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Inhaltsverzeichnis

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Vorwort zur 2. Auflage

Vorwort zur 3. Auflage

1 Konstruktive Maßnahmen zur Sicherung von Baugruben und Leitungsgräben

1.1 Konstruktionsarten
1.2 Nicht verbaute Baugruben und Gräben
1.3 Grabenverbau
1.4 Spundwände
1.5 Trägerbohlwände
1.6 Massive Verbauwände
1.7 Injektionswände, Frostwände
1.8 Mixed-in-Place-Wände

2 Allgemeine Berechnungsgrundlagen

2.1 Maßgebende Vorschriften
2.2 Geotechnische Kategorien
2.3 Bautechnische Voraussetzungen
2.4 Stützung von Baugrubenwänden
2.5 Sicherheitskonzept
2.6 Grenzzustände der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit
2.7 Bemessungssituationen
2.8 Teilsicherheitsbeiwerte
2.9 Einwirkungen und Widerstände sowie repräsentative Werte
2.10 Bodenkenngrößen
2.11 Wahl des Berechnungsverfahrens
2.12 Ermittlung von Schnittgrößen

3 Erddruck

3.1 Allgemeines
3.2 Erdruhedruck
3.3 Wandreibungswinkel und Erddruckneigungswinkel
3.4 Größe des aktiven Erddrucks und Mindesterddruck
3.5 Verteilung des aktiven Erddrucks
3.6 Passiver Erddruck vor Spundwänden und Ortbetonwänden
3.7 Erdwiderstand vor Trägerbohlwänden und aufgelösten Pfahlwänden

4 Nicht gestützte, im Boden eingespannte Baugrubenwände

4.1 Einspannung im Untergrund
4.2 Lastansätze und Bodenreaktionen
4.3 Ermittlung von Einbindetiefen und Schnittgrößen
4.4 Ermittlung von Verschiebungen

5 Einmal gestützte Baugrubenwände

5.1 Lastbilder
5.2 Ermittlung von Einbindetiefen und Schnittgrößen bei freier Auflagerung im Boden
5.3 Ermittlung von Einbindetiefen und Schnittgrößen bei beliebiger Fußauflagerung
5.4 Korrektur der Wandfußverschiebung mit einer Mobilisierungsfunktion

6 Mehrmals gestützte Baugrubenwände

6.1 Lastbilder für zweimal gestützte Baugrubenwände
6.2 Lastbilder für dreimal oder öfter gestützte Baugrubenwände
6.3 Ermittlung von Einbindetiefen und Schnittgrößen
6.4 Lastbilder und Schnittgrößen in den Rückbauzuständen
6.5 Berücksichtigung von Nutzlasten

7 Weitere Nachweise

7.1 Gleichgewicht der waagerechten Kräfte bei Trägerbohlwänden
7.2 Nachweis der Vertikalkomponente des mobilisierten Erdwiderstands
7.3 Abtragung von Vertikalkräften in den Untergrund
7.4 Sicherheit gegen Aufbruch der Baugrubensohle
7.5 Sicherheit gegen Geländebruch

8 Bettungsmodulverfahren

8.1 Grundlagen
8.2 Bilinearer Ansatz und Ermittlung des zugehörigen Bettungmoduls
8.3 Durchgängig nichtlineare Bettungsansätze
8.4 Einfluss des Grundwassers auf den Bettungsmodul
8.5 Gestützte Wände
8.6 Nachweis der Einbindetiefe

9 Finite-Elemente-Methode

9.1 Einführung
9.2 Vorgaben aus Regelwerken
9.3 Einschlägige Veröffentlichungen
9.4 Vorschläge zur Anwendung

10 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit

10.1 Anwendung der EAB
10.2 Herstellbedingte Verformungen

11 Verankerte Baugrubenwände

11.1 Verankerungskonstruktionen
11.2 Berechnung
11.3 Nachweis der Gesamtstandsicherheit einschließlich Standsicherheit in der tiefen Gleitfuge
11.4 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit

12 Bewegungsarme Baugrubenwände neben Bauwerken

12.1 Konstruktion
12.2 Berechnung

13 Baugruben im Wasser

13.1 Großflächig abgesenktes Grundwasser
13.2 Hydraulischer Grundbruch
13.3 Erd- und Wasserdruck bei umströmten Wänden
13.4 Grundwasserschonende Bauweisen
13.5 Rückverankerte Betonsohlen
13.6 Hinweise zur 5. Auflage der EAB

14 Baugruben in weichen Böden

14.1 Allgemeines
14.2 Verbaukonstruktionen
14.3 Bauvorgang
14.4 Scherfestigkeit
14.5 Angaben zur Berechnung
14.6 Wasserhaltungsmaßnahmen

15 Baugruben in felsartigen Böden

16 Untersuchung besonderer Baugrubenkonstruktionen

16.1 Baugruben mit besonders großen Abmessungen
16.2 Baugruben mit besonderem Grundriss
16.3 Baugruben mit unregelmäßigem Querschnitt
16.4 Zur Baugrubensohle abgestützte Baugrubenwände

17 Baugruben bei Erdbebenbeanspruchungen

18 Bemessung der Einzelteile

18.1 Bohlen, Brusthölzer und Gurte aus Holz
18.2 Bohlträger, Spundbohlen und Kanaldielen aus Stahl
18.3 Gurte, Auswechslungen und Verbandstäbe aus Stahl
18.4 Steifen
18.5 Verbauteile aus Beton und Stahlbeton
18.6 Erdanker und Zugpfähle
18.7 Verbände, Anschlüsse und Verbindungsmittel

19 Berechnungsbeispiele

19.1 Nachweis der Böschungsstandsicherheit mit Tabellenwerten
19.2 Nachweis der Böschungsstandsicherheit mit dem lamellenfreien Gleitkreisverfahren
19.3 Erddruckermittlung für eine im Boden eingespannte, nicht gestützte Spundwand
19.4 Erddruckermittlung für eine Baggerlast
19.5 Ermittlung des Erdwiderstands vor einer Trägerbohlwand
19.6 Nicht gestützte, im Boden eingespannte Trägerbohlwand in nichtbindigem Boden
19.7 Nicht gestützte, im Boden eingespannte Spundwand in bindigem Boden
19.8 Einmal ausgesteifte, im Boden frei aufgelagerte Schlitzwand in geschichtetem Boden
19.9 Korrektur der Wandfußverschiebung mithilfe einer Mobilisierungsfunktion
19.10 Nachweis der Einbindetiefe bei Anwendung des Bettungsmodulverfahrens
19.11 Nachweis der Einbindetiefe bei Anwendung der Finite-Elemente-Methode
19.12 Nachweis der Sicherheit gegen Aufbruch der Baugrubensohle
19.13 Nachweis der Standsicherheit einer Verankerung
19.14 Baugrube mit rückverankerter Betonsohle

20 Tabellen

20.1 Erfahrungswerte für Bodenkenngrößen
20.2 Beiwerte zur Ermittlung des aktiven Erddrucks
20.3 Beiwerte zur Ermittlung des ebenen Erdwiderstands
20.4 Beiwerte zur Ermittlung des räumlichen Erdwiderstands
20.5 Beiwerte zur Ermittlung der Böschungsstandsicherheit
20.6 Materialkenngrößen und Teilsicherheitsbeiwerte für Bauteile aus Holz
20.7 Materialkenngrößen und Teilsicherheitsbeiwerte für Bauteile aus Stahl
20.8 Materialkenngrößen und Teilsicherheitsbeiwerte für Bauteile aus Beton und Stahlbeton

