Inhaltsverzeichnis Band 1

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1 Inhaltsverzeichnis Band 1 1 Einführung Entwicklung und Einordnung Sachverständiger für Geotechnik Baugrandinstitute und Baugrundgutachten Baugrandrisiko und Verpflichtung des Auftraggebers Geotechnische Gesellschaften 18 2 Grundlagen zur Geologie und Struktur von Boden und Fels Aufbau des Erdkörpers und geologische Einordnung Gesteinsbildung Regionalgeologie in Deutschland Zusammensetzung und Struktur von Böden Struktur und Gefüge von Gesteinen und Gebirge 28 3 Wasser im Untergrund Physikalische Eigenschaften des Wassers Erscheinungsformen des Wassers im Untergrand Grundlagen der Wasserströmung im Untergrand Grandgleichungen Hydraulischer Gradient und Strömungskraft Filtergeschwindigkeiten und Darcy'sches Filtergesetz Erweiterung aufgeschichtete Böden Begriffe Vertikale Strömung Horizontale Strömung Variationsmöglichkeiten der Untergrunddurchlässigkeiten Potentialtheorie Näherungslösung der Potentialtheorie mit Strömungsnetzen Wassermengenbestimmung aus dem Potentialnetz Strom- und Potentiallinien bei Baugrundschichtung 44 Bibliografische Informationen digitalisiert durch

2 4 Untersuchungen von Boden und Fels als Baugrund und Baustoff (Baugrunduntersuchung) Normen Begriffe Klassifizierung und Einordnung der Bodenarten Allgemeines Klassifizierung nach DIN Klassifizierung nach DIN Klassifizierung nach DIN Klassifizierung nach DIN Zeichnerische Darstellung der Baugrunderkundungsergebnisse Beschreibung der wichtigsten Bodenarten Geotechnische Untersuchungen für bautechnische Zwecke nach DIN Allgemeines Aufgabenstellung bei geotechnischen Untersuchungen Art und Umfang der geotechnischen Untersuchungen Geotechnische Untersuchungsverfahren Baugrunderkundung durch Bohrungen und Schürfe Allgemeines Schürfgraben und Schürfschlitze Bohrungen Baugranderkundung durch Sondierungen Anwendungsformen von Sondierungen Rammsondierungen Drucksondierungen Flügelsondierungen Beispiel der Darstellung einer Baugrunduntersuchung 71 5 Einführung in das geotechnische Feld- und Laborversuchswesen Allgemeines Bodenproben für Laborversuche Durchführen und Auswerten von Laborversuchen Eigenschaften und Versuche zur Klassifizierung und Einordnung der Böden Korngrößenverteilung Korndichte Organische Anteile 75

3 5.4.4 Kalkgehalt Eigenschaften und Versuche zur Zustandsbeschreibung von Böden Dichte Porenanteil und Porenzahl Wassergehalt Lagerangsdichte Bestimmung der Zustandsgrenzen bindiger Böden Sättigungsgrad Rechnerische Beziehungen zwischen Bodenkenngrößen Geohydraulische Eigenschaften von Böden Bodenmechanische Kenngrößen zur Verformung und Festigkeit Konventionelle erdbautechnische Prüfverfahren Allgemeines Proctorversuch Bestimmung der Trockendichte des Bodens im Feld Verdichtungsgrad Plattendrackversuch 85 Spannungszustände in der Bodenmechanik Allgemeines Definition von totalen, effektiven und Porenwasserdruck-Spannungen Ruhedruckspannungen im elastisch-isotropen Halbraum -Primärspannungen 89 Elastizitätstheorie und Grenzzustände im Boden Elastizitätstheorie Mohr'sche Darstellung der Spannungen Grenzzustände (Brachzustände) Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit und Tragfähigkeit 102 Berechnungen von Zusatzspannungen und Setzungen Modellvorstellungen Ermittlung von Zusatzspannungen aus Bauwerkslasten Verfahren zur Setzungsberechnung Grandlagen Setzungsermittlung mit Hilfe lotrechter Spannungen Setzungen und Verkantungen mit Hilfe von geschlossenen Formehl 114

4 9 Verformungs- und Scherfestigkeitsverhalten von Böden Verformungsverhalten von Böden Kenngrößen Eindimensionaler Kompressionsversuch (KD-Versuch) Festigkeitsverhalten von Böden (Scherfestigkeit) Grandlagen und Begriffe Bedeutung von totalen, effektiven und Porenwasserdruckspannungen für die Scherfestigkeit Laborversuche zur Ermittlung der Scherparameter Konsolidationstheorie Einleitung Größe des Porenwasserüberdruckes bei Spannungsänderang Eindimensionale Konsolidationstheorie Allgemeines Herleitung der Differentialgleichung für die eindimensionale Konsolidation nach Terzaghi Lösung der Differentialgleichung der eindimensionalen Konsolidationstheorie Zeitabhängige Belastung Mehrdimensionale Konsolidationstheorie Konsolidationsbeschleunigung durch Vertikaldränagen Wirkungsweise Arten und Einbau von Vertikaldränagen Berechnung des Konsolidationsvorganges bei Vertikaldränagen Sekundärkonsolidation Bestimmung des Zeit-Setzungsverhaltens im Laborversuch Bodenkenngrößen aus Erfahrungswerten und Korrelationen Erfahrungswerte für Bodenkenngrößen Allgemeines Aus EAU (2005) Aus EAB (2006) Korrelationen zwischen Bodenkenngrößen Ableitung von Bodenkenngrößen aus Sondierungen Erd- und Wasserdruck Einführung 160

