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Gru¨ndungen im Hoch- und Ingenieurbau
reibung an. Diese Mantelreibung aus Setzung einer weichen Schicht wird als negativ bezeichnet, da sie entgegengesetzt zur Mantelreibung aus Pfahlsetzung wirkt. Die Setzungen resultierend z. B. auf zusa¨tzlichen Auflasten, Konsolidationsvorga¨ngen oder Schwankungen des Grundwasserspiegels. Bei Zugpfa¨hlen kann ebenfalls negative Mantelreibung auftreten, wenn sich der den Pfahl umgebende Baugrund hebt.
Wird fu¨r eine Pfahlgru¨ndung die Pfahltragfa¨higkeit anhand einer Probebelastung ermittelt, so sind zu erwartende Einflu¨sse aus negativer Mantelreibung zu beru¨cksichtigen. Dazu muss nach [38] die gemessene positive Mantelreibung in der zusammendru¨ckbaren Schicht und in den daru¨ber liegenden Schichten, in denen sich die negative Mantelreibung ausbildet, von den am Pfahlkopf gemessenen Belastungen subtrahiert werden.
Fu¨r bindige Bo¨den kann der charakteristische Wert der negativen Mantelreibung mit Gl. (73) abgescha¨tzt werden.
4.3.10 Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit
tn,k w a cu
(73)
mit tn,k negative Mantelreibung cu
Scherfestigkeit des undra¨nierten Bodens
a
Faktor zur Festlegung der Gro¨ße der negativen Mantelreibung bindiger Bo¨den
Dabei liegt der Faktor a je nach Bodenart und Pfahltyp zwischen 0,15 und 1,60. Na¨herungsweise kann a w 1 angesetzt werden. Fu¨r nichtbindige Bo¨den kann der charakteristische Wert der negativen Mantelreibung mit Gl. (74) abgescha¨tzt werden. tn,k w slv K0 tan fl
(74)
mit tn,k negative Mantelreibung slV effektive Vertikalspannung K0 Erdruhedruckbeiwert fl
Reibungswinkel
Die negative Mantelreibung tn,k ist nicht gro¨ßer als die positive Mantelreibung qs und reicht bis zum neutralen Punkt, unterhalb dessen nur positive Mantelreibung wirkt.
Der Nachweis der Sicherheit gegen Verlust der Gebrauchstauglichkeit ist grundsa¨tzlich dann zu fu¨hren, wenn die Verformungen der Pfahlgru¨ndung fu¨r die aufgehende Konstruktion von Bedeutung sind. Dies gilt nicht nur fu¨r absolute Setzungen, sondern auch fu¨r Differenzsetzungen einzelner Pfa¨hle. Fu¨r eine Pfahlgruppe mit u¨berwiegendem Lastabtrag u¨ber Spitzendruck darf die Setzung analog einer tief liegenden Flachgru¨ndung berechnet werden. Fu¨r eine Pfahlgruppe mit u¨berwiegendem Lastabtrag u¨ber Mantelreibung ist die Ermittlung von Setzungen wesentlich komplexer. Sind pra¨zisere Untersuchungen des Verformungsverhaltens einer Pfahlgru¨ndung notwendig, ist nach [30] die Anwendung von numerischen Simulationen erforderlich. Diese numerischen Simulationen sind in geeigneter Form, z. B. an Pfahlprobebelastungen, zu kalibrieren. Nach [133] kann eine Differenzsetzung gema¨ß Bild 49 ermittelt werden. Die charakteristische Setzung sSLS entspricht der zula¨ssigen Setzung eines Bauwerkes. Zur Untersuchung mo¨glicher Einflu¨sse einer Setzungsdifferenz benachbarter Pfa¨hle wird die Setzung sSLS um einen Faktor erho¨ht bzw. vermindert, sodass sich eine Bandbreite von 2 · DsSLS ergibt. Eine vorsichtige Abscha¨tzung ist DsSLS w 0,15 · sSLS, wenn keine weiteren Untersuchungen folgen.
Bild 49. Ermittlung zu erwartender Setzungsdifferenzen einer Pfahlgruppe