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Jens Engel, Said Al-Akel
Einführung in den Grund-, Erd- und Dammbau
Konstruktion, Bauverfahren, Nachweise
Zu diesem Buch
6
Inhaltsverzeichnis
8
1 Grund- und Erdbau – Einführung
14
1.1 Aufgaben des Grund-, Erd- und Dammbaus
14
1.2 Ingenieurleistungen, Beispielprojekt
15
2 Sicherheit im Grundbau
20
2.1 Einführung
20
2.1.1 Grundlagen der Berechnungen
20
2.1.2 Sicherheitskonzepte
21
2.2 Standsicherheit nach DIN EN1997-1
22
2.2.1 Grundlagen
22
2.2.2 Nachweisführung
24
2.2.3 Einwirkungen und Beanspruchungen
25
2.2.4 Widerstände
30
2.2.5 Nachweise
31
2.2.5.1 Grenzzustand der Tragfähigkeit ULS
31
2.2.5.2 Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit SLS
35
3 Flächengründungen
36
3.1 Funktion, Tragwerk
36
3.2 Bauweisen, Entwurf und Vorbemessung
37
3.2.1 Einzel- und Streifenfundamente
37
3.2.2 Plattengründung
45
3.2.3 Pfeilergründung
46
3.2.4 Kastengründung
47
3.3 Nachweise
49
3.3.1 Einzel- und Streifenfundamente
50
3.3.1.1 Grundlagen – Spannungsverteilung, Schnittkräfte
50
3.3.1.2 Berechnung elastischer Fundamente auf nachgiebigem Untergrund
55
3.3.1.3 Grenzzustand der Tragfähigkeit GEO-2
60
3.3.1.4 Lagesicherheit – Grenzzustände EQU, HYD
64
3.3.1.5 Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit (SLS)
67
3.3.1.6 Nachweis des Sohlwiderstands
69
4 Pfahlgründungen
73
4.1 Funktion, Tragwerk
73
4.1.1 Anwendungsgebiete
73
4.1.2 Tragwerke für Gründungen mit Pfählen
75
4.2 Bauweisen, Entwurf und Vorbemessung
77
4.2.1 Verdrängungspfähle
79
4.2.1.1 Fertigrammpfähle
79
4.2.1.2 Ortbetonrammpfähle
82
4.2.1.3 Vollverdrängungsbohrpfähle (Schraubpfahl)
85
4.2.2 Bohrpfähle
88
4.2.3 Mikropfähle
94
4.3 Berechnung, Nachweise
96
4.3.1 Grundlagen
96
4.3.2 Beanspruchungen E axial belasteter Pfähle
97
4.3.2.1 Grundsätze
97
4.3.2.2 Beanspruchungen bei Pfahlrostgründungen
99
4.3.2.3 Gruppenwirkung bei axial beanspruchten Pfählen
102
4.3.3 Widerstände R bei axial beanspruchten Pfählen
102
4.3.3.1 Grundsätze
102
4.3.3.2 Gruppenwirkung
103
4.3.3.3 Erfahrungswerte für Einzelpfähle
104
4.3.4 Nachweise bei axial beanspruchten Pfählen
114
4.3.5 Horizontal belastete Pfähle
115
5 Stützkonstruktionen
117
5.1 Funktion, Tragwerk
117
5.2 Bauweisen, Entwurf und Vorbemessung
118
5.2.1 Verbundbauweise
118
5.2.1.1 Schwergewichtsmauern
118
5.2.1.2 Winkelstützmauern
121
5.2.1.3 Raumgitterstützwand
122
5.2.1.4 Bewehrte Erde und geokunststoffbewehrte Bauweisen
122
5.2.1.5 Nagelwände
125
5.2.2 Stützbauweisen
126
5.2.2.1 Trägerbohlwände
129
5.2.2.2 Spundwände
130
5.2.2.3 Bohrpfahlwände
140
5.2.2.4 Schlitzwände
141
5.2.2.5 Injektionswände
142
5.3 Nachweise
143
5.3.1 Verbundbauweise
