Untersuchung Und Festigkeitslehre Des Baugrundes

ISBN-13: 9783709181065 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 466 str.

K. Szechy

Spis treści

I. Entstehung und Untersuchung des Baugrundes.- A. Entstehung und Einteilung der verschiedenen Baugrundarten.- 1.Festgesteine.- a)Faktoren, welche die Festigkeit des Gesteins beeinflussen.- ?) Korngröße.- ?) Porosität.- ?) Gefügeverhältnisse (Kristallgefüge).- b)Zerkleinerung der Festgesteine und Entstehung der Lockergesteine.- ?) Physikalische Verwitterungsfaktoren.- ?) Chemische Verwitterung.- ?) Physikalisch-biologische Verwitterung.- 2.Geologische Einteilung der Baugrundarten.- a)Äolische Böden (Windsedimente).- b)Alluviale Bodenarten.- 3.Physikalische Einteilung der Böden.- a)Einteilung nach der Korngröße.- ?) Kiesböden.- ?) Sandboden.- ?) Mehlsandboden.- b)Einteilung nach den plastischen Eigenschaften.- ?) Tonboden.- ?) Sandiger Ton (Lehm).- ?) Schluff.- c)Einteilung der Böden nach den Zustandskennziffern.- ?) Relative Dichte.- ?) Konsistenzzahl.- d)Organische Böden.- ?) Humus.- ?) Organischer Schluff (Faulschlamm).- ?) Organischer Ton.- ?) Torf.- ?) Junge Anschüttungen.- e)Bodenarten, die sich im Zustand der Verfestigimg befinden.- ?) Löß.- ?) Mergel.- f)Bodenarten, die sich im Verwitterungsstadium befinden.- g)Für Gründungszwecke schlecht geeignete Bodenarten.- ?) Körnige Böden.- ?) Löß.- ?) Frische, lockere Anschüttungen.- ?) Bindige Böden.- ?) Organische Böden.- 4.Die wichtigsten physikalischen und mechanischen Eigenschaften der verschiedenen Bodenarten.- a) Druckbeanspruchung und Druckfestigkeit.- ?) Das Porenvolumen.- ?) Elastische Zusammendrückbarkeit der Körner.- ?) Wassergehalt des Bodens.- ?) Mineralogische Beschaffenheit und Art des Kornaufbaues.- ?)Durchlässigkeit des Bodens.- ?)Chemische Eigenschaften.- ?) Elastizitätsmodul.- ?) PoiSSONscher Faktor.- b) Scherbeanspruchung und Scherfestigkeit.- ?) Gleichgewicht in einem idealisierten körnigen Boden.- ?) Innere Reibung.- ?) Kohäsion.- ?) Scherfestigkeit.- Literatur.- B. Methoden der Baugrundaufschließung und die diesbezüglichen Gründungsvorschriften.- 1.Ziel und Aufgabe der Baugrundaufschließung.- 2.Voruntersuchungen (geologische Untersuchungen und örtliche Besichtigung der Baustelle).- 3.Unmittelbare Bodenauf Schließung.- a)Schürf grübe und Schürf Schacht.- b)Waagrechte Schürfstollen.- c)Probebohrungen.- ?) Probebohrungen zur ausschließlichen Feststellung der Schichtfolge (Erkundungsbohrungen).- ?) Probebohrungen für genaue bodenmechanische Untersuchungen.- ?) Kernbohrungen.- ?) Tiefbohrungen.- ?) Bohrungen für andere Zwecke.- 4.Die Entnahme von Bodenproben.- a)Probeentnahme bei Erkundungsbohrungen zur Bestimmung der Bodenschichtung.- b)Probeentnahme für ausführliche Bodenuntersuchungen.- c)Die Entnahme von ungestörten Bodenproben.- ?) Entnahmegeräte für bindige Böden.- ?) Entnahmegeräte für körnige Böden.- d)Vorschriften für die Entnahme der Bodenproben.- ?) Sowjetische Vorschriften.- ?) Deutsche Vorschriften.- 5.Die Austeilung und Tiefe der Bodenauf Schließungen.- 6.Die Untersuchung der Grundwasserverhältnisse.- a)Die Untersuchung der chemischen Zusammensetzung der Bodenschichten.- b)Hydrologische Schürfbohrungen.- 7.Bodenuntersuchung durch Probebelastung.- a)Probebelastung an der Oberfläche.- ?) Die Durchführung der Probebelastung.- ?) Mängel und Auswertung der Probebelastung.