21 Literaturverzeichnis und Normen

Inserentenverzeichnis

Endbenutzer-Lizenzvereinbarung

Tabellenverzeichnis

1 Konstruktive Maßnahmen zur Sicherung von Baugruben und Leitungsgräben

Tabelle 1.1 Anforderungen an die Stützsuspension bei der Schlitzwandherstellung (aus DIN 1538, Tab. 1)

2 Allgemeine Berechnungsgrundlagen

Tabelle 2.1 Geotechnische Kategorien für Baugruben
Tabelle 2.2 Teilsicherheitsbeiwerte γ_F¹⁾ bzw. γ_E²⁾ für Einwirkungen und Beanspruchungen unter Berücksichtigung der Änderung 2 DIN 1054/A2 vom November 2015 für die γ_H-Werte
Tabelle 2.3 Teilsicherheitsbeiwerte γ_R³⁾ für Widerstände im Grenzzustand STR und GEO-2
Tabelle 2.4 Teilsicherheitsbeiwerte γ_M für geotechnische Kenngrößen
Tabelle 2.5 Kriterien für mitteldichte Lagerung
Tabelle 2.6 Kriterien für dichte Lagerung

5 Einmal gestützte Baugrubenwände

Tabelle 5.1 Auswertung eines Beispiels von Briske
Tabelle 5.2 Faktor f_D zur Berücksichtigung des Einflusses der Lagerungsdichte
Tabelle 5.3 Faktor f_δ zur Berücksichtigung des Einflusses einer negativen Wandreibung
Tabelle 5.4 Faktor f_S zur Berücksichtigung des Einflusses des Grundwassers
Tabelle 5.5 Faktor f_B zur Ermittlung der relativen Wandverschiebung im Grundfall

7 Weitere Nachweise

Tabelle 7.1 Faktor f_Lg

8 Bettungsmodulverfahren

Tabelle 8.1 Anhaltswerte für den Bettungsmodul bei nichtbindigem Boden in Abhängigkeit von der Lagerungsdichte und vom Mobilisierungsgrad nach Besler
Tabelle 8.2 Bettungsmodul bei bindigem Boden für steife bis halbfeste Konsistenz nach Wittlinger
Tabelle 8.3 Bettungsmodul unter Wasser: Spanne für Erfahrungswerte bei einem Ausnutzungsgrad des Erdwiderstands µ_a ≈ 1 für die Bemessungssituation BS-T

12 Bewegungsarme Baugrubenwände neben Bauwerken

Tabelle 12.1 Konstruktive Maßnahmen an Baugruben neben Bauwerken

13 Baugruben im Wasser

Tabelle 13.1 Vergleich verschiedener Sohlabdichtungssysteme (nach Borchert [24])

19 Berechnungsbeispiele

Tabelle 19.1 Lage und Größe der charakteristischen Einwirkungen
Tabelle 19.2 Ergebnisse von drei Proberechnungen
Tabelle 19.3 Erddruck aus ständigen Einwirkungen
Tabelle 19.4 Querschnittswerte der untersuchten Wand
Tabelle 19.5 Ausnutzungsgrad µ und Länge l_g bei verschiedenen Breiten b_g in Beispiel A

20 Tabellen

Tabelle 20.1.1 Erfahrungswerte der Wichte nichtbindiger Böden
Tabelle 20.1.2 Erfahrungswerte der Scherfestigkeit nichtbindiger Böden
Tabelle 20.1.3 Erfahrungswerte der Wichte bindiger Böden
Tabelle 20.1.4 Erfahrungswerte der Scherfestigkeit bindiger Böden
Tabelle 20.2.1 Gleitflächenwinkel ϑ_a für waagerechte Geländeoberfläche
Tabelle 20.2.2 Erddruckbeiwerte K_agh für waagerechte Geländeoberfläche
Tabelle 20.2.3 Erddruckbeiwerte K_ach für waagerechte Geländeoberfläche
Tabelle 20.2.4 Erddruckbeiwerte K_aqh für Linien- und Streifenlasten
Tabelle 20.3.1 Gleitflächenwinkel ϑ_p für ebene Gleitflächen
Tabelle 20.3.2 Erdwiderstandsbeiwerte K_pgh für ebene Gleitflächen
Tabelle 20.3.3 Erdwiderstandsbeiwerte K_pgh nach Streck/Weißenbach
Tabelle 20.3.4 Erdwiderstandsbeiwerte K_pgh nach Pregl/Sokolowski
Tabelle 20.3.5 Erdwiderstandsbeiwerte K_pph nach Pregl/Sokolowski
Tabelle 20.3.6 Erdwiderstandsbeiwerte K_pch nach Pregl/Sokolowski
Tabelle 20.4.1 Erdwiderstandsbeiwerte ω_R für behinderte Vertikalbewegung
Tabelle 20.4.2 Erdwiderstandsbeiwerte ω_K für behinderte Vertikalbewegung
Tabelle 20.4.3 Erdwiderstandsbeiwerte ω_R für unbehinderte Vertikalbewegung
Tabelle 20.4.4 Erdwiderstandsbeiwerte ω_K für unbehinderte Vertikalbewegung
Tabelle 20.5.1 Größtmögliche Böschungshöhe bei Annahme kreisförmiger Gleitflächen
Tabelle 20.6.1 Charakteristische Werte für die Festigkeits-, Steifigkeits- und Rohdichtekennwerte für Nadelholz
Tabelle 20.6.2 Teilsicherheitsbeiwerte
Tabelle 20.7.1 Charakteristische Materialkennwerte (Nennwerte)
Tabelle 20.7.2 Teilsicherheitsbeiwerte
Tabelle 20.8.1 Charakteristische Materialkennwerte für Normalbeton nach DIN EN 1992-1-1, Tabelle 3.1
Tabelle 20.8.2 Charakteristische Materialkennwerte für Betonstahl nach DIN 488-1, Auszug aus Tabelle 2
Tabelle 20.8.3 Teilsicherheitsbeiwerte