5 12.2 Begriffe und Bezeichnungen Erddrucktheorie nach Coulomb mit ebenen Gleitflächen Annahmen Aktiver Erddruck Passiver Erddruck Aktiver und passiver Grenzzustand im Halbraum - Flächenbrach- bzw. Zonenbrachtheorie nach Rankine Bewertung der Theorien von Coulomb und Rankine Praktische Erddruckberechnung Allgemeines Ansatz des Neigungswinkels des Erddrackes Erddrack infolge Bodeneigengewicht mit ebenen Gleitflächen Erddrack infolge Kohäsion Mindesterddruck Erdruhedruck Erddrack infolge Nutzlasten auf der Geländeoberfläche Erddrack bei geschichtetem Boden Erddrack bei gebrochener Geländelinie bzw. geknickter Wand Passiver Erddrack mit gekrümmten Gleitflächen Erddrack bei wassergesättigten, bindigen Böden Verdichtungserddruck Räumlicher Erddrack Hydrostatischer Wasserdruck Näherangsweise Berücksichtigung der Wasserströmung Maßgebliche Wasserspiegelhöhen Sicherheitsnachweise in der Geotechnik und neue Normengeneration Entwicklung der neuen nationalen und europäischen Normen Allgemeines Geotechnische Normen zur Berechnung und Bemessung Europäische Ausführungsnormen für geotechnische und Spezialtiefbauverfahren Gültigkeit und Übergangsregelungen von alten und neuen Normen Berechnungsmodelle Globales Sicherheitskonzept - herkömmliche Vorgehensweise Grandlagen zum neuen Sicherheitskonzept mit Teilsicherheitsbeiwerten Anwendungshinweise 191 7

6 13.6 Formen der Sicherheitsnachweise und Grenzzustände Grenzzustände in der Geotechnik Grenzzustand GZ 1A Grenzzustand GZ 1B Grenzzustand GZ IC Besondere Regelungen in der Geotechnik Neue Begriffsfestlegungen für Bauwerke Geotechnische Kategorien Bemessungssituationen bei geotechnischen Bauwerken Berücksichtigung von Wasserdruck Teilsicherheitsbeiwerte nach DIN Berechnungsverfahren Zuordnungen zwischen DIN 1054 und DIN EN Standsicherheit von Böschungen und Geländesprüngen Begriffe und Definitionen Brachkinematik und Berechnungsverfahren Sicherheitsdefinition und Grenzzustandsbedingung Bemessungswerte der Einwirkungen und Beanspruchungen Eigengewichte Lasten in oder auf dem Gleitkörper Kräfte von vorgespannten Zuggliedern Wasserdruck Porenwasserüberdruck infolge Konsolidation Sonstige Einwirkungen Bemessungswerte der Widerstände Scherfestigkeit des Bodens Zugglieder Äußere Kräfte und äußere Momente Lamellenverfahren nach Krey/Bishop für kreisförmige Gleitflächen Theoretische Grandlagen und Herleitung der Berechnungsformeln Bemessungswerte der Beanspruchungen im Lamellenverfahren Bemessungswerte der Widerstände im Lamellenverfahren Lage der Gleitlinie Sonderfall Bestimmung des Böschungswinkels mit Hilfe von Nomogrammen Blockgleitverfahren (Stützlinienverfahren) 220

7 14.10 Zusammengesetzte Brachmechanismen Berechnung des Ausnutzungsgrades // beim Verfahren Blockgleiten und zusammengesetzte Mechanismen Verfahren zur Baugrundverbesserung Einleitung Verfahren ohne Bodenaustausch Oberflächenverdichtung Vorbelastung Konsolidationsbeschleunigung durch Vertikaldränagen Dynamische Intensivverdichtung Weitere Verfahren Verfahren mit Voll- oder teilweisem Bodenaustausch Bodenersatz Spülverfahren Nassbaggerung Bodenverdrängung Tiefenrüttlung Anwendungsbereiche Rütteldrackverfahren Rüttelstopfverfahren Berechnung und Bemessung von Rüttelstopfsäulen Prüfungen Säulenförmige Verfahren Numerische Berechnungsverfahren in der Geotechnik Allgemeines Grandlagen der Methode der Finiten-Elemente Eigenschaften finiter Elemente am Beispiel eines Dreieckelements Höherwertige Finite-Elemente-Typen Physikalische Nichtlinearitäten bzw. Stoffgesetze von Böden Im FE-Programm PLAXIS verwendete Stoffgesetze Berechnungsorganisation bei nichtlinearem Stoffverhalten Diskontinuität Berücksichtigung von Primärzuständen 253

8 Anhang A: Tafeln, Formeln, Bodenkenngrößen 255 A-l: Abkürzungen und Formelzeichen 255 A-2: Formeln zur Ermittlung der passiven Erddruckbeiwerte nach Sokolovski/Pregl mit gekrümmten Gleitflächen 260 A-3: Räumlicher Erddrack 262 A-4: Erfahrungswerte für Bodenkenngrößen aus v. Soos (2001) 264 A-5: Korrelationen zwischen Bodenkenngrößen 266 Anhang B: Zahlenbeispiele 271 Beispiele zu Kapitel Beispiele zu Kapitel Beispiele zu Kapitel Beispiele zu Kapitel Beispiele zu Kapitel Beispiele zu Kapitel Beispiele zu Kapitel Beispiele zu Kapitel Beispiele zu Kapitel Beispiele zu Kapitel Beispiele zu Kapitel Beispiele zu Kapitel Literaturverzeichnis 356 Stichwortverzeichnis