Empfehlungen für den Entwurf und die Berechnung von Erdkörpern mit Bewehrungen aus Geokunststoffen (EBGEO)

Der Arbeitskreis 5.2 "Berechnung und Dimensionierung von Erdkörpern mit Bewehrungseinlagen aus Geokunststoffen" gehört zur Fachsektion "Kunststoffe in der Geotechnik" der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e.V. (DGGT). Er setzt sich aus ca. 30 Fachleuten aus Wissenschaft, Industrie, Bauverwaltung und Bauherrenschaft zusammen und arbeitet auf ehrenamtlicher Basis.

• Vorwort viiBenutzerhinweise xxi1 Einleitung und Anwendungsgrundlagen der Empfehlungen 11.1 Nationale und internationale Vorschriften 11.2 Nachweisformen und Grenzzustände nach dem Teilsicherheitskonzept 21.2.1 Neue Normengeneration und Übergangsregelungen 21.2.2 Beanspruchungen und Widerstände 31.2.3 Grenzzustände 31.2.4 Anwendung der EBGEO im Zusammenhang mit DIN EN 1997-1 51.3 Beispiele für bewehrte Erdkörper 81.4 Allgemeine Begriffe 92 Anforderungen an die Baustoffe 112.1 Boden 112.1.1 Erkundung des Baugrundes112.1.2 Füllboden 112.1.3 Hinterfüll- und Überschüttboden 132.2 Geokunststoffe 132.2.1 Allgemeines 132.2.2 Rohstoffe 132.2.3 Produkteigenschaften und Anforderungen 142.2.4 Prüfungen und Abminderungsfaktoren 152.3 Literatur 363 Grundlagen der Nachweisführung 393.1 Allgemeine Grundsätze 393.2 Zuordnung von geokunststoffbewehrten Bauwerken zur Geotechnischen Kategorie 413.3 Bemessungswiderstände 423.3.1 Materialwiderstand der Geokunststoffe 423.3.2 Bestimmung der Abminderungsfaktoren 433.3.3 Herausziehwiderstand der Geokunststoffe 433.3.4 Dehnsteifigkeit der Geokunststoffe im GZ 2 443.4 Teilsicherheitsbeiwerte – Ergänzende Regelungen zu DIN 1054 454 Dämme auf wenig tragfähigem Untergrund 474.1 Allgemeines 474.2 Nachweis gegen Geländebruch 484.2.1 Allgemeines 484.2.2 Versagensmechanismen 484.2.3 Einwirkungen 534.2.4 Widerstände 534.3 Nachweis gegen „Ausquetschen“ des Untergrundes 544.4 Nachweis gegen Grundbruch 564.5 Konstruktive Hinweise564.6 Literatur 564.7 Beispiel für einen Damm auf weichem Untergrund 574.7.1 Versagen auf kreisförmigen Gleitflächen 584.7.2 Vorgegebene Gleitfläche im wenig tragfähigen Untergrund 604.7.3 Gleitfläche zwischen Geokunststoff und Füllboden bzw Geokunststoff und wenig tragfähigem Untergrund unter Berücksichtigung des Umschlages der Bewehrung 644.7.4 Nachweis gegen „Ausquetschen“ des Untergrundes 674.7.5 Nachweis gegen Grundbruch 684.7.6 Auswahl des Geokunststoffes 695 Bewehrte Gründungspolster 755.1 Begriffe 755.2 Anwendungsbereich und Wirkungsweise 755.3 Entwurfs- und Konstruktionshinweise 755.3.1 Konstruktionsprinzip 755.3.2 Bewehrungsanordnung 765.3.3 Bewehrungslängen 765.3.4 Abmessungen des Gründungspolsters 765.3.5 Baustoffe 775.4 Einwirkungen und Widerstände 775.5 Berechnung des bewehrten Gründungspolsters 775.5.1 Allgemeines 775.5.2 Beanspruchungen 785.6 Nachweis und Bemessung 785.6.1 Nachweise der Tragfähigkeit 785.6.2 Nachweise der Gebrauchstauglichkeit 855.7 Hinweise für die Bauausführung 855.8 Literatur 855.9 Beispiel eines bewehrten Gründungspolsters unter einem Streifenfundament 865.9.1 Geometrie, Belastung und bodenmechanische Kennwerte 865.9.2 Grundbruchnachweise 875.9.3 Gleitsicherheitsnachweis 945.9.4 Nachweise der Gebrauchstauglichkeit 946 Verkehrswege 956.1 Allgemeines 956.2 Verkehrsflächen mit ungebundenem Oberbau und großen zulässigen Verformungen 966.2.1 Anwendungsbereich 966.2.2 Bemessungskonzept 