Grundbau-Taschenbuch, Teil 2

Prof. Dr.-Ing. Karl Josef Witt ist Inhaber der Professur Grundbau an der Bauhaus-Universität Weimar. Die Forschungsthemen sind fokussiert auf Sicherheit und Zuverlässigkeit geotechnischer Bauwerke, Prozesse der inneren Erosion von Böden und auf Fragen der Umweltgeotechnik. Er arbeitet in mehreren Fachgremien und Ausschüssen mit und ist Obmann des AK "Geotechnik der Deponiebauwerke" der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik (DGGT). Die Nähe zur Praxis hält er als gefragter Sachverständiger und Prüfingenieur für Erd-, Grund- und Felsbau.

• Vorwort VAutoren-Kurzbiografien XVIIVerzeichnis der Autoren XXV2.1 ErdbauDietmar Adam1 Einleitung 11.1 Allgemeines 11.2 Typen von Erdbauwerken 21.3 Anforderungen an Erdbauwerk 31.4 Einwirkungen auf Erdbauwerke 42 Regelwerke – Normen und Richtlinien 42.1 Allgemeines 42.2 Regelwerke in Deutschland 52.3 Regelwerke in Österreich 82.4 Regelwerke in der Schweiz 102.5 Europäische und internationale Regelwerke 113 Begriffe 124 Einschnitte 144.1 Allgemeines 144.2 Einschnitte im Lockergestein 144.3 Einschnitte im Festgestein 294.4 Entwässerung 374.5 Oberflächengestaltung 395 Erd- und Steinschüttdämme 445.1 Allgemeines 445.2 Arten von Dämmen 455.3 Aufbau von Dämmen 485.4 Entwurf und Berechnung 646 Erd- und Dammbaustoffe 716.1 Allgemeines 716.2 Mineralische Erd- und Dammbaustoffe 716.3 Sonstige Erd- und Dammbaustoffe 937 Erdarbeiten 967.1 Untergrunderkundung 967.2 Untergrundverbesserung 997.3 Vor-, Oberboden- und Abtragsarbeiten 1007.4 Vorbereitung der Dammaufstandsfläche 1017.5 Herstellung von Dämmen und Schüttungen 1027.6 Einbau und Verdichtung 1037.7 Sonstige Erdbaumaßnahmen 1208 Bodenbehandlung mit Bindemitteln 1238.1 Grundlagen der Bodenstabilisierung 1238.2 Bodenverbesserung und Bodenverfestigung 1258.3 Eignungsprüfung und Probefeld 1328.4 Ausführung 1338.5 Umweltrelevante Veränderungen im Boden 1349 Qualitätssicherung und Prüfungen 1359.1 Allgemeines 1359.2 Arten von Prüfungen 1379.3 Prüfverfahren 1379.4 Verdichtungskontrollen 13910 Literatur 14911 Anhang: Erläuterung der Kurzzeichen für die Bodenklassifizierung 1642.2 Baugrundverbesserung und InjektionenWolfgang Sondermann und Fabian Kirsch 1 Einleitung und Überblick 1672 Statische Verdichtung und Entwässerungsverfahren 1702.1 Vorbelastung 1702.2 Vorbelastung mit Konsolidierungshilfe 1732.3 Grundwasserbeeinflussung und Vakuumkonsolidation 1783 Dynamische Verdichtung 1813.1 Vibrationsverdichtung – Tiefenrüttelverfahren 1813.2 Stoßverdichtung 1884 Bewehrung des Baugrunds ohne verdrängende Wirkung 1994.1 Mechanisches Einmischen – Tiefeneinmischverfahren 1994.2 Hydraulisches Einmischen – Düsenstrahlverfahren 2104.3 Hydraulisch-mechanisches Einmischen 2204.4 Porenrauminjektionen 2215 Bewehren des Baugrunds mit verdrängender Wirkung 2275.1 Rüttelstopfverdichtung 2275.2 Sand- und Schotterverdichtungssäulen 2345.3 Einbringen aushärtender Stoffe – Rigid Inclusions 2365.4 Aufreißinjektion – Soil Fracturing 2445.5 Verdichtungsinjektion – Compaction Grouting 2486 Literatur 2522.3 