Illustrationsverzeichnis

1 Konstruktive Maßnahmen zur Sicherung von Baugruben und Leitungsgräben

Bild 1.1 Gräben bis 1,75 m Tiefe mit senkrechten Wänden; a) Graben mit durchgehend senkrechten Wänden, b) Graben mit abgeböschten Kanten, c) teilweise gesicherter Graben
Bild 1.2 Waagerechter Grabenverbau (ohne Darstellung der Befestigungsmittel); a) Querschnitt, b) Längsschnitt
Bild 1.3 Leichte Kanalstrebe für den waagerechten Grabenverbau
Bild 1.4 Senkrechter Grabenverbau (ohne Darstellung der Befestigungsmittel); a) Querschnitt, b) Längsschnitt
Bild 1.5 Senkrechter Grabenverbau mit gestaffelten Kanaldielen (Foto: Hoesch AG, Dortmund)
Bild 1.6 Aussteifungsmittel für den senkrechten Grabenverbau; a) Kanalstrebe, b) Holzsteife mit angeschnittener Auflagernase
Bild 1.7 Absenkverfahren mit großformatigen Stahlverbauplatten; a) rechte Seite abgesenkt, b) beide Seiten gleich tief, c) linke Seite abgesenkt
Bild 1.8 Voreinstellung der Verbaueinheit
Bild 1.9 Randgestützte Stahlverbauplatten
Bild 1.10 Einfachgleitschienenverbau; a) Querschnitt, b) Draufsicht
Bild 1.11 Doppelgleitschienenverbau (Foto: KVH Verbautechnik GmbH, Heinsberg)
Bild 1.12 Dielenkammerelemente; a) Querschnitt, b) Längsschnitt
Bild 1.13 a) Schlossanordnung bei U- und bei Z-Profilen, b) zusammengesetzte Spundwandprofile (kombinierte Trägerpfahlwände)
Bild 1.14 Spundbohle als Ankerauflage
Bild 1.15 Ausgesteifte Spundwandbaugrube; a) Grundriss, b) Steifenauflagerung auf Konsolen, c) Steifenauflagerung auf angeschweißter Nase
Bild 1.16 Abgespundete Tunnelbaugrube; City-S-Bahn Hamburg, Baulos Binnenalster (Foto: Bundesbahndirektion Hamburg)
Bild 1.17 Verstärkung von Spundwandprofilen mit a) Aufschweißung vor Einbringung und b) nach Einbringung der Spundwandprofile mit dem Aushub
Bild 1.18 Trägerbohlwand
Bild 1.19 Ausfachungsbeispiele; a) und b) mit Holz sowie c) mit Spritzbeton
Bild 1.20 Einzelheiten einer Trägerbohlwand; a) Verkeilung der Bohlen, b) Auflagerung von Holzsteifen, c) Auflagerung von Stahlsteifen, d) Baggerloch, e) Abstützung gegen den Unterbeton
Bild 1.21 Trägerbohlwand mit Kanaldielenausfachung; a) Grundriss, b) Querschnitt
Bild 1.22 Pfahlwand-Typen in perspektivischer Darstellung; a) aufgelöste Wand, b) tangierende Wand, c) überschnittene Wand sowie Ausführungsbeispiele, d) aufgelöste Wand (aus Bauer Bohrpunkt 46/2016 S. 24, BAUER AG), e) überschnittene Wand (aus Bauer Bohrpunkt 46/2016 S. 20/21, BAUER AG)
Bild 1.23 Ausführungen von Bohrpfahlwänden mit bewehrten Primärpfählen zur Aufnahme von hohen Belastungen bzw. bei verformungsarmen Bohrpfahlwänden; a) schmaler Rechteckkorb, b) eingestellter I-Träger
Bild 1.24 Schlitzwandelemente (Lamellen, Paneele)
Bild 1.25 Fugensystem zwischen einzelnen Schlitzwandelementen; a) mit Abstellrohr, b) mit Betonfertigteil, c) mit Fugenbandelement (System CWS) und d) mit Flachfugen
Bild 1.26 Gemischter Verbau (Böschung/Schlitzwand)
Bild 1.27 Steckträgerverbau
Bild 1.28 Injektionskörper als Gewichtsstützwand
Bild 1.29 Injektionskörper mit Rückverankerung und Aussteifung
Bild 1.30 Herstellabfolge im sog. doppelten Pilgerschrittverfahren
Bild 1.31 Ausführungsbeispiel einer MIP-Wand (nach Bauer Spezialtiefbau GmbH, Schrobenhausen)

2 Allgemeine Berechnungsgrundlagen

Bild 2.1 Umlagerung von Biegemomenten nach EB 11; a) ursprüngliche Momentenverteilung; b) Momentenumlagerung; c) geänderte Momentenverteilung

3 Erddruck

Bild 3.1 Vorzeichenregelung für den Neigungswinkel beim aktiven Erddruck; a) positiver Erddruckneigungswinkel; b) negativer Erddruckneigungswinkel
Bild 3.2 Ermittlung der aktiven Erddrucklast bei durchgehend bindigem Boden nach EB 4; a) Erddruck aus Bodeneigengewicht, b) Erddruck infolge von Kohäsion, c) Erddruck bei nicht gestützten Baugrubenwänden, d) Erddruck bei gestützten Baugrubenwänden, e) Mindesterddruck
Bild 3.3 Ermittlung der Gesamtlast des aktiven Erddrucks bei teilweise bindigen Bodenschichten nach EB 7; a) Bodenschichtung, b) Erddruck mit charakteristischen Scherfestigkeiten, c) Erddruck in den bindigen Schichten mit Ersatzreibungswinkel; d) Mindesterddruck
Bild 3.4 Gleitflächenausbildung bei Ermittlung der Gesamtlast des aktiven Erddrucks aus Bodeneigengewicht und aus Nutzlast nach EB 6 [47]; a) Gleitflächen unter dem Winkel ϑ_a,k, b) Zwangsgleitflächen unter dem Winkel ϑ_z,k
Bild 3.5 Aushubgrenze vor Einbau einer Stützung
Bild 3.6 Lastfiguren für den Erddruck aus lotrechten Nutzlasten bei nicht oder nachgiebig gestützten Wänden für Gleitflächen unter dem Winkel ϑ_a,k nach EB 7; a) Streifenlast unmittelbar hinter der Wand, b) Streifenlast mit Abstand von der Wand, c) Linienlast
Bild 3.7 Lastfiguren für den Erddruck aus lotrechten Nutzlasten bei wenig nachgiebig gestützten Wänden für Gleitflächen unter dem Winkel ϑ_a,k nach EB 7; a) Baugrubenwand, Nutzlast und Lastausbreitung, b) Beispiele für einfache Lastfiguren
Bild 3.8 Lastfiguren für den Erddruck aus lotrechten Nutzlasten bei einer Zwangsgleitfläche Gleitflächen unter dem Winkel ϑ_z,k; a) begrenzte Streifenlast unmittelbar hinter der Wand, b) Linienlast
Bild 3.9 Lastfiguren für den Erddruck aus waagerechten Nutzlasten; a) nicht oder nachgiebig gestützte Wand, b) wenig nachgiebig gestützte Wand
Bild 3.10 Vorzeichenregelung für den Neigungswinkel beim Erdwiderstand; a) negativer Neigungswinkel, b) positiver Neigungswinkel
Bild 3.11 Vergleich der K_pgh-Werte in Abhängigkeit vom Erddruckneigungswinkel δ_p, berechnet mit ebenen Gleitflächen und mit gekrümmten Gleitflächen nach Pregl/Sokolowski für senkrechte Wand (α = 0) und waagerechte Geländeoberfläche (β = 0): a) ϕ = 30°, b) ϕ = 35°, c) ϕ = 40°
Bild 3.12 Beispiel für eine begrenzte Drehung der Wand um den Fußpunkt
Bild 3.13 Vereinfachte Verteilung des passiven Erddrucks nach DIN 4085:2017-08; a) Fußpunktdrehung, b) Parallelverschiebung, c) Kopfpunktdrehung
Bild 3.14 Abhängigkeit des Erdwiderstands von der Einbindetiefe

