Einführung in die Boden- und Felsmechanik

1 Einführung: Aufgaben und Ziele der Bodenmechanik (S. 13-14)

1.1 Entwurf eines Bauwerks – Rolle der Geotechnik im Bauingenieurwesen

Bauwerke sicher und wirtschaftlich zu errichten und dafür zu sorgen, dass die Anforderungen der Nutzung erfüllt werden, ist die Aufgabe des Bauingenieurs. Das Versagen der Konstruktion bzw. von Teilen des Bauwerks muss ausgeschlossen werden. Ebenso dürfen keine Zustände eintreten, die die Funktion beeinträchtigen, z. B. durch Schiefstellung oder Risse. Schäden infolge von nachgebendem Baugrund sind ebenfalls bei der Planung zu berücksichtigen.

Jedes Bauwerk benötigt ein Fundament bzw. eine Gründung zur Abtragung der Lasten in den Untergrund. Bei ausreichend tragfähigem Untergrund unmittelbar unter dem Bauwerk ist beispielsweise die Herstellung von Einzel- oder Streifenfundamenten denkbar. Diese sind rechnerisch nachzuweisen, um dadurch Versagensfälle, wie in Bild 1.1 dargestellt, auszuschließen. Zustände, die zum Einsturz eine Bauteils führen können, werden als Grenzzustand der Tragfähigkeit bezeichnet – kurz Tragfähigkeit.

Bauwerke können auch dauerhafte Geländeeinschnitte oder Dämme sein und oft ist als Teil der Baumaßnahmen die vorübergehende Errichtung von Baugruben erforderlich. Für diese Teile des Bauwerks sind die gleichen Überlegungen anzustellen wie für die alle anderen Teile der Konstruktion, z. B. Wände, Pfeiler, Stützen oder Dachtragwerke.

Fels oder Boden kann als Untergrund Teil des Bauwerks sein, kann aber auch als Baumaterial für die Errichtung von Dämmen und anderen Erdbauwerken genutzt werden. In beiden Fällen muss es bezüglich der Materialeigenschaften genauso behandelt werden wie Beton, Stahl, Plaste oder Holz. Auch die rechnerische Bewertung der Standsicherheit und der zukünftigen Nutzung müssen in gleicher Weise wie bei der aufgehenden Konstruktion erfolgen. Die dafür erforderlichen Grundlagen werden u. a. in der Boden- und Felsmechanik und im Erd-, Grund- und Dammbau behandelt. Es hat sich eingebürgert, dafür den Oberbegriff Geotechnik zu benutzen. In Bild 1.3 sind die einzelnen Fachgebiete und die Inhalte schematisch dargestellt.

Geotechnische Grundlagen werden in jeder Phase der Planung und Errichtung eines Bauwerks benötigt und sind in den unterschiedlichsten Fachgebieten, z. B. dem Massivbau, der Baukonstruktionslehre, dem Verkehrsbau, dem Baubetriebswesen oder dem Wasserbau zu berücksichtigen."