Verstärkung von GründungsstrukturenKarl Josef Witt 1 Einleitung 2632 Grundsätzliche Überlegungen 2643 Unterfangung und Nachgründung 2653.1 Unterfangungswände nach DIN 4123 2653.2 Injektion und Vermörtelung 2703.3 Unterfangung durch Pfahlkonstruktionen 2754 Verstärkung von Gründungsstrukturen 2814.1 Ursachen und Schadenstypen 2814.2 Schadensphänomene und Maßnahmen zur Verstärkung 2834.3 Komplexe Maßnahmen zur Nachgründung und Verstärkung 2905 Schlussbemerkungen 2936 Literatur 2947 Zitierte Regelwerke 2982.4 BodenvereisungWolfgang Orth 1 Verfahrensprinzip und Anwendungen 2991.1 Allgemeines 2991.2 Wirkungsweise 2991.3 Schachtbau 3001.4 Baugruben und Unterfangungen 3011.5 Tunnelbau 3031.6 Probenahme 3062 Vereisungsverfahren 3062.1 Allgemeines 3062.2 Stickstoffvereisung 3062.3 Solevereisung 3083 Frostausbreitung 3103.1 Grundlagen der Wärmeleitung 3103.2 Thermische Eigenschaften von gefrorenen Böden 3123.3 Künstlich erzeugte Frostausbreitung 3153.4 Klimatisch bedingte Frostausbreitung 3333.5 Kontrolle der Frostausbreitung 3354 Mechanisches Verhalten gefrorener Böden 3384.1 Grundlagen 3384.2 Deformationsverhalten gefrorener Böden 3415 Eigenschaften von Eis 3576 Frostwirkungen 3606.1 Allgemeines 3606.2 Gefrieren 3606.3 Tauen 3636.4 Frostempfindlichkeitskriterien 3646.5 Frischbeton auf gefrorenem Boden 3657 Hinweise zur Berechnung von Frostkörpern 3658 Verwendete Zeichen und Symbole 3689 Literatur 3692.5 Verpressanker, Bodennägel und ZugpfähleLutz Wichter und Wolfgang Meiniger 1 Verpressanker 3751.1 Allgemeines 3751.2 Entwicklung der Ankertechnik 3751.3 Anforderungen an Verpressanker und Voraussetzungen für den Einbau 3781.4 Technisches Regelwerk für Verpressanker 3781.5 Ankerwerkstoffe und Ankerbauteile 3791.6 Herstellung von Verpressankern 3871.7 Bauarten von Verpressankern 3961.8 Ankerkräfte und Kraftabtragung im Boden 4031.9 Prüfungen an Ankern 4151.10 Entwurfsgrundsätze für verankerte Konstruktionen 4371.11 Bemessung von Verankerungen 4392 Bodenvernagelungen 4402.1 Prinzip von Bodenvernagelungen und Entwicklung der Vernagelungstechnik 4402.2 Anforderungen an Bodennägel und Voraussetzungen für den Einbau 4432.3 Technisches Regelwerk für Bodenvernagelungen 4442.4 Nagelwerkstoffe und Zubehör 4442.5 Bauarten von Bodennägeln 4492.6 Herstellung, Transport, Lagerung und Einbau der Bodennägel 4502.7 Bemessung von Bodenvernagelungen 4512.8 Prüfungen an Nägeln 4523 Anker und Nägel im Tunnel- und Bergbau 4553.1 Allgemeines 4553.2 Bauarten von Gebirgsankern 4563.3 Zugglieder von Gebirgsankern 4593.4 Prüfungen an Gebirgsankern 4614 Zugpfähle 4614.1 Technisches Regelwerk für Zugpfähle 4624.2 Zugpfähle aus Stabstählen mit aufgerolltem Gewinde 4624.3 Zugpfähle aus Stahlrohren mit aufgerolltem Gewinde 4644.4 Prüfung von Zugpfählen 4665 Literatur 4672.6 BohrtechnikGeorg Ulrich und Luis Ulrich 1 Einführung 4692 Trockenbohrverfahren 4692.1 Allgemeines 4692.2 Seilgeführte Werkzeuge 4702.3 Drehende Werkzeuge 4702.4 Kellybohrverfahren 4742.5 Schneckenbohrverfahren (Continuous Flight Auger CFA) 4762.6 Verdrängerbohrverfahren 