- ?) Probebelastungen mit Überflutung.- b)Probebelastung im Bohrloch.- ?) Lotrechte Probebelastung im Bohrloch.- ?) Waagrechte Probebelastung im Bohrloch.- c)Bodenuntersuchung durch Probepfähle.- d)Sondierungen (Sondenbohrungen, Sondenrammungen).- ?) Schwedischer Sondenbohrer.- ?) Spülsonde nach Terzaghi.- ?) Künzel-Paprothsche Rammsonde.- ?) Tiefsondierungen (Penetrometer).- 8.Geophysikalische Bodenuntersuchungen.- a)Geoelektrische Bodenuntersuchung.- ?) Tiefensondierung.- ?) Profilmessung.- ?) Grundwasserforschung.- b)Seismische Bodenuntersuchung.- c)Dynamische Bodenuntersuchung.- d)Bodenuntersuchung mit radioaktiven Isotopen.- e)Linienartige Bodenauf Schließung.- 9.Plan der Baugrundauf Schließung.- a)Einteilung der Bauwerke und der Baugrundarten.- ?) Die Einteilung der Bauwerke mit Rücksicht auf ihre Gründung.- ?) Einteilung des Baugrundes mit Rücksicht auf die für die Gründung maßgebende Bodenschichte.- ?) Die verschiedenen Grade der Bodenaufschließungen.- b)Die Reihenfolge der Untersuchungen.- Literatur.- II. Die Festigkeitslehre des Baugrundes.- A. Die Grenzspannung (zulässige Belastung) des Bodens bei Flachgründungen.- 1.Bestimmungen der zulässigen Bodenspannungen auf Grund von Erfahrungswerten.- 2.Die Bestimmung der Bodentragfähigkeit durch Probebelastung.- 3.Theoretische Verfahren für die Berechnung der zulässigen Bodenpressungen.- a)Bruchverfahren.- Bruchverfahren unter Voraussetzung ebener Gleitflächen.- ?) Die Theorie von Rankine (Ritter).- ?) Die Terzaghische Theorie mit Annahme ebener Gleitflächen.- Bruchverfahren, bei denen die Verschiebung entlang verschieden geformter Gleitflächen erfolgt.- ?) Das von Buisman ergänzte Prandtlsche Verfahren.- ?) Theorie von Schultze.- ?) Neuere Untersuchungen von Terzaghi.- ?) Das Verfahren von Mizuno.- ?)Die Berechnung der Tragfähigkeit nach Meyerhof.- ?)Vergleich zwischen den einzelnen Tragfähigkeitsformeln und ihren Beiwerten. Sicherheitsfaktoren.- b)Äußere Einflüsse auf die Bruchfestigkeit.- ?) Einfluß der Richtung der äußeren Belastung.- Das Verfahren von Sokolowski.- Das Verfahren von Dubrow.- Das Verfahren von Schultze.- Das Verfahren von Meyerhof.- ?) Grenzspannung unter ausmittiger Belastung.- Die Theorie von Schütte.- Berechnungsverfahren nach deBeer.- Die Methode von Meyerhof.- ?) Der Einfluß der Grundrißform des Gründungskörpers auf die zulässige Bodenpressung.- Versuchsergebnisse (Kögler, Aichhorn, Meischeider, Kezdi, Degebo).- Die Formeln von Schultze.- Die Erweiterung des Verfahrens von Meyerhof für die zulässigen Bodenpressungen unter Fundamenten mit geschlossener Grundrißform.- Das Verfahren von Mizuno für kreisförmige Gründungsflächen.- ?) Einfluß der geneigten Oberfläche (bzw. ungleichmäßiger Gründungstiefe) auf die Bestimmung der zulässigen Boden-Pressungen für Gründungen oberhalb einer Böschung.- c)Spannungszustand und Bruchbelastung für den Sonderfall vollkommen plastischer Böden (? = 0).- ?) Die Berechnung des Spannungszustandes und der Bruchfestigkeit nach Jáky.- ?) Die Berechnungsweise nach Tschebotarioff-Wilson.- d)Die Bestimmung der zulässigen Bodenpressungen nach den Deformationsverfahren.- ?) Die Methode von Fröhlich-Maag.- ?) Die Berechnungsmethoden verschiedener sowjetischer Forscher.- Das Verfahren von Maslow.- Das Verfahren von Jaropolskij.- ?) Das Verfahren von Jáky.- 4.Amtliche Vorschriften über die Bestimmung der zulässigen Boden — pressing.