143
5.3.1.1 Winkelstützmauern
143
5.3.1.2 Bodenvernagelung
146
5.3.2 Stützbauweisen
150
5.3.2.1 Belastender Erddruck
150
5.3.2.2 Durchgehende Wände – Berechnung nach BLUM
151
5.3.2.3 Nachweisführung bei durchgehenden Wänden
156
5.3.2.4 Trägerbohlwände
159
6 Verankerungen
168
6.1 Funktion und Tragwerk
168
6.2 Entwurf und Vorbemessung
169
6.2.1 Bauweisen – Überblick
169
6.2.2 Verpressanker
170
6.3 Nachweise
176
6.3.1 Verpressanker – Herausziehwiderstand
176
6.3.2 Aufbruch des Verankerungsbodens
177
6.3.3 Nachweis der ausreichenden Ankerlänge – Tiefe Gleitfuge
178
7 Baugruben, Gräben
180
7.1 Funktion, Tragwerk
180
7.2 Bauweisen, Entwurf und Vorbemessung
181
7.2.1 Nicht verbaute Baugruben und Gräben
181
7.2.2 Grabenverbau
183
7.2.3 Baugrubenverbau
186
7.3 Nachweise
189
8 Wasserhaltung, Dränage und Abdichtung
192
8.1 Wechselwirkung Wasser – Bauwerk
192
8.2 Grundwasserhaltung
193
8.2.1 Konstruktion und Entwurf
193
8.2.1.1 Schwerkraftentwässerung (gravimetrisch)
195
8.2.1.2 Vakuumentwässerung
196
8.2.1.3 Elektroosmose
197
8.2.2 Rechnerische Nachweise
198
8.2.2.1 Beschreibung von Strömungsfeldern
198
8.2.2.2 Berechnung von Grundwasserhaltungen
201
8.2.2.3 Brunnenbemessung
201
8.3 Abdichtungen, Dränage
208
8.3.1 Konstruktion und Entwurf
208
8.3.1.1 Grundlagen, Einflüsse
208
8.3.1.2 Aufbau und Sicherung der Wirksamkeit von Abdichtungen
210
8.3.2 Abdichtungsarten
212
8.3.3 Hinweise zu Planung und Bemessung
214
9 Grundlagen des konstruktiven Erdbaus
216
9.1 Funktion und Tragwerke von Erd- und Dammbauwerken
216
9.1.1 Aufgaben des Erdbaus
216
9.1.2 Dammbauwerke
217
9.1.3 Baumaterial, Verarbeitung
221
9.2 Bauweisen, Entwurf und Vorbemessung
225
9.2.1 Eignungsuntersuchungen
225
9.2.2 Verdichtung und Bodenaustausch
226
9.2.2.1 Verdichtungsanforderungen und Verdichtungskontrolle
226
9.2.2.2 Oberflächenverdichtung
227
9.2.2.3 Tiefenverdichtung
231
9.2.3 Bodenaustausch
234
9.2.3.1 Oberflächennaher Bodenaustausch
234
9.2.3.2 Bodenaustausch bis in große Tiefe
235
9.2.4 Verfestigung
238
9.2.4.1 Oberflächennahes Einmischen
238
9.2.4.2 Injektionen
239
9.3 Rechnerische Nachweise bei Erdbauwerken
242
10 Grundbau und bestehende Bauwerke
243
10.1 Probleme beim Bauen im Bestand
243
10.1.1 Unterfangung
244
10.1.2 Unterfahrung
246
10.2 Beurteilung von Schäden an Bauwerken
246
10.2.1 Zahlenmäßige Schadensbeurteilung
246
10.2.2 Ermittlung möglicher Schadensursachen
248
10.2.2.1 Vorgehensweise
248
10.2.2.2 Verfahren zur Abschätzung des Restrisikos
249
10.2.2.3 Bewertung eines bestehenden Ingenieurbauwerks – Beispiel Stützmauer
253
Literaturverzeichnis
259
Sachwortverzeichnis
264
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