4832.7 Bohrgeräte 4862.8 Verrohrungsanlagen 4883 Spülbohrverfahren 4893.1 Allgemeines 4893.2 Direktes Spülbohren (Rotary Drilling) 4903.3 Indirektes Spülbohren, Saugbohren (Reverse Circulation Drilling) 4924 Kernbohren 4955 Geothermiebohrungen 4956 Bohrverfahren für den Baugrundaufschluss 4997 Sonderbohrverfahren 5007.1 Vibrationsbohrverfahren „sonic drilling“ 5007.2 Aufsatz- und Offshore-Bohranlagen – Fly Drill 5018 Literatur 5022.7 Horizontalbohrungen und RohrvortriebHermann Schad, Carola Vogt-Breyer und Hans-Joachim Bayer 1 Einleitung 5052 Horizontalbohrungen 5092.1 Allgemeines 5092.2 Bohrtechnik im Lockergestein 5102.3 Bohrsteuerung im Lockergestein 5102.4 Leitungsverlegung 5122.5 Anwendungsmöglichkeiten 5142.6 Bohrtechnik für Bohrungen in Fels 5192.7 Anwendungen für HDD-Bohren im Fels 5242.8 Verdrängungshämmer 5292.9 Horizontalrammen 5312.10 Erdbohr- und Pressbohrverfahren 5323 Rohrvortrieb 5353.1 Allgemeines 5353.2 Grundlagen der Rohrvortriebstechnik 5353.3 Maschinen und Geräte für den Rohrvortrieb 5393.4 Vortriebsrohre 5413.5 Bauausführung 5443.6 Schmierung 5463.7 Verdämmung 5474 Grabenlose Erneuerung von Leitungen 5484.1 Allgemeines zu den Verfahren 5484.2 Voraussetzungen für die Anwendung grabenloser Verfahren zur Leitungserneuerung 5494.3 Rohrberstverfahren (Berstlining) 5504.4 Rohrauswechselverfahren 5524.5 Ringraumverfüllung 5554.6 Wahl des Materials für die neue Leitung 5554.7 Überbohren von Leitungen 5555 Literatur 5562.8 Einbringverfahren für Pfähle und Spundbohlen: Rammen, Vibrieren, Pressen Fritz Berner und Christian Moormann 1 Anwendung von Ramm- und Ziehverfahren 5592 Einbringgut 5602.1 Arten 5602.2 Verdrängungspfähle (Rammpfähle) 5602.3 Spundbohlen 5622.4 Kombinierte Spundwandsysteme 5632.5 Kanaldielen 5632.6 Leichtprofile 5632.7 Stahlträger 5633 Geräte 5643.1 Allgemeines 5643.2 Geräteträger 5643.3 Mäkler 5663.4 Geräte – Ramm- und Vibrationstechnik 5693.5 Geräte – Einpresstechnik 5753.6 Rammhilfsmittel 5794 Einbringtechnik 5814.1 Baugrundbeurteilung 5814.2 Einbringverfahren gemäß Baugrund 5824.3 Einbringhilfen 5835 Einbringen von Spundbohlen 5855.1 Allgemeines 5855.2 Herstellen von Rammelementen 5865.3 Fortlaufendes Einbringen 5865.4 Staffelweises Einbringen 5865.5 Fachweises Einbringen 5875.6 Einrammen kombinierter (gemischter) Wände 5885.7 Abweichen von der Soll-Lage 5895.8 Maßnahmen gegen das Abweichen 5905.9 Schallarmes Einbringen 5926 Ziehen 5946.1 Maßnahmen vor und während des Einrammens 5946.2 Ziehvorgang 5947 Geotechnische Aspekte 5957.1 Einfluss der Herstellmethode auf den Boden und das Tragverhalten 5957.2 Erschütterungen infolge des Herstellvorgangs 6208 Literatur 6292.9 Grundwasserströmung – GrundwasserhaltungBernhard Odenwald, Uwe Hekel und Henning Thormann 1 Grundwasserhydraulik 6351.1 Grundlagen 6351.2 Berechnung von Grundwasserströmungen 6491.3 Vertikal-ebene Berechnung von stationären Grundwasserströmungen 6521.4 Vertikal-ebene Berechnung von instationären Grundwasserströmungen 6771.5 Rotationssymmetrische Berechnung von stationären Grundwasser­strömungen 