4 Nicht gestützte, im Boden eingespannte Baugrubenwände

Bild 4.1 Kräftespiel an der nicht gestützten, im Boden eingespannten Wand; a) Lastbild, b) Wandverdrehung, c) angreifende Kräfte, d) zu erwartende Spannungsverteilung
Bild 4.2 Vorschläge für den vereinfachten Ansatz der Verteilung der Bodenreaktionen im Einspannbereich; a) Vorschlag von Lorenz, b) Vorschlag von Jacobi, c) Vorschlag von Blum, d) Vorschlag von Rowe, e) Vorschlag von Verdeyen/Roisin, f) Vorschlag von Wiendieck
Bild 4.3 Umwandlung der zu erwartenden Spannungsverteilung in das Ersatz-Lastbild von Blum; a) Drehung der Wand, b) Ergänzung der zu erwartenden Spannungsverteilung, c) Ersatz-Lastbild
Bild 4.4 Aufnahme der charakteristischen Kraft C_h am Fuß einer im Boden eingespannten Wand nach Lackner
Bild 4.5 Rechnerische und vermutete Verteilung der Bodenreaktionen an der im Boden eingespannten Spundwand in Abhängigkeit des Mobilisierungsgrads des Erdwiderstands; a) rechnerische Verteilung, b) vermutete Verteilung
Bild 4.6 Lastbildermittlung für eine nicht gestützte, in nichtbindigem Boden eingespannte Spundwand, a) Baugrubenquerschnitt, b) Erddruck und Bodenreaktion
Bild 4.7 Lastbildermittlung für eine nicht gestützte, in bindigem Boden eingespannte Spundwand; a) Baugrubenquerschnitt, b) Erddruck und Bodenreaktion
Bild 4.8 Statisches System bei nicht gestützten, im Boden eingespannten Spundwänden und Ortbetonwänden; a) Querschnitt mit Auflast, b) statisches System mit zwei festen Auflagern, c) statisches System mit Einspannung nach Blum und Nebenbedingung M_c = 0, d) statisches System mit Einspannung nach Blum für Erddruck aus Bodeneigengewicht und großflächiger Auflast, e) statisches System mit Einspannung nach Blum für Erddruck aus begrenzter Auflast, f) Ansatz der Bemessungswerte für Erddruck und Erdwiderstand zur Ermittlung der Einbindetiefe
Bild 4.9 Ermittlung der Einbindetiefe und der Schnittgrößen an einer nicht gestützten, im Boden eingespannten Trägerbohlwand; a) Baugrubenquerschnitt, b) Lastbild, c) Querkräfte, d) Biegemomente
Bild 4.10 Ermittlung der Kopfbewegung einer starren, im Boden eingespannten Wand; a) Bezeichnungen, b) Wandverdrehung in Abhängigkeit vom mobilisierten Erdwiderstand
Bild 4.11 Ermittlung der Kopfbewegung einer elastischen, am Fuß starr eingespannten Wand; a) Bezeichnungen, b) Aufteilung der Momentenfläche in Einzellasten, c) Ersatz der Momentenfläche durch ein Dreieck

5 Einmal gestützte Baugrubenwände

Bild 5.1 Erddruck auf eine in Geländehöhe gestützte, im Boden frei aufgelagerte Spundwand; a) Überlagerung der Wandbewegungsarten B und C, b) Erddruckverteilung für Wandbewegung B, c) Erddruckverteilung für Wandbewegung C, d) Erddruckverteilung für Wandbewegung ½ ⋅ B + ½ ⋅ C, e) Erddruckrechteck als Lastfigur
Bild 5.2 Annahmen für die Erddruckumlagerung bei einer einmal in Geländehöhe gestützten, im Boden frei aufgelagerten Spundwand; a) Baugrubenquerschnitt, b) Erddruckumlagerung bis zum Fußpunkt der Wand, c) Erddruckumlagerung bis zum unteren Auflagerpunkt, d) Erddruckumlagerung bis zur Baugrubensohle
Bild 5.3 Erddruck auf eine einmal unterhalb der Geländeoberfläche gestützte Spundwand in Abhängigkeit von der Wandbewegung; a) Drehung der Wand, b) Durchbiegung der Wand, c) Überlagerung der beiden Fälle
Bild 5.4 Verteilung des Erddrucks auf eine einmal unterhalb der Geländeoberfläche gestützte Spundwand in Abhängigkeit vom Bauzustand; a) Zustand vor dem Einbau der ersten Stützung, b) Zustand vor Erreichen der endgültigen Aushubsohle, c) Zustand nach Erreichen der endgültigen Aushubsohle
Bild 5.5 In Modellversuchen festgestellte Verteilung des Erddrucks auf einmal unterhalb der Geländeoberfläche gestützte Wände; a) Messung von Tschebotarioff, Versuch Nr. 57, b) Messung von Abouleid, Versuch IV
Bild 5.6 Verteilung des Erddrucks auf eine einmal gestützte Spundwand bei sehr tief angeordneter Stützung; a) Wandverformung, b) Gleitflächenausbildung, c) zu erwartende Erddruckverteilung, d) vereinfachtes Lastbild
Bild 5.7 Lastfiguren für einmal gestützte Trägerbohlwände nach EB 69; a) Stützung bei h_k ≤ 0,10 ⋅ H, b) Stützung bei 0,10 ⋅ H < h_k ≤ 0,20 ⋅ H, c) Stützung bei 0,20 ⋅ H < h_k ≤ 0,30 ⋅ H
Bild 5.8 Lastfiguren für einmal gestützte Spundwände und Ortbetonwände nach EB 70; a) Stützung bei h_k ≤ 0,10 ⋅ H, b) Stützung bei 0,10 ⋅ H < h_k ≤ 0,20 ⋅ H, c) Stützung bei 0,20 ⋅ H < h_k ≤ 0,30 ⋅ H
Bild 5.9 Auflagerbedingungen bei einer einmal gestützten, im Boden frei aufgelagerten Wand; a) festes Auflager in Höhe der Resultierenden der Bodenreaktion, b) festes Auflager in Höhe des Wandfußes
Bild 5.10 Ermittlung der Einbindetiefe und der Schnittgrößen bei einer einmal gestützten, im Boden frei aufgelagerten Schlitzwand; a) Schnitt durch Baugrube und Bodenschichtung, b) klassische Erddruckfigur, c) Lastbild, d) Bodenreaktionen, e) Biegemomente, f) Querkräfte, g) Biegelinie
Bild 5.11 Fußauflagerung bei gestützten Baugrubenwänden; a) freie Auflagerung, b) teilweise Einspannung, c) volle bodenmechanische Einspannung
Bild 5.12 Beispiel für das Trägermodell bei einer einmal gestützten, im Boden frei aufgelagerten Wand; a) Einwirkungen mit vereinfachtem Erddruckansatz und Bodenreaktionen, b) statisches System mit unverschieblichen Auflagern
Bild 5.13 Korrektur der Wandfußverschiebung mithilfe einer Mobilisierungsfunktion; a) statisches System mit Lastbild zur Ermittlung der Biegelinie, b) Biegelinie bei unverschieblichem Auflager, c) Korrektur der Auflagerverschiebung, d) Überlagerung aus b) und c)
Bild 5.14 Mobilisierung des Erdwiderstands beim Verschieben des Bodenauflagers einer Baugrubenwand; a) Situation, b) idealisierte Modellvorstellung mit einer Wand der Höhe h, c) Mobilisierungskurve
Bild 5.15 Ausgangsspannungszustand vor dem einbindenden Teil einer Baugrubenwand nach Besler
Bild 5.16 Mobilisierungskurven mit und ohne Vorbelastung; a) dimensionsloser Erdwiderstandsbeiwert in Abhängigkeit der Verschiebung s, b) dimensionsloser Erdwiderstandsbeiwert in Abhängigkeit der dimensionslosen Verschiebung ξ
Bild 5.17 Mobilisierungskurven für einen Sandboden bei lockerer, mitteldichter und dichter Lagerung mit und ohne Berücksichtigung der Vorbelastung aus Aushub; a) Einbindetiefe t = 1 m, freie Wandhöhe H = 2,5 m, b) Einbindetiefe t = 5 m, freie Wandhöhe H = 10,0 m