- a)Die ungarischen Gründungsvorschriften.- ?) Zulässige Bodenpressungen für körnige Böden.- ?) Zulässige Bodenpressungen für bind ige Böden.- ?) Zulässige Spannungen für makroporöse Böden.- ?) Zulässige Spannungen für Felsböden.- ?) Zulässige Spannungen für ausmittige Belastungen.- b)Vergleich der ungarischen Normen mit einigen anderen Gründungsvorschriften.- ?) Die sowjetische Norm I-TU 6–48.- ?) Die polnische Gründungsvorschrift PN-55 B-03020.- ?) Die deutsche Gründungsvorschrift DIN 1054.- ?) Vergleich der Vorschriften über Felsböden.- ?) Vergleich der Vorschriften über makroporöse Böden.- 5.Zahlenbeispiele.- a)Tragfähigkeitsverfahren.- b)Deformationsmethoden.- c)Die Anwendung der Gründungsvorschriften.- Literatur.- B. Spannungsverteilung im Baugrund.- 1. Bestimmung der Spannungsverteilung nach der Elastizitätslehre.- a)Spannungsverteilung unter einer Punktlast.- ?) Boussinesqs Theorie.- ?) Die Theorie von Fröhlich.- ?) Die Theorie von Certjtti-Ohde.- ?) Die Theorie von Westergaard.- b)Linienbelastung an der Oberfläche.- ?) Boussinesqs Theorie.- ?) Fröhlichs Theorie.- c)Spannungsausbreitung infolge einer Streifenlast.- ?) Gleichmäßig verteilte Belastung.- ?) Parabelförmige Belastung.- ?) Dreieckförmige Belastung.- ?) Trapezförmige Belastung.- ?) Glockenförmige Belastung.- d)Spannungsberechnung unter Flächenlasten. Einfluß werte für die Spannungen.- ?) Spannungsverteilung unter Kreisfläche.- ?) Spannungsverteilung unter Rechteckflächen (Steinbrenner).- ?) Spannungen unter Belastungsflächen beliebiger Form (Newmark).- 2.Bestimmungen der Spannungen bei Annahme geschlossener Spannungsgebiete.- a)Die Theorie von Strohschneider.- b)Annahme linearer Spannungsausbreitung (Kögler).- c)Die neuere Theorie von Kögler.- d)Freiberger Versuche über die Druckausbreitung (Kögler-Görner-Scheidig).- e)Die Grenztiefentheorie von Jáky.- 3.Sonstige Faktoren, durch die die Ausbreitung und Verteilung der Spannungen beeinflußt wird.- a)Theorie von Bendel.- b)Der Einfluß der Gründungstiefe.- c)Einfluß der Bodenschichtung.- ?) Tiefliegende steife Schicht.- ?) Tiefliegende weiche Schicht.- ?) Die Wirkung einer eingebetteten Schicht.- ?) Pokrowskijs Vorschlag zur Erfassung der Wirkung mehrerer Schichten.- ?) Beliebige Schichtung.- d)Der Einfluß der Steifigkeit des Grundkörpers.- e)Der Einfluß der Reibung in der Sohlfuge sowie der Einfluß einer ausmittigen Belastung.- 4.Zahlenbeispiele für die Spannongsberechnung.- Literatur.- C. Setzungsberechnung.- 1.Die Bestimmung der Zusammendrückungen durch Zusammenhänge der Elastizitätslehre.- a)Die Theorie von Boussinesq und Schleicher.- b)Die Methode von Steinbrenner und Newmark.- c)Das Verfahren von Fröhlich unter Benutzung eines genäherten Elastizitätsmoduls von konstanter Größe.- d)Das Näh erungsverfahren von Terzaghi mit linear veränderlichem Elastizitätsmodul.- 2.Setzungsberechnung auf Grund geschlossener Spannungsbereiche unter Verwendung des kennzeichnenden Zusammendrückungsmoduls (Steifezahl).- a)Konstante Spannung und Zusammendrückbarkeit, durch lotrechte Ebenen begrenzter Spannungsbereich.- b)Lineare Spannungsausbreitung nach Kögler.- c)Auch in lotrechter Richtung begrenzter Spannungsbereich.- ?) Die Grenztiefentheorie von Jáky.- ?) Das Verfahren von Bendel.- ?) Zahlenbeispiele.- 3.Setzungsberechnung bei unmittelbarer Verwendung der Kompressions- kurve und nach der Elastizitätslehre berechnete Spannungen (elementare Summierungsmethode).