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Gru¨ndungen im Hoch- und Ingenieurbau
erho¨ht oder Vouten angeordnet. bernimmt die Gru¨ndungsplatte auch eine Abdichtungsfunktion, so ist die Rissbreite zu beschra¨nken. Die Ausbildung, Abdichtung und Anordnung von Arbeits-, Dehn- und Setzungsfugen ist bei der Planung zu beachten und wa¨hrend der Bauausfu¨hrung besonders zu u¨berwachen.
3.3
Geotechnische Nachweisfu¨hrung
3.3.1
Grundlagen
Fu¨r die Nachweisfu¨hrung werden zwei Modellbildungen verwendet. Die Nachweise fu¨r den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit (SLS) werden bei analytischen Betrachtungen i. d. R. mit linearelastischen Modellen (Stoffgesetz nach Hooke) gefu¨hrt. Die Nachweise fu¨r den Grenzzustand der Tragfa¨higkeit (ULS) werden dagegen i. d. R. mit starrplastischen Modellen gefu¨hrt. Bild 15 erla¨utert diesen Sachverhalt fu¨r Flachgru¨ndungen anhand der Lastsetzungslinie. Fu¨r Flachgru¨ndungen mu¨ssen gema¨ß den geltenden technischen Regelwerken [38, 39, 53, 54] folgende Grenzzusta¨nde untersucht werden: – Verlust der Gesamtstandsicherheit; – Grundbruch, Versagen durch Durchstanzen, Stauchen; – Gleiten; – gemeinsames Versagen von Baugrund und Bauwerk; – Tragwerksversagen infolge von Fundamentbewegung; – u¨berma¨ßige Setzungen; – u¨berma¨ßige Hebung durch Schwellen, Frost etc.; – unzula¨ssige Schwingungen.
Bild 15. Lastsetzungslinie von Flachgru¨ndungen
Werden Flachgru¨ndungen im Bereich von Bo¨schungen oder Gela¨ndespru¨ngen angeordnet, so ist der Nachweis der Sicherheit gegen Bo¨schungsbzw. Gela¨ndebruch zu fu¨hren. Dabei sind alle mo¨glichen Bruchmechanismen (Gleitkreise, zusammengesetzte Bruchmechanismen usw.) zu untersuchen [61, 62 91]. Unter bestimmten Voraussetzungen kann in einfachen Fa¨llen ein Nachweis von Flachgru¨ndungen u¨ber Tabellen nach [53] erfolgen. In diese Tabellenwerte sind sowohl der Nachweis der Sicherheit gegen Grundbruch als auch Setzungsprognosen eingearbeitet. 3.3.2
Ermittlung der Sohlspannungsverteilung
Die Kenntnis der Sohlspannungsverteilung bildet die Basis fu¨r die Bemessung von Flachgru¨ndungen. Hierzu stehen folgende Berechnungsverfahren zur Verfu¨gung [57, 58]: a) Verfahren nach Boussinesq zur Ermittlung der Sohlspannungsverteilung fu¨r starre Fundamente, b) Spannungstrapezverfahren, c) Bettungsmodulverfahren, d) Steifemodulverfahren, e) numerische Verfahren, z. B. Finite-Elemente-Methode (FEM). Das Verfahren zur Ermittlung der Sohlspannungsverteilung fu¨r starre Fundamente nach Boussinesq a) liefert theoretisch an den Fundamentra¨ndern unendlich große Spannungen, die im Baugrund aufgrund von Umlagerungsprozessen nicht auftreten ko¨nnen. Das Verfahren ist nur in einfachen Fa¨llen verwendbar. Das Spannungstrapezverfahren b) ist das einfachste, da hierbei lediglich ein geradliniger Sohlspannungsverlauf angenommen wird. Bei geringen Einbindetiefen und kleinen Fundamenten ist die Sohlspannungsverteilung infolge des Spannungstrapezverfahrens eine gute Na¨herung. Bei Flachgru¨ndungen mit großen Einbindetiefen, Streifenfundamenten oder Plattengru¨ndungen sind das Bettungsmodul- c) bzw. das Steifemodulverfahren d) geeigneter. Beim Bettungsmodulverfahren wird der Baugrund als ein System unabha¨ngiger Federn idealisiert. Eine konstante Fla¨chenlast auf biegeweicher Lastfla¨che erzeugt demnach eine gleichma¨ßige Setzung, wohingegen in der Realita¨t eine Setzungsmulde auftreten wu¨rde. Beim Steifemodulverfahren wird der Baugrund als elastischer Halbraum betrachtet und als System gekoppelter Federn modelliert. Die so ermittelte Sohlspannungsverteilung kommt der Realita¨t am na¨chsten. Die Berechnungsverfahren a) bis d) zur Ermittlung der Sohlspannungsverteilung sind Na¨he-