6 Mehrmals gestützte Baugrubenwände

Bild 6.1 Lastfiguren für zweimal gestützte Trägerbohlwände nach EB 69; a) hohe Anordnung der Stützungen, b) mittlere Anordnung der Stützungen, c) tiefe Anordnung der Stützungen
Bild 6.2 Lastfiguren für zweimal gestützte Spundwände und Ortbetonwände nach EB 70; a) hohe Anordnung der Stützungen, b) mittlere Anordnung der Stützungen, c) tiefe Anordnung der Stützungen
Bild 6.3 Lastfiguren für dreimal oder öfter gestützte Trägerbohlwände nach EB 69; a) dreimal gestützte Wand, b) viermal gestützte Wand, c) fünfmal gestützte Wand
Bild 6.4 Lastfiguren für dreimal oder öfter gestützte Spundwände und Ortbetonwände nach EB 70; a) dreimal gestützte Wand, b) viermal gestützte Wand, c) fünfmal gestützte Wand
Bild 6.5 Möglichkeiten der Auflagerung von mehrfach gestützten Baugrubenwänden im Boden bei einer Umlagerung bis zur Baugrubensohle; a) kein wirksames Auflager, b) geringe Fußstützung, c) freie Auflagerung, d) teilweise Einspannung, e) volle bodenmechanische Einspannung
Bild 6.6 Ermittlung der Schnittgrößen an einer zweimal gestützten Baugrubenwand ohne Bodenauflager bei Annahme eines abgestuften Rechtecks als Lastfigur; a) Baugrubenquerschnitt, b) Lastbild, c) Querkräfte, d) Biegemomente
Bild 6.7 Ermittlung der Schnittgrößen an einer zweimal gestützten Baugrubenwand ohne Bodenauflager bei Annahme einer trapezförmigen Lastfigur; a) Baugrubenquerschnitt, b) Lastbild, c) Querkräfte, d) Biegemomente
Bild 6.8 Ermittlung der Schnittgrößen an einer zweimal gestützten Baugrubenwand ohne Bodenauflager bei Annahme einer dreieckförmigen Lastfigur; a) Baugrubenquerschnitt, b) Lastbild, c) Querkräfte, d) Biegemomente
Bild 6.9 Rückbauzustände bei wenig verformbaren Baugrubenwänden ohne Veränderung von Größe und Verteilung des Erddrucks (Beispiel); a) Vollaushubzustand, b) erster Rückbauzustand, c) zweiter Rückbauzustand, d) letzter Rückbauzustand
Bild 6.10 Rückbauzustände bei biegeweichen Baugrubenwänden mit Veränderung der Erddruckverteilung (Beispiel); a) Vollaushubzustand, b) erster Rückbauzustand, c) zweiter Rückbauzustand, d) letzter Rückbauzustand
Bild 6.11 Rückbauzustände bei einer biegeweichen Trägerbohlwand mit Veränderung von Größe und Verteilung des Erddrucks (Beispiel); a) Vollaushubzustand, b) erster Rückbauzustand, c) zweiter Rückbauzustand, d) letzter Rückbauzustand
Bild 6.12 Änderung der Erddruckverteilung beim Ausbau einer Steifenlage im Bereich gleichbleibender oder mit der Tiefe abnehmender Erddruckordinaten; a) Ausgangszustand, b) geringe Vergrößerung der Stützweite, c) mittlere Vergrößerung der Stützweite, d) starke Vergrößerung der Stützweite
Bild 6.13 Änderung der Erddruckverteilung beim Ausbau einer Steifenlage im Bereich mit der Tiefe zunehmender Erddruckordinaten; a) Ausgangszustand, b) geringe Vergrößerung der Stützweite, c) mittlere Vergrößerung der Stützweite, d) starke Vergrößerung der Stützweite
Bild 6.14 Lastfiguren für Rückbauzustände bei Trägerbohlwänden nach EB 68; a) Stützung durch den Unterbeton, b) Stützung durch Verfüllung
Bild 6.15 Änderung der Erddruckverteilung beim Ausbau der vorletzten Steifenlage; a) abgeminderte bzw. nicht abgeminderte Lastfläche, b) flächengleiches Rechteck, c) viereckige Lastfigur mit Abminderung, d) abgestuftes Rechteck mit Abminderung
Bild 6.16 Einspannung von Baugrubenwänden in der Baugrubenverfüllung; a) Erddruck und Bodenreaktion bei Verfüllung des Arbeitsraums vor einer Trägerbohlwand, b) Erddruck und Bodenreaktion bei Verfüllung des Arbeitsraums vor einer geschlossenen Wand
Bild 6.17 Ermittlung des Erdwiderstands bei der Verfüllung eines schmalen Arbeitsraums mit Annahme ebener Gleitflächen; a) Gleitflächenausbildung, b) Kräfte am Gleitkeil, c) Krafteck
Bild 6.18 Vereinfachte Annahmen für die Auflagerbedingungen der Baugrubenwand im Rückbauzustand; a) Annahme eines Momentennullpunkts bei Arbeitsraumverfüllung, b) Annahme eines Einspannpunkts bei Bauwerk ohne Arbeitsraum
Bild 6.19 Rückbauzustände mit Absteifung der Baugrubenwand gegen eine Bauwerkssohle; a) Bauzustand und Lastbild vor Ausbau der untersten Stützung, b) Bauzustand und Lastbild nach Ausbau der untersten Stützung, c) Verformung der Wand vor und nach Ausbau der Stützung, d) Biegemomente nach Ausbau der untersten Stützung
Bild 6.20 Einspannmoment in Höhe der Abstützung in Abhängigkeit von der Endfeldstützweite; a) Einfluss der Nachgiebigkeit des Endlauflagers auf die Größe des Einspannmoments, b) Vorschlag für die rechnerische Erfassung der Einspannwirkung
Bild 6.21 Ermittlung der Momentenlinie im ersten Rückbauzustand durch Überlagerung von Lastfällen; a) Gesamtlastbild mit Zusatzkraft A_sh, b) Momente vor Ausbau der untersten Stützung, c) Momente für den Lastfall „Ausbau der untersten Stützung“, d) Momente für den Zustand „Abstützung gegen den Unterbeton“
Bild 6.22 Ansatz des Erddrucks aus Nutzlast im oberen Feld einer mehrmals gestützten Baugrubenwand (Beispiele); a) Baugrubenwand mit Nutzlast und Lastausbreitung, b) Lastfiguren für den Erddruck aus Nutzlast in Abhängigkeit von der Lage der Stützungspunkte
Bild 6.23 Ansatz des Erddrucks aus Nutzlast in den oberen beiden Feldern einer mehrmals gestützten Baugrubenwand (Beispiele); a) Baugrubenwand mit Nutzlast und Lastausbreitung, b) Lastflächen für den Erddruck aus Nutzlast in Abhängigkeit von der Lage der Stützungspunkte