966.3 Verkehrsflächen im Eisenbahnbau 986.4 Hinweise für den Einbau und die Verlegung 996.5 Literatur 997 Stützkonstruktionen 1017.1 Begriffe 1017.2 Entwurfshinweise 1027.2.1 Anforderungen und Randbedingungen 1027.2.2 Geometrie 1027.3 Grundlagen der Nachweisführung 1027.3.1 Allgemeine Grundsätze 1027.3.2 Gleitlinien und Bruchmechanismen 1037.3.3 Nachweisübersicht 1047.4 Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit (GZ 1) 1087.4.1 Allgemeines 1087.4.2 Einwirkungen und Beanspruchungen 1087.4.3 Widerstände 1097.4.4 Nachweis der Sicherheit gegen Geländebruch/Böschungsbruch (GZ 1C) 1097.4.5 Nachweis der Grundbruchsicherheit (GZ 1B) 1097.4.6 Nachweis der Gleitsicherheit (GZ 1B) 1107.4.7 Lage der Sohldruckresultierenden 1117.4.8 Spezielle Regelungen 1117.5 Nachweise der Gebrauchstauglichkeit (GZ 2) 1127.5.1 Allgemeines 1127.5.2 Nachweis der Lage der Sohldruckresultierenden 1147.5.3 Verschiebungen in der Sohlfläche 1147.5.4 Setzungen des Untergrundes vU 1147.5.5 Eigensetzung des Füllbodens vE 1157.5.6 Horizontale Verschiebungen der Böschungsfront vHi 1157.5.7 Scherverformung der Stützkonstruktion vS 1177.5.8 Vertikale Verschiebungen der Oberfläche vO 1177.5.9 Numerische Verfahren 1177.6 Nachweise zur Frontausbildung 1177.7 Literatur 1227.8 Bemessungsbeispiel Stützkonstruktion 1237.8.1 Geometrie, Bodenkennwerte und Lastannahmen 1237.8.2 Ermittlung der charakteristischen Einwirkungen 1247.8.3 Nachweis im Grenzzustand der Tragfähigkeit (GZ 1) 1257.8.4 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit (GZ 2) 1358 Deponiebau – Bewehrung oberflächenparalleler geschichteter Systeme 1378.1 Allgemeines 1378.2 Entwurfs- und Konstruktionshinweise 1398.3 Nachweise 1398.3.1 Grundlagen 1398.3.2 Nachweis der Standsicherheit des geneigten Dichtungssystems 1418.4 Literatur 1488.5 Beispiel für die Oberflächenabdichtung einer Deponie mit Geokunststoffbewehrung 1498.5.1 Geometrie, bodenmechanische Kennwerte, Eigenschaften der Geokunststoffe und Kenndaten eines gewählten Baufahrzeuges 1498.5.2 Nachweis der Standsicherheit 1508.5.3 Nachweis gegen Bruch der Bewehrung 1528.5.4 Bemessung des Verankerungsgrabens 1539 Bewehrte Erdkörper auf punkt- oder linienförmigen Traggliedern 1579.1 Begriffe 1579.2 Anwendungsbereiche und Wirkungsweise 1599.2.1 Anwendungsbereiche 1599.2.2 Wirkungsweise 1609.3 Entwurfs- und Konstruktionsempfehlungen 1619.4 Einwirkungen und Widerstände 1649.5 Punkt- und linienförmige Tragglieder 1649.6 Berechnung des bewehrten Erdkörpers 1659.6.1 Allgemeines 1659.6.2 Beanspruchungssituationen 1669.6.3 Charakteristische Beanspruchungen 1669.6.4 Berechnung der Beanspruchung der Geokunststoffbewehrung mit numerischen Verfahren 1809.6.5 Berechnung der Beanspruchung der Geokunststoffbewehrung bei nicht ruhenden Einwirkungen 1819.7 Nachweise und Bemessung 1819.7.1 Nachweise der Tragfähigkeit 1819.7.2 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit 1839.8 Hinweise für die Bauausführung 1849.8.1 Vorbereitende Arbeiten 1849.8.2 Punkt- und linienförmige Tragglieder 1859.8.3 Bewehrter Erdkörper 1859.9 Literatur 1869.10 Bemessungsbeispiel: Bewehrte Erdkörper auf punkt- oder linienförmigen Traggliedern 1879.10.1 Geometrie, Belastung, bodenmechanische Kennwerte, Kennwerte der Bewehrung und Beanspruchungssituationen 1879.10.2 Beanspruchungssituation 1: Bauzustand (t1 = 10 h) 1909.10.3 Beanspruchungssituation 2: Bauzustand (t2 = 500 