Baugrubenböschungen mit etwas über 5 m Höhe im ungestörten Untergrund

Bei Baugrubenböschungen werden aus Platz‐ und Kostengründen die in den jeweiligen Böden möglichen Böschungsneigungswinkel ausgenutzt. Dazu gibt DIN 4124 für verschiedene Bodenarten und für bis zu 5 m hohe Baugrubenböschungen Grenzwerte für die Böschungsneigungen an, die in Regelfällen ohne weitergehende Standsicherheitsuntersuchungen nicht überschritten werden dürfen. Bei Überschreitung der Grenzwerte wie generell bei Baugrubenböschungen über 5 m Höhe sind nähere Standsicherheitsuntersuchungen nach DIN 4084 durchzuführen. Diese können zu geringeren Böschungsneigungen mit einem entsprechend erhöhten seitlichen Platzbedarf dann insbesondere führen, wenn nicht die während der Bauzeit günstigen Einflüsse ausgeschöpft werden wie die befristet ausnutzbare Kohäsion aus Feinkornanteilen und kohäsiven Verkittungen. Im Folgenden werden für Baugrubenböschungen mit etwas über 5 m Höhe für Standardfälle Grenzwerte zur Bestimmung der Böschungsneigung und des seitlichen Platzbedarfes hergeleitet. Mit zunehmender Böschungshöhe gehen die Grenzwerte gleitend in die zulässigen Böschungsneigungen über, die sich aus näheren Standsicherheitsberechnungen nach DIN 4084 ergeben. Zur rechnerischen Ermittlung der Grenzwerte wird deren Funktionsbeschreibung für allgemeine Bodenverhältnisse hergeleitet und für die häufiger auftretenden Fälle einer Baugrube in einem Kies und in einem Schluff graphisch ausgewertet. Sloped excavation walls slightly exceeding 5m height in undisturbed subsoil. For lack of space and in order to limit the costs, sloped excavation walls typically are designed by applying the maximum achievable slope angle of the soil. For different type of soil and for slope heights of up to 5 m, the German Standard DIN 4124 for this purpose provides limit values for the slope angles, which as a rule without further stability analysis should not be exceeded. Steeper inclinations exceeding these limit values as well as slope heights above 5 m then generally do require corresponding stability analysis according to DIN 4084, which could lead both to smaller slope angles and to an increased place requirement respectively, especially if favourable influences during the construction period as for example the short‐term usable cohesion‐effect resulting from a fines content and cohesive cementation would not be utilized. For standard cases in the following therefore also for slope heights slightly exceeding 5 m such appropriate limit values for determination of the maximum slope angle and the corresponding minimum place requirement will be developed. With increasing height, these limit values then will pass continuously into the admissible slope angles as resulting from related stability analysis according to DIN 4084. For the calculative determination of the limit values a mathematical function for generalized subsoil conditions will be examined and finally graphically charted for a standard situation of an excavation pit in gravel and silt.     

Ein Modell zur Abschätzung der Tausetzung und der Kompressionseigenschaften aufgetauter Böden

Es wird ein Berechnungsmodell zur quantitativen Bestimmung der Netto‐Tausetzung sowie der Druck‐Porenzahl‐Beziehung bei Weiterbelastung nach dem Auftauen feinkörniger Böden vorgestellt. Der Ansatz berücksichtigt die Inhomogenität der Veränderung des Bodengefüges infolge der Vereisung. Hierbei wird der Boden vereinfachend in zwei Bereiche unterteilt. Nach dem Modell wird ein Teil des Bodens mit einer rechnerischen Auflast, die der Summe der komprimierenden Vorgänge während der Bodenvereisung äquivalent ist, verdichtet. Für den übrigen Teil wird angenommen, dass er von der Vereisung unbeeinflusst bleibt. Die mit Hilfe des Modells ermittelten Berechnungsergebnisse stehen in sehr guter Übereinstimmung mit den Versuchsergebnissen. Der große Vorteil des Berechnungsansatzes liegt darin, dass eine zuverlässige Prognose der Kompressionseigenschaften des aufgetauten Bodens allein mit den Ergebnissen von Standard‐Laborversuchen möglich ist. A model for the estimation of the thaw‐settlements and the compressibility properties of thawed soils. A mathematical model is presented which allows the quantitative calculation of the net thaw‐settlement as well as of the pressure‐void ratio relation at continued loading of fine grained soils after thawing. The approach takes into account the inhomogeneity of the change of the soil fabric caused by freezing. For this purpose, the soil is being divided into two parts, which is a simplification of the real situation. In the model, one part of the soil is being compacted with a load that is equivalent to the sum of all compressing processes during ground freezing. For the rest of the soil, it is assumed that it remains unaffected by freezing. The calculation results obtained by the model show good agreement with the results of laboratory tests. The great advantage of the introduced approach is that the compression properties of thawed soil can be reliably predicted just based on the results of standard laboratory tests.     

Verformungsverhalten weicher Böden im spannungsgesteuerten Kompressionsversuch

Anhand von spannungsgesteuerten Kompressionsversuchen kann das Verformungsverhalten weicher Böden wirklichkeitsnäher beschrieben werden, da durch die Wahl einer geeigneten Spannungsrate eine Ähnlichkeit zu den Belastungsbedingungen in situ vorliegt. Die Versuchsergebnisse werden in kontinuierlichen Kurven dargestellt, die eine lückenlose Interpretation der Versuchsergebnisse ermöglichen. Die Versuchsdauer wird dabei maßgeblich reduziert. Im vorliegenden Beitrag werden die mathematischen Grundlagen in kontinuierlichen Kurven dargestellt, die eine lückenlose Interpretation der Versuchsergebnisse ermöglichen. Außerdem werden die Versuchsdauer, labor‐ und bodenmechanischen Grundlagen zur Ausführung von spannungsgesteuerten Kompressionsversuchen dargestellt. Versuchsergebnisse von aufbereiteten Kaolin‐ und ungestörten Seetonproben werden ebenfalls präsentiert und mit den Ergebnissen des Standardkompressionsversuchs verglichen. Schließlich wird eine Modellierung des geschwindigkeitsabhängigen Kompressionsverhaltens vorgestellt. Constant rate of loading consolidation tests on soft soils. The one‐dimensional consolidation tests under constant rate of loading (CRL‐test) have the ability to describe the behaviour of soft soils realistically because of its similarity to the field loading conditions. The test results can be presented in continues curves, which enable a steeples Interpretation of the test results. Moreover the testing time will be enormously reduced. In the present paper the mathematical and the procedural basics are presented in order to carry out the CRL‐test. Test results of remoulded kaolin as well as undisturbed lacustrine clay are shown and compared to the results from the incremental loading consolidation tests (IL‐Test). Finally a modelling of the compressibility behaviour depending on the loading rate will be presented.