7 Weitere Nachweise

Bild 7.1 Form der Bruchmuschel beim Erdwiderstand vor schmalen Druckflächen mit behinderter Vertikalbewegung; a) Grundriss, b) Längsschnitt, c) Querschnitt a–a, d) Querschnitt b–b, e) Querschnitt c–c
Bild 7.2 Gleichgewicht der Horizontalkräfte unterhalb der Baugrubensohle bei Trägerbohlwänden
Bild 7.3 Aufnahme des bei der Berechnung von Trägerbohlwänden vernachlässigten Erddrucks durch den von Bohlträgern nicht ausgenutzten Erdwiderstand; a) bei freier Auflagerung in nichtbindigem Boden, b) bei Einspannung in bindigem Boden, c) Gleitflächenausbildung im Grenzzustand
Bild 7.4 Nachweis ΣH = 0 bei gestützten, im Boden frei aufgelagerten Trägerbohlwänden; a) Nachweis ΣH = 0 nicht möglich, b) Vergrößerung der Einbindetiefe, c) Verzicht auf Einbindung, d) Erddruckumlagerung bis zum Wandfuß
Bild 7.5 Inneres Gleichgewicht der Vertikalkräfte an nicht gestützten, im Boden eingespannten Spundwänden und Ortbetonwänden bei Annahme des Lastbilds von Blum; a) Baugrubenquerschnitt, b) Kräftespiel
Bild 7.6 Wirksamer Anteil der Bodenreaktion bei Einspannung im Boden nach Blum
Bild 7.7 Inneres Gleichgewicht der Vertikalkräfte an nicht gestützten, im Boden eingespannten Trägerbohlwänden bei Annahme des Lastbilds von Blum; a) Baugrubenquerschnitt, b) Kräftespiel
Bild 7.8 Inneres Gleichgewicht der Vertikalkräfte an gestützten, im Boden eingespannten Spundwänden und Ortbetonwänden bei Annahme des Lastbilds von Blum; a) Baugrubenquerschnitt, b) Kräftespiel
Bild 7.9 Inneres Gleichgewicht der Vertikalkräfte an gestützten, im Boden eingespannten Trägerbohlwänden bei Annahme des Lastbilds von Blum; a) Baugrubenquerschnitt, b) Kräftespiel
Bild 7.10 Äußeres Gleichgewicht der Vertikalkräfte bei im Boden frei aufgelagerten Trägerbohlwänden; a) Schnitt durch die Baugrube, b) Kräftespiel
Bild 7.11 Äußeres Gleichgewicht der Vertikalkräfte bei im Boden frei aufgelagerten Spundwänden und Ortbetonwänden; a) Schnitt durch die Baugrube, b) Kräftespiel
Bild 7.12 Verteilung von senkrechten Lasten aus Baugrubenabdeckungen und Hilfsbrücken; a) Lastverteilungsträger über den Bohlträgern, b) Verbände an der Baugrubenwand, c) Schubkräfte in den Spundwandschlössern
Bild 7.13 Vergrößerung der Einbindetiefe zur Aufnahme von Vertikalkräften bei einer im Boden frei aufgelagerten Spundwand
Bild 7.14 Aufnahme der Vertikalkräfte durch negativen Erddruckneigungswinkel δ beim Erddruck
Bild 7.15 Aufbruch der Baugrubensohle bei einheitlichem Boden
Bild 7.16 Aufbruch der Baugrubensohle bei geschichtetem Boden
Bild 7.17 Geländebruchuntersuchungen bei Baugruben mit waagerechter Aussteifung; a) große Bauwerkslast, b) gebrochene Geländeoberfläche
Bild 7.18 Geländebruchuntersuchungen bei Baugruben mit geneigter Aussteifung; a) vorgegebene Gleitfläche, b) Abstützung auf die Baugrubensohle

8 Bettungsmodulverfahren

Bild 8.1 Elastische Bettung bei nichtbindigem Boden ohne Verschiebungsnullpunkt; a) Wandverformung, b) Lastbild
Bild 8.2 Elastische Bettung bei nichtbindigem Boden mit Verschiebungsnullpunkt; a) Wandverformung, b) Lastbild
Bild 8.3 Bettungsmodule k_sh,k und
Bild 8.4 Bilinearer Ansatz für charakteristische Bodenreaktion σ_h,k in Abhängigkeit der Verschiebung s
Bild 8.5 Verschiedene Wandbewegungsformen; a) relativ steife Wand, b) biegeweiche Wand mit Rückdrehung, c) lange Wand
Bild 8.6 Verschiedene Anteile der Auflagerkraft im Gebrauchszustand

9 Finite-Elemente-Methode

Bild 9.1 Beispiele von Bruchursachen und Versagensmechanismen nach DIN EN 1997-1
Bild 9.2 Vergleich der klassischen Berechnung mit der FEM für eine Spundwand mit freier Auflagerung bei der Einbindetiefe t = 2,12 m; a) Spannungsverteilung [kN/m²], b) Biegelinie [mm], c) Momentenlinie [kNm/m]
Bild 9.3 Näherungsweise Ermittlung der Biegemomente M_Q durch Differenzbildung; a) charakteristische Biegemomente infolge von ständigen Einwirkungen, b) charakteristische Biegemomente infolge von ständigen und veränderlichen Einwirkungen, c) charakteristische Biegemomente infolge von veränderlichen Einwirkungen
Bild 9.4 Aufbruch der Baugrubensohle bei einheitlichem Boden für den Grenzzustand GEO-3 zu führen, d. h. die Scherparameter tan ϕ′_k und c′_k sind entsprechend abzumindern. Dazu eignet sich die FEM in hervorragender Weise. In vielen Software-Paketen ist die für Nachweise erforderliche ϕ-c-Reduk-tion bereits enthalten.
Bild 9.5 Vergleich Messung mit FEM-Ergebnissen ohne und mit Berücksichtigung der erhöhten Steifigkeit bei kleinen Dehnungen nach Benz; a) Geometrie der Baugrube, b) Setzung der Geländeoberfläche, c) waagerechte Wandverschiebungen

10 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit

Bild 10.1 Debis Baugrube am Potsdamer Platz; a) Querschnitt, b) Verschiebungen im Messquerschnitt MV1, c) Verschiebungen im Messquerschnitt MV2
Bild 10.2 Baugrube K2a im Bereich des Inklinometers B5; a) Querschnitt, b) Horizontalverformungen Westwand Baugrube K2a aus Inklinometermessung B5
Bild 10.3 Ergebnisse des Messquerschnitts MQA1 der Baugrube A des Loses 1.1 für den Lehrter Bahnhof; a) Querschnitt, b) Horizontalverformungen
Bild 10.4 Ergebnisse des Messquerschnitts MQ7; a) Querschnitt der Südwand der Baugrube C/D1-Ost, Bereich MQ7, b) Horizontalverformungen Südwand Baugrube C/D1-Ost aus Inklinometermessung MQ7
Bild 10.5 Beispiel mit tiefliegender Injektionssohle; a) Querschnitt durch die Baugrube, b) Wandverformungen nach dem Einbringen der Injektionsrohre, c) Ergebnisse von Rammsondierungen
Bild 10.6 Horizontale Wandverformungen der Baugrube Spreedreieck; a) nach dem Einbringen der Injektionslanzen, b) vor dem Einbau der Steifen und im Endaushubzustand
Bild 10.7 Querschnitt durch die Baugrube mit Schichtaufbau
Bild 10.8 Gemessene Verformungen der Schlitzwand im Querschnitt MQI während verschiedener Aushubphasen
Bild 10.9 Wandverschiebungen der Baugrube König-stadt-Carrée nach dem Herstellen der Düsenstrahlsohle von NN = 33,00 m aus und nach Endaushub
Bild 10.10 Herstellungsbedingte Setzungen eines Giebels neben einer tiefen Baugrube in Berlin
Bild 10.11 Messpunkt im U-Bahn-Tunnel neben einer verankerten Schlitzwand
Bild 10.12 Setzungen des U-Bahn-Tunnels (Punkt A) neben einer verankerten Schlitzwand gem. Bild 10.11
Bild 10.13 Schnitt durch Baugrube und Bahnhof der S-Bahn am Potsdamer Platz
Bild 10.14 Setzungen aus Ankerbohrungen der Punkte A und B des Bahnhofs am Potsdamer Platz
Bild 10.15 Baugrube mit vier Ankerlagen neben einem Gebäude
Bild 10.16 Setzungen des Gebäudes am Giebel während der Herstellung der Schlitzwand, der Verpressanker und beim Aushub

11 Verankerte Baugrubenwände

Bild 11.1 Verankerte Baugrubenwände; a) Verankerung mit eingespannten Ankerwänden oder Stützpfählen, b) Verankerung mit zentrisch gefassten Ankerwänden oder Ankerplatten, c) Verankerung mit verpressten Erdankern, d) Verankerung mit glatten oder verpressten Schrägpfählen
Bild 11.2 Mögliche Bruchzustände bei einmal verankerten Baugrubenwänden; a) Gleitflächenausbildung beim Geländebruch, b) Gleitflächenausbildung beim Bruch in der tiefen Gleitfuge
Bild 11.3 Ermittlung des Widerstands R_A,cal beim Nachweis der Standsicherheit in der tiefen Gleitfuge; a) Kräfte am Gleitkörper, b) Krafteck (unmaßstäblich)
Bild 11.4 Beispiele für Anker, deren Kräfte nicht als Einwirkungen berücksichtigt werden; a) unterer Anker liegt außerhalb der tiefen Gleitfuge, b) oberer Anker liegt außerhalb der aktiven Gleitfuge