6871.6 Rotationssymmetrische Berechnung von instationären Grundwasser-strömungen 7241.7 Dreidimensionale Berechnung von Grundwasserströmungen 7391.8 Berechnung von Grundwasseranreicherungen 7401.9 Entwässerung durch Unterdruck 7411.10 Einfluss der Grundwasserströmung auf den Boden 7412 Ermittlung geohydraulischer Parameter 7432.1 Übersicht und Bewertung der Bestimmungsverfahren 7432.2 Abschätzung der Durchlässigkeit nach Erfahrungswerten 7442.3 Abschätzung der Durchlässigkeit mithilfe der Kornverteilung 7442.4 Pump- und Injektionsversuche 7472.5 Einfache Bohrlochversuche (offene Systeme) 7602.6 Spezielle Bohrlochversuche (geschlossene Systeme) 7652.7 Laborversuche 7683 Grundwasserhaltung 7693.1 Wasserhaltungen und Wasserhaltungsverfahren 7693.2 Grundlagen für die Planung und Dimensionierung 7733.3 Offene Wasserhaltung und Dränagen 7793.4 Vertikale Brunnen – Grundwasserabsenkung durch Schwerkraft 7803.5 Entwässerung durch Unterdruck 7973.6 Wiederversickerung 8033.7 Wasserhaltung und Umwelttechnik 8063.8 Wasserhaltung innerhalb dichter Baugruben 8104 Literatur 8142.10 Hydraulisch bedingte GrenzzuständeKarl Josef Witt 1 Einleitung 8212 Geohydraulische Grundlagen 8213 Hydraulische bedingte Grenzzustände 8273.1 Auftrieb und Aufschwimmen 8273.2 Hydraulischer Grundbruch und Bodenverflüssigung 8333.3 Erosion, Filtration, Suffosion und Piping 8394 Schlussbemerkung 8555 Literatur 8562.11 Geotechnisches ErdbebeningenieurwesenChristos Vrettos 1 Einleitung 8632 Seismologische Grundlagen 8642.1 Erdbeben 8642.2 Quantifizierung der Erdbebenstärke 8653 Parameter der seismischen Bodenbewegung 8673.1 Beschleunigung, Geschwindigkeit, Verschiebung 8673.2 Frequenzgehalt 8693.3 Antwortspektren 8693.4 Prognosegleichungen der Bodenbewegung 8703.5 Starkbebendauer und Zyklenzahl 8713.6 Generierte Beschleunigungszeitverläufe 8734 Erdbebengefährdung und Erdbebenkarten 8744.1 Abschätzung der Erdbebengefährdung 8744.2 Erdbebenkarten 8765 Einfluss der Standortverhältnisse 8785.1 Einfluss des Untergrunds 8785.2 Untergrundabhängige Spektren 8825.3 Einfluss der Boden-Bauwerk-Interaktion 8866 Berechnung der seismischen Bodenantwort 8877 Böschungen und Erddämme 8918 Verflüssigung 8979 Erddruck auf Stützbauwerke 90110 Literatur 9042.12 Geokunststoffe in der Geotechnik und im WasserbauFokke Saathoff und Gerhard Bräu1 Allgemeines 9152 Grundlagen und Begriffe 9152.1 Einteilung der Geokunststoffe 9152.2 Geotextilien 9162.3 Geotextilverwandte Produkte 9232.4 Dichtungsbahnen 9252.5 Dichtungsbahnverwandte Produkte 9272.6 Rohstoffe 9282.7 Funktionen 9292.8 Hinweise zur Bauausführung 9372.9 Prüfverfahren 9373 Einsatzbereiche 9403.1 Küstenschutz 9403.2 Verkehrswasserbau 9583.3 Wasserwirtschaft, Kulturwasserbau und kleine Fließgewässer 9723.4 Staudammbau 9753.5 Deponiebau 9823.6 Landverkehrswegebau 9944 Vertragsgestaltung 10214.1 Regelwerke 10214.2 Lieferbedingungen 10224.3 Qualitätssicherung 10224.4 Ausschreibung 10234.5 Abrechnung und Gewährleistung 10245 Schlussbemerkung 10246 Literatur 1025Stichwortverzeichnis 1037Inserentenverzeichnis 1068