispiele für Korrelationen von Schlagzahlen und bezogener Lagerungsdichte 147 G.2 Beispiel für eine Korrelation zwischen dem wirksamen Reibungswinkel und der bezogenen Lagerungsdichte 147 G.3 Beispiel für die Ableitung des spannungsabhängigen Steifemoduls aus DP-Ergebnissen 148 G.4 Beispiel für Korrelationen zwischen Spitzenwiderstand von Drucksondierungen und Schlagzahl 148 G.5 Beispiel für eine Beziehung zwischen den Schlagzahlen verschiedener Rammsonden 149 Anhang H (informativ) Gewichtssondierung (WST) 151 Anhang I (informativ) Flügelscherversuch (FVT) Beispiele für Verfahren zur Bestimmung von Korrekturfaktoren für die Kohäsion des undränierten Bodens Beispiel der Bestimmung des Korrekturfaktors /1 auf der Grundlage der Atterberg-Grenzen Beispiel für die Bestimmung des Korrekturfaktors /1 in Abhängigkeit von den Konsistenzgrenzen und des Konsolidierungszustands Beispiel für die Bestimmung des Korrekturfaktors /1 auf der Grundlage der Atterberg-Grenzen und des Konsolidierungszustands Beispiel für die Bestimmung des Korrekturfaktors /1 auf der Grundlage der Konsistenzgrenzen und des Konsolidierungszustands 156 Anhang J (informativ) Versuch mit dem flachen Dilatometer (DMT) 157 Anhang K (informativ) Belastungsversuch für Flachgründungen (PLT) 159 K.1 Beispiel für die Ableitung des Wertes für die Kohäsion des undränierten Bodens 159 K.2 Beispiel für die Ableitung von Werten für den Verformungsmodul 159 K.3 Beispiel für die Ableitung des Bettungsmoduls 160 K.4 Beispiel für ein Verfahren zur Berechnung der Setzung von Flachgründungen in Sand 161 Anhang L (informativ) Detaillierte Informationen zur Herstellung von Probekörpern aus Boden für Versuche 163 L.I Einleitung 163 L.2 Vorbereitungvon gestörtem Boden für Versuche 163 L.3 Herstellung von ungestörten Probekörpern 165 L.4 Herstellung von wiederverdichteten Probekörpern 165 L.5 Herstellung von aufbereiteten und konsolidierten Probekörpern 168 Anhang M (informativ) Detaillierte Informationen über Versuche zur Klassifikation, Benennung und Beschreibung von Böden 169 M.1 Checklisten für Klassifikationsversuche 169 M.2 Bestimmungdes Wassergehalts 171

9 INHALT M.3 Bestimmung der Dichte 171 M.4 Bestimmung der Korndichte 172 M.S Bestimmung der Korngrößenverteilung 172 M.6 Bestimmung der lagerungsdichte von nichtbindigen Böden 173 M.7 Bestimmung der Zerfallsempfindlichkeit 173 M.8 Bestimmung der Frostempfindlichkeit 174 Anhang N (informativ) Detaillierte Informationen zu chemischen Versuchen an Böden 175 N.l Allgemeines 175 N.2 Bestimmung des Anteils an organischen Bestandteilen 175 N.3 Bestimmung des Kalkgehalts 176 N.4 Bestimmung des Sulfatgehalts 177 N.S Bestimmung des ph-werts (Gehalt an Säuren oder Basen) 177 N.6 Bestimmung des Chloridgehalts 177 Anhang0 (informativ) Detaillierte Informationen zu Indexversuchen zur Bestimmung der Festigkeit von Böden 179 AnhangP (informativ) Detaillierte Informationen zur Bestimmung der Scherfestigkeit von Böden 181 P.l Dreiaxiale Kompressionsversuche 181 P.2 Konsolidierte direkte Scherversuche 182 Anhang Q (informativ) Detaillierte Informationen zur Bestimmung der Zusammendrückbarkeit von Böden 183 Q.l Anzahl der Versuche 183 Q.2 Auswertung der Versuchergebnisse 183 Anhang R (informativ) Detaillierte Informationen über Verdichtungsversuche an Böden 185 R.l Versuchsverfahren, die bei beiden Versuchstypen anwendbar sind 185 R.2 Anforderungen an Verdichtungsversuche 185 R.3 Anforderungen an den CBR-Versuch 185 Anhang S (informativ) Detaillierte Informationen zu Versuchen zur Bestimmung der Durchlässigkeit Versuchsverfahren Anzahl der Versuche Auswertung der Versuchsergebnisse 187 Anhang T (informativ) Herstellung von Probekörpern für Versuche von Gestein 189 Anhang U (informativ) Klassifikationsversuche an Gestein 191 U.l Allgemeines 191 U.2 Benennung und Beschreibung von Fels 191 U.3 Bestimmung des Wassergehalts 191 U.4 Bestimmung der Dichte und Porosität 191 Anhang V (informativ) Quellversuche an Gestein 193 V.l Allgemeines 193 V.2 Bestimmung des Quelldruckindex bei konstantem Volumen 193

10 HANDBUCH EUROCODE 7 BAND 2 V.3 Bestimmung des Quelldehnungsindex bei radial behinderter Dehnung des Probekörpers und axialer Belastung 194 V.4 Bestimmung der Quelldehnung bei unbehinderter Verformung des Probekörpers 194 Anhang W (informativ) Versuche zur Bestimmungder Festigkeit von Gestein 195 W.I Einaxiale Druckfestigkeit und Verformbarkeit 195 W.2 Punktlastversuch 196 W.3 Direkter Scherversuch 197 W.4 Brazil-Test 197 W.5 Dreiaxialer Kompressionsversuch 198 Anhang X (informativ) Literaturhinweise 199 X.I Abkürzungen und Bezeichnungen 199 X.2 Dokumente zur Entnahme von Boden und Fels und zu Grundwassermessungen 199 X.3 Felduntersuchungen 199 X.4 Dokumente zu Laborversuchen 202 X.5 Bücher, Aufsätze und andere Veröffentlichungen über Laborversuche 208 A Anhang AA (informativ) Merkmale und Beispiele zur Einstufung in die Geotechnischen Kategorien 209 A Literaturhinweise 215