12 Bewegungsarme Baugrubenwände neben Bauwerken

Bild 12.1 Baugrube neben einem Bauwerk; a) Schnitt durch die Baugrube, b) einfacher aktiver Erddruck, c) erhöhter aktiver Erddruck, d) Erdruhedruck

13 Baugruben im Wasser

Bild 13.1 Baugruben im Grundwasser; a) abgesenktes Grundwasser, b) gespanntes Grundwasser, c) Grundwasser in geschichtetem Boden
Bild 13.2 Umströmung einer Baugrubenspundwand; a) Baugrube im Grundwasser, gleichmäßig durchlässiger Boden, b) Baugrube im offenen Wasser, gleichmäßig durchlässiger Boden, c) Baugrube im offenen Wasser, Boden oben durchlässiger als unten, d) Baugrube im offenen Wasser, Boden unten durchlässiger als oben
Bild 13.3 Maßnahmen gegen hydraulischen Grundbruch; a) Auflastfilter, b) Überlaufbrunnen, c) Pumpbrunnen, d) undurchlässige Schicht, e) Unterwasserbetonsohle, f) Druckluft
Bild 13.4 Lastbildermittlung bei einer umströmten Baugrubenspundwand im offenen Wasser;
Bild 13.5 Sohlabdichtungssysteme (nach Borchert [24]); a) natürliche Dichtsohle aus bindigem Boden, b) hochliegende Sohle ohne Verankerung, c) hochliegende verankerte Sohle, d) tiefliegende Sohle
Bild 13.6 Arbeitsablauf bei Unterwasserbetonsohlen nach Schnell (ohne Darstellung der Stützung) [158]; a) Aushub im Trockenen, b) Aushub unter Wasser, c) Einbau des Unterwasserbetons, d) Erstellen des Bauwerks im Trockenen
Bild 13.7 Tief liegende, im Düsenstrahlverfahren hergestellte Betonsohle mit Ansatz einer Gewölbewirkung (nach Borchert [24])
Bild 13.8 Erforderliche Tiefenlage von Injektionssohlen (nach Schnell [158])

14 Baugruben in weichen Böden

Bild 14.1 Nicht gestützte Baugrubenwand in weichem Boden nach Einbau des ersten Unterbetonstreifens; a) Längsschnitt, b) Querschnitt
Bild 14.2 Einmal gestützte Baugrubenwand in weichem Boden nach Einbau des ersten Unterbetonstreifens; a) Längsschnitt, b) Querschnitt
Bild 14.3 Schnitt durch die Baugrube Karstadt in Rosenheim [133]
Bild 14.4 Baugrube mit weichem Boden unterhalb des Wandfußes; a) ausgesteifte Wand, b) verankerte Wand

15 Baugruben in felsartigen Böden

Bild 15.1 Durchgehende Gleitflächen bei Baugruben in nicht standfestem Fels; a) Gleitfläche in einer Schichtfläche, b) Gleitfläche parallel zu den Kluftflächen
Bild 15.2 Treppenförmige Gleitflächen bei Baugruben in nicht standfestem Fels; a) Gleitbewegung in Schichtflächen, b) Gleitbewegung in Kluftflächen

16 Untersuchung besonderer Baugrubenkonstruktionen

Bild 16.1 Besonders breite Baugruben; a) Anordnung von Mittelwänden und Knickhaltungen, b) Absteifungen gegen einen im Schutze von Böschungen erstellten Mittelteil des Bauwerks
Bild 16.2 Einzelheiten einer Mittelwand zur Verkürzung der Knicklänge der Steifen; a) einwirkende Kräfte, b) Detail der Steifenauflagerung
Bild 16.3 Gestaffelte Baugruben; a) schmale Berme, beide Staffeln ausgesteift, b) breite Berme, obere Staffel verankert, untere Staffel ausgesteift
Bild 16.4 Rechteckige Baugruben; a) Bohlträger gegeneinander ausgesteift, b) Spundwandgurte gegeneinander ausgesteift, c) steifenfreie Baugrube, d) mit Diagonalsteifen und Normalsteifen ausgesteifte Baugrube
Bild 16.5 Abminderung des Erddrucks an Baugrubenecken; a) Ausbildung von Gleitkeilen, b) wirksamer Erddruck
Bild 16.6 Mit Stahlbeton ausgesteifter Anfahrschacht für einen Schildvortrieb (Elbtunnel Hamburg, Los 11, Elbhang), Foto: Ph. Holzmann AG
Bild 16.7 Stirnwandabfangungen; a) Biegeträger mit Ableitung der Längskräfte in die Längswände, b) Sprengwerk mit Ableitung der Längskräfte in die Längswände, c) Sprengwerk mit Ableitung der Längskräfte in schräg angeordneten Nischen, d) Fachwerkträger mit Ableitung der Längskräfte in rechtwinklig angeordneten Nischen
Bild 16.8 Baugrubenverbreiterung; a) einseitige Verbreiterung mit β_L ≤ β_s,d, b) zweiseitige Verbreiterung mit β_L ≤ β_s,d, c) einseitige Verbreiterung mit β_L > β_s,d, d) einseitige Verbreiterung mit β_L > β_s,d, e) sprunghafte Verbreiterung
Bild 16.9 Kreisförmige Baugrube aus überschnittenen Bohrpfählen (VEW Zinkhütte Dortmund); Foto: Wiemer & Trachte, Dortmund
Bild 16.10 Baugrube in geneigtem Gelände; a) Schnitt durch die Baugrube, b) Bewegung der talseitigen Wand, c) Erdwiderstand bei der talseitigen Wand, d) Lastbild, e) statisches System
Bild 16.11 Nachweis der Sicherheit gegen Herausziehen der Baugrubenwand; a) bergseitige Wand, b) talseitige Wand
Bild 16.12 Nebeneinander angeordnete Baugruben; a) ineinander übergehende Baugruben verschiedener Tiefe, b) geböschte Baugruben neben einer ausgesteiften Baugrube, c) Gegenüberstellung des erforderlichen und des möglichen Erdwiderstands
Bild 16.13 Baugruben mit nicht durchgehend waagerechter Sohle; a) geneigte Sohle bei Anordnung geneigter Steifen, b) Bermen in der Baugrubensohle, c) Drängräben in der Baugrubensohle
Bild 16.14 Erdwiderstand bei Bermen und Drängräben; a) Berme, b) Drängraben
Bild 16.15 Mit Schrägsteifen abgestützte Baugrubenwände; a) Abstützung auf ein Teilstück eines Bauwerks, b) Abstützung gegen das Erdreich, c) Abstützung auf einen Stützpfahl

18 Bemessung der Einzelteile

Bild 18.1 Ermittlung der Stützweite der Verbohlung einer Trägerbohlwand; a) Arbeitsvorgang beim Einbringen der Bohlen, b) Abmessungen der Auflagerflächen
Bild 18.2 Mögliche charakteristische Erddruckbelastung (Gleichlast) von Holzbohlen zwischen Bohlträgern, Holz C24
Bild 18.3 Bildung eines Hängewerks beim Ausfall einer Steife (oder eines Ankers)
Bild 18.4 Bemessungswert der Tragfähigkeit von Steifen ohne Knickhalterung nach DIN EN 1993-1-1
Bild 18.5 Bemessungswert der Tragfähigkeit von Steifen mit Knickhalterung nach DIN EN 1993-1-1
Bild 18.6 Bemessung einer nicht auf Biegung beanspruchten Ausfachung; a) Betongewölbe, b) ebene Betonausfachung, c) verfestigtes Erdreich/Dichtwandfeststoffe
Bild 18.7 Einzelheiten von Knickverbänden; a) Gesamtübersicht, b) Verbindung der Knickgurte, c) Festhaltung einer Steife, d) Knoten A, e) Knoten B

