Grundbau-Taschenbuch, Teil 2

Geotechnische Verfahren

Karl Josef Witt

• Verlag: Ernst & Sohn
• Jahr: 2018
• ISBN drucken: 9783433031520
• eBook-ISBN: 9783433607305
• Auflage: 8
• Thema: Technik & Maschinenbau
• Thema: Bauingenieurwesen

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 zweite Teil des Grundbau-Taschenbuches behandelt die geotechnischen Verfahren mit ihren Berechnungs- und Nachweismethoden: Erdbau, Baugrundverbesserung, Injektions- und Ankertechnik, Bodenvereisung, Horizontalbohrungen und Rohrvortrieb, Rammen und Bohren, Grundwasserhaltung, geotechnisches Erdbebeningenieurwesen sowie Geokunststoffe im Erd- und Grundbau. Neu hinzugekommen ist ein Kapitel über hydraulisch bedingte Grenzzustände.

2.1
Erdbau

Dietmar Adam

1 Einleitung

1.1 Allgemeines

Der Erdbau befasst sich mit der Herstellung von Erdbauwerken, wie Dammbauwerken, und Einschnitten in bestehendes Gelände. Als Baustoffe kommen für Anschüttungen mineralische, aber auch künstliche Schüttmaterialien infrage. Der Erdbau ist demnach eine Form der Massenbewegung zur Herstellung von Dammbauwerken und Einschnitten. Zum Erdbau zählen aber auch ausgewählte Bodenverbesserungsmaßnahmen, wie zum Beispiel der Bodenaustausch, oder auch die Herstellung von Auf- und Hinterfüllungen.

Ein Erdbauwerk ist gemäß DIN EN 16907-1:2016-01 [89]: Ein durch Erdarbeiten (Einschnitte, Aufschüttung) entstandenes Tiefbauwerk, das aus Böden, Fels, Nebenprodukten oder aufbereitetem Material hergestellt wurde.

Der Erdbau ist ein interdisziplinäres Fachgebiet. Die Geotechnik befasst sich mit den konstruktiven Grundlagen zur Planung und Herstellung von standsicheren, gebrauchstauglichen und dauerhaften Erdbauwerken. Die Bauverfahrenstechnik befasst sich mit der wirtschaftlichen Optimierung, um die Herstellungskosten, aber auch die damit verbundenen Umweltauswirkungen zu minimieren. Gerade im Erdbau werden große Massen in Bewegung gesetzt, daher kommt diesem Aspekt besondere Bedeutung zu.

Dass der Erdbau ein ausgeprägt interdisziplinäres Themengebiet darstellt, wird auch durch die große Anzahl an Regelwerken ersichtlich. Für alle Fachbereiche, wie z. B. für Straßenbau, Eisenbahnbau, Deponiebau, Staudammbau usw. gibt es zahlreiche Regelwerke, Normen und Vorschriften und damit unterschiedlichste Anforderungen an Erdbauwerke. Auch bei den Schüttmaterialien gibt es eine weite Bandbreite von Materialien, die für den Erdbau infrage kommen, es handelt sich dabei nicht immer um mineralische Erdbaustoffe, sondern auch Recycling- oder Leichtbaustoffe können beispielsweise zur Anwendung kommen.

Im vorliegenden Kapitel über den Erdbau liegt der Schwerpunkt in der Geotechnik, insbesondere im Bereich der Bodenmechanik, sowie bei den grundbautechnischen Grundsätzen. Da die Bauverfahrenstechnik ebenfalls eng vernetzt mit dem Erdbau ist, wird auf wichtige Aspekte eingegangen, jedoch für eine Vertiefung in dem Bereich muss auf die weiterführende Literatur verwiesen werden.