- a)Setzungsberechnung mit Hilfe eines genauen Zusammendrückungsmoduls (Steifezahl).- b)Elementare Setzungsaddition.- c)Die Fehler der Setzungsberechnungen.- 4.Setzungsberechnung bei Erfassung weiterer Einflüsse.- a)Die Methode der gleichwertigen Schichtdicke nach Tsitowitsch.- b)Berechnung von Jegorow.- c)Genähertes Berechnungsverfahren unter Benutzung der Fließgrenze.- d)Zahlenbeispiele.- 5.Berechnung des zeitlichen Setzungsverlaufes.- a)Eindimensionale Konsolidation.- b)Zweidimensionale Konsolidation.- c)Näherungslösimg für Grundaufgaben.- 6.Aus sekundärer Zeitwirkung entstehende Setzung.- 7.Vorschriften für die Setzungsberechnung.- a)Wann soll eine Setzungsberechnung durchgeführt werden?.- ?) Nach MSz 15002.- ?) Nach den sowjetischen Vorschriften I und TU 6–48.- ?) Nach den polnischen Vorschriften.- ?) Nach DIN 1054.- b)Vorschriften über die Methode der Setzungsberechnungen.- ?) Berechnung der Spannungen.- ?) Die Annahmen über die Grenztiefe.- c)Die Berücksichtigung der Steifigkeit des Gründungskörpers.- d)Zulässiges Maß der Setzungen.- e)Zeitlicher Verlauf der Setzungen.- ?) Die Richtlinien in den Vorschriften I-TU 6–48.- ?) Die Vorschriften der Norm DIN 4019.- 8.Setzungen durch seitliches Ausweichen des Bodens.- 9.Die Berechnung der aus dynamischen Einflüssen entstehenden Setzungen.- Literatur.- D. Ursachen der Setzungen, Setzungsunterschiede, Maßnahmen gegen schädliche Setzungen.- 1. Ursachen der Setzungen.- a)Die Setzung beeinflussende Faktoren im Falle statischer Belastung.- ?) Einfluß der Breite des Bauwerkes.- ?) Einfluß der Form des Gründungskörpers.- ?) Der Einfluß der Steifigkeit des Bauwerkes.- Die Steifigkeit des Gründungskörpers.- Die Steifigkeit des Bauwerkes.- ?) Der Einfluß der Gründungstiefe.- ?) Der Einfluß der Beschaffenheit des Baugrundes.- b)Einflußfaktoren auf Setzungen, die infolge dynamischer Belastungen auftreten.- ?) Der Einfluß von Pfahlrammungen.- ?) Der Einfluß des Verkehrs.- ?) Einfluß der Schwingungen.- c)Setzungen infolge Grundwassereinwirkungen.- ?) Die Zunahme des Wassergehaltes des Bodens.- ?) Die Schwankung des Grundwasserspiegels.- ?) Die Bewegung des Grundwassers.- d)Durch Bodenauflockerung und Aushöhlung auftretende Setzungen.- ?) Bodenaushub von der Oberfläche.- ?) Benachbarte Tiefgründung (Brunnenabsenkung usw.).- ?) Unterirdische künstliche Hohlräume.- ?) Erdrutschung.- e)Setzungen infolge chemischer und physikalischer Einflüsse.- ?) Chemische Einwirkungen.- ?) Physikalische Einflüsse 37.- 2.Schädliche Setzungen und deren Ursachen.- a)Grenzwerte der schädlichen Setzungen auf Grund von Konstruktion und Verwendungszweck des Bauwerkes.- ?) Polnische Vorschriften.- ?) Sowjetische Vorschriften.- ?) Die Versuche von Prof. Rausch.- D)Weitere Versuchsergebnisse.- E)Die Vorschläge von Skempton.- b)Die Ursachen und Folgen großer Setzungen.- c)Die Ursachen und Folgen ungleichmäßiger Setzungen.- ?) Die geologischen und physikalischen Ungleichmäßigkeiten des Baugrundes.- ?) Ungleichmäßige Belastung.- ?) Verschiedenartige Gründungen.- ?) Ungleichmäßig wirkende äußere Faktoren.- d)Der zeitliche Verlauf der Setzungen.- 3.Maßnahmen gegen schädliche Setzungen.- a)Verminderung der Spannungen und der Zusammendrückbarkei des Baugrundes.- ?) Die Entfernung der oben liegenden, weichen, zusammendrückbaren Schichten und die Tieferlegung der Gründungsebene.