19 Berechnungsbeispiele

Bild 19.1 Baugrubenquerschnitt
Bild 19.2 Baugrubenquerschnitt mit Auflast aus Bagger
Bild 19.3 Ermittlung der Ersatzlast für Bagger; a) Lastverteilung unter den Raupenketten, b) Lastausbreitung im Boden (Draufsicht)
Bild 19.4 Gleitkreis und angreifende Kräfte
Bild 19.5 Nachweis mit Reibungskreisverfahren
Bild 19.6 Baugrubenquerschnitt
Bild 19.7 Erddruckermittlung bei Baugeräten; a) Belastung, b) Lastausbreitung, c) Ersatzlast, d) Erddruckverteilung
Bild 19.8 Nicht gestützte, im Boden eingespannte Trägerbohlwand; a) Baugrubenquerschnitt, b) Erddruckverteilung, c) Erddruckkräfte
Bild 19.9 Baugrubenquerschnitt
Bild 19.10 Schnittgrößenermittlung mit charakteristischen Werten; a) Lastbild für den Erddruck aus Bodeneigengewicht, b) Lastbild für den Erddruck aus Auflast, c) Erddruckkräfte und Erdwiderstand, d) Biegemomente infolge des Erddrucks aus Bodeneigengewicht, e) Biegemomente infolge des Erddrucks aus Auflast, f) Wandverschiebungen
Bild 19.11 Grafische Ermittlung der Länge t₁
Bild 19.12 Nachweis des Bodenauflagers mit charakteristischen Größen; a) ständige Einwirkungen, b) veränderliche Einwirkungen
Bild 19.13 Nachweis des Bodenauflagers mit Bemessungsgrößen; a) ständige Einwirkungen; b) veränderliche Einwirkungen
Bild 19.14 Schnittgrößenermittlung mit Bemessungswerten; a) Lastbild für den Erddruck aus Bodeneigengewicht, b) Lastbild für den Erddruck aus Auflast, c) Biegemomente infolge des Erddrucks aus Bodeneigengewicht, d) Biegemomente infolge des Erddrucks aus Auflast, e) Summe der Biegemomente infolge des Erddrucks aus Bodeneigengewicht und Auflast
Bild 19.15 Einmal ausgesteifte Schlitzwand in geschichtetem Boden; a) Baugrubenquerschnitt, b) ständige charakteristische Einwirkungen, c) veränderliche charakteristische Einwirkungen, d) charakteristische Bodenreaktionen
Bild 19.16 Nachweis des Bodenauflagers
Bild 19.17 Schnittgrößen und Verformungen; a) Lastbild, b) Biegemomente, c) Querkraftlinie, d) Biegelinie
Bild 19.18 Baugrubenquerschnitt
Bild 19.19 Tragwerk mit Einwirkungen; a) Tragsystem, b) ständige charakteristische Einwirkungen, c) veränderliche charakteristische Einwirkungen
Bild 19.20 Einwirkungen und Bodenreaktionen
Bild 19.21 Biegelinien; a) Biegelinie bei festem Auflager, b) Auflagerverschiebung ohne Vorbelastung, c) Überlagerung aus a) und b), d) Auflagerverschiebung mit Vorbelastung, e) Überlagerung aus a) und d)
Bild 19.22 Mobilisierungsfunktion
Bild 19.23 Tragwerk mit Einwirkungen; a) Tragsystem, b) ständige charakteristische Einwirkungen, c) veränderliche charakteristische Einwirkungen
Bild 19.24 Biegelinien; a) Biegelinie bei festem Auflager, b) Auflagerverschiebung ohne Vorbelastung, c) Überlagerung aus a) und b), d) Auflagerverschiebung mit Vorbelastung, e) Überlagerung aus a) und d)
Bild 19.25 Momentenverlauf
Bild 19.26 Baugrubenquerschnitt
Bild 19.27 Lastbild
Bild 19.28 Ausgangsspannungen und Bettungsansatz
Bild 19.29 Biegelinien für Spundwand mit Vorbelastung und erweitertem Ansatz nach EAB bei verschiedenen Einbindetiefen
Bild 19.30 Spannungsverteilungen für Spundwand mit Vorbelastung und erweitertem Ansatz nach EAB bei verschiedenen Einbindetiefen; a) t_g = 2,12 m, b) t_g = 3,65 m, c) t_g = 5,00 m, d) t_g = 10,00 m
Bild 19.31 Momentenlinien für Spundwand mit Vorbelastung nach EB 102 bei verschiedenen Einbindetiefen mehr in dem Maximalmoment im Wandfußbereich. Die Einspannwirkung ist geringer als nach Blum, weil im Verschiebungsnullpunkt keine vertikale Tangente erreicht wird (s. Bild 19.29).
Bild 19.32 Berechnungsergebnisse für drei verschiedene Einbindetiefen; a) Spannungsverteilung [kN/m²], b) Biegelinie [mm], c) Momentenverteilung [kNm/m]
Bild 19.33 Berechnungsergebnisse für drei verschiedene Einbindetiefen; a) Spannungsverteilung [kN/m²], b) Biegelinie [mm], c) Momentenverteilung [kNm/m] lich wie bei einer Trägerberechnung mit einer bodenmechanischen Einspannung nach Blum oder einer Teileinspannung.
Bild 19.34 Baugrubenquerschnitt
Bild 19.35 Ausnutzungsgrad µ in Abhängigkeit von der Breite b_g für verschiedene Einbindetiefen t_g der Wand in bindigem Boden erwartet nimmt die Sicherheit mit steigender Einbindetiefe zu. Das Maximum ist bei zunehmender Einbindetiefe flacher ausgeprägt.
Bild 19.36 Ausnutzungsgrad µ in Abhängigkeit von der Breite b_g für verschiedene Einbindetiefen der Wand bei c_u-Boden
Bild 19.37 Baugrubenquerschnitt
Bild 19.38 Lastbilder; a) ständige Einwirkungen, b) veränderliche Einwirkungen
Bild 19.39 Kräfte am Bruchkörper für ständige und veränderliche Einwirkungen
Bild 19.40 Abmessung der mit Bohrpfählen umschlossenen Baugrube mit Betonsohle
Bild 19.41 Ermittlung der Auflagerkraft B_k; a) statisches System, b) charakteristische Einwirkung aus Erddruck, c) resultierender Wasserdruck w_k

Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Achim Hettler

Lehrstuhl Baugrund – Grundbau

Fakultät Architektur und Bauingenieurwesen

Technische Universität Dortmund

August-Schmidt-Str. 8

44227 Dortmund

Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Dr.-Ing. E. h. Anton Weißenbach

Am Gehölz 14

22844 Norderstedt

Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Theodoros Triantafyllidis

Karlsruher Institut für Technologie

Institut für Bodenmechanik und Felsmechanik (IBF)

Engler-Bunte-Ring 14

76131 Karsruhe

Dipl.-Ing. Wilfried Hackenbroch

IDN Ingenieurbüro DOMKE Nachf.

Partnerschaft Beratender Ingenieure mbB

Mannesmannstr. 161

47259 Duisburg

Titelbild: Baugrube für das Kocherquartier in Schwäbisch Hall (Foto: Bauer AG)

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