1.2 Typen von Erdbauwerken

Die verschiedenen Bauwerkstypen im Erdbau und deren Abgrenzung zu anderen Disziplinen sind in Bild 1 dargestellt. Im Verkehrsdammbau ist die Abgrenzung des Erdbaus durch den Unter- und Oberbau gegeben. Der Oberbau wird durch die straßenbauund eisenbahnbautechnischen Anforderungen bestimmt und zählt nicht zum Erdbau. Baugrundverbesserungsmaßnahmen des Spezialtiefbaus werden dem Erdbau nicht zugeordnet, eine Bodenauswechselung stellt die Ausnahme dar. Dadurch, dass ein neuer Bodenkörper eingebracht wird, handelt es sich um ein Erdbauwerk. Aushubarbeiten und die Materialgewinnung sind ebenfalls erdbauliche Maßnahmen. Baugrubensicherungen gehören nicht zum Erdbau; lediglich wenn auf eine konstruktive Baugrubensicherung verzichtet werden kann und eine natürlich geneigte Böschung hergestellt wird, ist diese den erdbaulichen Maßnahmen zuzuordnen. Im Bereich des Staudamm- und Deponiedammbaus wird das gesamte Bauwerk dem Erdbau zugeordnet, bis auf einzelne konstruktive Elemente, wie z. B. Oberflächen- bzw. Kernabdichtungen aus Asphalt, Beton usw., oder die Herstellung einer Herdmauer oder der Kontrollgänge.

Gemäß Bild 1 können die Bauwerkstypen von Erdbauwerken unterteilt werden in

• – Dämme,
• – Einschnitte,
• – Auf- und Hinterfüllungen,
• – Bodenverbesserung durch Bodenaustausch.

Bild 1 Anwendungsbereiche und Abgrenzung des Erdbaus (nach [29])

1.3 Anforderungen an Erdbauwerk

Je nach Bauwerkstyp sind unterschiedliche Anforderungen zu erfüllen. Anforderungen an Erdbauwerke können in Anlehnung an [29] exemplarisch folgendermaßen definiert sein:

• – Verdichtung;
• – Standsicherheit (Böschungsbruch, Grundbruch, Abgleiten, Oberflächenstabilität, …);
• – Setzungsverhalten (zu beachten ist, dass es durch einen Materialabtrag infolge der Entlastung des Untergrunds auch zu Hebungen kommen kann);
• – Einfluss des Wassers, Erosionssicherheit und Filterstabilität (Erosion durch Niederschlag und Oberflächenabfluss, Grundwasser);
• – Durchlässigkeit, Abdichtung (z. B. entsprechend geringe Durchlässigkeit bei mineralischen Kerndichtungen bei Staudämmen);
• – Erdbaustoffe;
• – Massenausgleich.

Eine grundsätzliche Zuordnung der Bauwerkstypen zu den Anforderungen des Erdbaus ist in Tabelle 1 dargestellt. Die Anforderungen können jedoch je nach ...

Inhaltsverzeichnis

• Cover
• Inhaltsverzeichnis
• Titelseite
• Impressum
• Vorwort
• Autoren-Kurzbiografien
• Verzeichnis der Autoren
• 2.1 Erdbau
• 2.2 Baugrundverbesserung und Injektionen
• 2.3 Verstärkung von Gründungsstrukturen
• 2.4 Bodenvereisung
• 2.5 Verpressanker, Bodennägel und Zugpfähle
• 2.6 Bohrtechnik
• 2.7 Horizontalbohrungen und Rohrvortrieb
• 2.8 Einbringverfahren für Pfähle und Spundbohlen: Rammen, Vibrieren, Pressen
• 2.9 Grundwasserströmung – Grundwasserhaltung
• 2.10 Hydraulisch bedingte Grenzzustände
• 2.11 Geotechnisches Erdbebeningenieurwesen
• 2.12 Geokunststoffe in der Geotechnik und im Wasserbau
• Stichwortverzeichnis
• Inserentenverzeichnis
• Wiley Endbenutzer-Lizenzvereinbarung