h) 1969.10.4 Beanspruchungssituation 3: Endzustand (t3 = 1.000.000 h) 2009.10.5 Sonderfall: Ausfall der Bettungswirkung (t4 = 1.000.000 h) 2039.10.6 Bemessungswerte der Beanspruchungen in der Geokunststoffbewehrung 2059.10.7 Bemessungswerte der Widerstände 2069.10.8 Nachweis der Tragfähigkeit 20710 Gründungssystem mit geokunststoffummantelten Säulen 20910.1 Begriffe 20910.2 Wirkungsweise und Anwendungsbereiche 21110.2.1 Wirkungsweise 21110.2.2 Anwendungsbereiche 21310.3 Herstellungsverfahren 21410.3.1 Allgemeines 21410.3.2 Aushubverfahren 21510.3.3 Verdrängungsverfahren 21510.3.4 Verfahrensauswahl 21610.4 Entwurfsempfehlungen und Konstruktionshinweise 21810.5 Baustoffe 21810.6 Hinweise zur Berechnung und Bemessung 21910.6.1 Allgemeines 21910.6.2 Einwirkungen und Widerstände 22010.6.3 Bemessung der horizontalen Geokunststoffbewehrung 22010.6.4 Säulenbemessung 22110.6.5 Nachweis der Gesamtstandsicherheit 22710.6.6 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit 22810.7 Prüfkriterien, Toleranzen und Qualitätssicherung23010.8 Literatur 23210.9 Berechnungsbeispiel: Geokunststoffummantelte Säulen 23210.9.1 Eingangswerte 23210.9.2 Berechnung 23411 Überbrückung von Erdeinbrüchen 23711.1 Allgemeines 23711.2 Entwurf 23811.2.1 Grundsätze und Begriffe 23811.2.2 Hinweise für den Entwurf 24111.2.3 Baugrund und Baustoffe 24511.2.4 Lastannahmen und Lastfälle 24611.2.5 Zulässige Verformungen 24611.2.6 Tragwerksmodelle 24711.3 Nachweise 25011.3.1 Grundlagen der Nachweisführung 25011.3.2 Bemessung 25411.3.3 Sicherheitstheoretische Analyse 26411.4 Anwendung der Beobachtungsmethode 26511.5 Hinweise zur Bausführung 26611.6 Literatur 26711.7 Berechnungsbeispiel 1 26811.7.1 Vorgaben 26811.7.2 Zulässiger Durchhang und zulässige Dehnung der Bewehrung 26911.7.3 Vorauswahl des Geokunststoffes 26911.7.4 Ermittlung der Einwirkungen 27011.7.5 Ermittlung der Bemessungswerte der Widerstände in Produktions- und Querrichtung 27111.7.6 Nachweis der ausreichenden Zugfestigkeit 27211.7.7 Nachweis der Verankerungen 27211.7.8 Nachweis der Überlappungen 27311.8 Berechnungsbeispiel 2 27311.8.1 Vorgaben 27311.8.2 Zulässiger Durchhang und zulässige Dehnung der Bewehrung 27411.8.3 Ermittlung der Einwirkungen 27411.8.4 Ermittlung der Bemessungswerte der Widerstände in Produktionsrichtung 27511.8.5 Nachweis der ausreichenden Zugfestigkeit 27611.8.6 Nachweis der Verankerungen 27711.8.7 Nachweis der Überlappungen 27712 Dynamische Einwirkungen auf geokunststoffbewehrte Systeme 27912.1 Allgemeines 27912.2 Dynamische Einwirkungen 27912.3 Dynamische Beanspruchungen 28112.4 Widerstände 28112.5 Dynamische Bemessungsfälle 28112.6 Dynamische Einwirkungen 28512.6.1 Dynamische Einwirkungen – Verkehrsbelastungen 28512.6.2 Dynamische Einwirkungen – Explosionen, Anprall, Lawinen 28912.6.3 Dynamische Einwirkungen – Erdbebenbelastungen 28912.7 Ermittlung der dynamischen Beanspruchung der Geokunststoffe 29112.7.1 Dynamischer Bemessungsfall 1 29112.7.2 Dynamischer Bemessungsfall 2 29112.7.3 Dynamischer Bemessungsfall 3 29112.8 Ermittlung der Widerstände bei dynamischer Einwirkung 29112.8.1 Herausziehwiderstand der Bewehrung 29112.8.2 Materialwiderstand der Bewehrung 29312.9 Anforderungen an die Baustoffe bei dynamischer Beanspruchung 29412.9.1 Füllboden 29412.9.2 Geokunststoffe 29512.10 Literatur 29812.11 Diagramme 30113 Bildverzeichnis 31914 Tabellenverzeichnis 325Inserentenverzeichnis 327