- ?) Das Bodenaustauschverfahren.- ?) Verhinderung des seitlichen Ausweichens.- ?) Abminderung der Sohlpressungen.- Vergrößerung der Grundfläche.- Vergrößerung der Tragfähigkeit der oberen Schichten.- Maßnahmen, um gleiche Setzungen zu erhalten.- ?) Die künstliche Verfestigung der lockeren oder weichen zusammendrückbaren Bodenschichten.- b)Setzungsunempfindliche Konstruktion der Bauwerke.- ?) Geeignete Konstruktionen zur Ausschaltung der schädlichen.- Große Steifigkeit.- Statisch bestimmte Konstruktionen.- Biegsamkeit.- Bauwerkfugen und Gelenke.- ?) Setzungsfugen.- ?) Anschlüsse, Öffnungen und Leitungsaussparungen.- c)Anwendung von unnachgiebigen Gründungsarten.- ?) Pfahlgründung und deren Anwendungsgrenzen.- Pfahlrammung in gegen Durchkneten empfindlichem Tonboden.- Lastübertragende Wirkung der Pfahlgründung auf unten liegende weichere Schichten.- ?) Anwendungsregeln der Brunnen- und Senkkästengründungen.- d)Die künstliche Beeinflussung des zeitlichen Verlaufs der Setzungen.- ?) Die Anwendung von Überbelastungen und Vorbelastungen.- ?) Verlangsamtes Tempo der Bauausführung.- ?) Richtig gewählte Reihenfolge der Bauausführung.- 4.Setzungsbeispiele.- a)Die Bewegung der Brückenwiderlager und die Setzung des anschließenden Dammkörpers.- ?) Die Setzungsunterschiede zwischen Widerlager und Dammkörpe und die Maßnahmen zur Beseitigung dieser Verkehrsstörungen.- ?) Die Ursachen der Horizontalbewegungen (Kippen) des Widerlagers.- ?) Waagrechte Parallelverschiebung der Widerlager.- ?) Andere Ursachen der Widerlagerbewegung.- b)Klassische Setzungsbeispiele.- ?) Der schiefe Turm von Pisa.- ?) Das Nationaltheater von Mexico City.- ?) Die Gründling eines Lagerhauses in Le Havre.- ?) Die Gründungen der neuen Hochhäuser in Moskau.- ?) Das neue Regierungsverwaltungsgebäude in London (Whitehall Gardens).- ?) Das große Auditoriumgebäude in Chicago.- 5. Die Messung und Darstellung der Setzungen.- a)Die Bedeutung der Setzungsmessung.- b)Kennzeichnende Kurven der Setzungen.- c)Geräte zur Setzungsmessung.- d)Charakteristische Bauwerksrisse und Bewegungen infolge von Setzungen.- Literatur.- E. Spannungsverteilung in der Gründungsebene (Sohldruckverteilung).- 1.Theoretische Erwägungen.- a)Sohldruckverteilung unter starren Grundkörpern.- ?) Theoretischer Einfluß der Belastungsgröße.- ?) Theoretischer Einfluß der Bodenart.- ?) Theoretischer Einfluß der Gründungstiefe.- b)Sohldruckverteilung unter biegsamen Grundkörpern.- ?) Bettungsziffermethode.- Die Differenzenmethode von Gold und Levine.- Die fortschreitende Annäherungsmethode von Popow.- ?) Steifezifferverfahren.- Die Berechnungsmethode von Ohde.- Berechnungsmethode nach Kany.- 2.Versuchsergebnisse und praktische Erfahrungen.- a)Der Einfluß der Eigenschaften des lastübertragenden Grundkörpers.- ?) Einfluß der Steifigkeit des Grundkörpers.- ?) Der Einfluß der Steifigkeit des Bauwerkes.- ?) Die Einwirkung der Gründungstiefe.- ?) Der Einfluß der Gründungsbreite.- ?) Der Einfluß der Grundrißform des Grundkörpers.- b)Der Einfluß der Bodenbeschaffenheit.- c)Der Einfluß der äußeren Belastung.- ?) Einfluß der Ausmittigkeit der Belastung.- ?) Der Einfluß der Art und Verteilung der Belastung.- ?) Der Einfluß der Größe der Belastung.- 3.Praktische Hinweise für die Annahme der Sohldruckverteilung.- Literatur.- Allgemeine Literatur.- Namen- und Sachverzeichnis.