The Recommendations deal with the basics of performing verifications and the application of geotextiles for the reinforcement of various foundation systems and ground improvement measures, in road construction, for slopes and retaining structures and in landfill operation.
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 vii
Benutzerhinweise xxi
1 Einleitung und Anwendungsgrundlagen der Empfehlungen1
1.1 Nationale und internationale Vorschriften 1
1.2 Nachweisformen und Grenzzustände nach dem Teilsicherheitskonzept 2
1.2.1 Neue Normengeneration und Übergangsregelungen 2
1.2.2 Beanspruchungen und Widerstände 3
1.2.3 Grenzzustände 3
1.2.4 Anwendung der EBGEO im Zusammenhang mit DIN EN 1997-1 5
1.3 Beispiele für bewehrte Erdkörper 8
1.4 Allgemeine Begriffe 9
2 Anforderungen an die Baustoffe11
2.1 Boden 11
2.1.1 Erkundung des Baugrundes11
2.1.2 Füllboden 11
2.1.3 Hinterfüll- und Überschüttboden 13
2.2 Geokunststoffe 13
2.2.1 Allgemeines 13
2.2.2 Rohstoffe 13
2.2.3 Produkteigenschaften und Anforderungen 14
2.2.4 Prüfungen und Abminderungsfaktoren 15
2.3 Literatur 36
3 Grundlagen der Nachweisführung39
3.1 Allgemeine Grundsätze 39
3.2 Zuordnung von geokunststoffbewehrten Bauwerken zur Geotechnischen Kategorie 41
3.3 Bemessungswiderstände 42
3.3.1 Materialwiderstand der Geokunststoffe 42
3.3.2 Bestimmung der Abminderungsfaktoren 43
3.3.3 Herausziehwiderstand der Geokunststoffe 43
3.3.4 Dehnsteifigkeit der Geokunststoffe im GZ 2 44
3.4 Teilsicherheitsbeiwerte Ergänzende Regelungen zu DIN 1054 45
4 Dämme auf wenig tragfähigem Untergrund47
4.1 Allgemeines 47
4.2 Nachweis gegen Geländebruch 48
4.2.1 Allgemeines 48
4.2.2 Versagensmechanismen 48
4.2.3 Einwirkungen 53
4.2.4 Widerstände 53
4.3 Nachweis gegen Ausquetschen des Untergrundes 54
4.4 Nachweis gegen Grundbruch 56
4.5 Konstruktive Hinweise56
4.6 Literatur 56
4.7 Beispiel für einen Damm auf weichem Untergrund 57
4.7.1 Versagen auf kreisförmigen Gleitflächen 58
4.7.2 Vorgegebene Gleitfläche im wenig tragfähigen Untergrund 60
4.7.3 Gleitfläche zwischen Geokunststoff und Füllboden bzw Geokunststoff und wenig tragfähigem Untergrund unter Berücksichtigung des Umschlages der Bewehrung 64
4.7.4 Nachweis gegen Ausquetschen des Untergrundes 67
4.7.5 Nachweis gegen Grundbruch 68
4.7.6 Auswahl des Geokunststoffes 69
5 Bewehrte Gründungspolster75
5.1 Begriffe 75
5.2 Anwendungsbereich und Wirkungsweise 75
5.3 Entwurfs- und Konstruktionshinweise 75
5.3.1 Konstruktionsprinzip 75
5.3.2 Bewehrungsanordnung 76
5.3.3 Bewehrungslängen 76
5.3.4 Abmessungen des Gründungspolsters 76
5.3.5 Baustoffe 77
5.4 Einwirkungen und Widerstände 77
5.5 Berechnung des bewehrten Gründungspolsters 77
5.5.1 Allgemeines 77
5.5.2 Beanspruchungen 78
5.6 Nachweis und Bemessung 78
5.6.1 Nachweise der Tragfähigkeit 78
5.6.2 Nachweise der Gebrauchstauglichkeit 85
5.7 Hinweise für die Bauausführung 85
5.8 Literatur 85
5.9 Beispiel eines bewehrten Gründungspolsters unter einem Streifenfundament 86
5.9.1 Geometrie, Belastung und bodenmechanische Kennwerte 86
5.9.2 Grundbruchnachweise 87
5.9.3 Gleitsicherheitsnachweis 94
5.9.4 Nachweise der Gebrauchstauglichkeit 94
6 Verkehrswege95
6.1 Allgemeines 95
6.2 Verkehrsflächen mit ungebundenem Oberbau und großen zulässigen Verformungen 96
6.2.1 Anwendungsbereich 96
6.2.2 Bemessungskonzept 96
6.3 Verkehrsflächen im Eisenbahnbau 98
6.4 Hinweise für den Einbau und die Verlegung 99
6.5 Literatur 99
7 Stützkonstruktionen101
7.1 Begriffe 101
7.2 Entwurfshinweise 102
7.2.1 Anforderungen und Randbedingungen 102
7.2.2 Geometrie 102
7.3 Grundlagen der Nachweisführung 102
7.3.1 Allgemeine Grundsätze 102
7.3.2 Gleitlinien und Bruchmechanismen 103
7.3.3 Nachweisübersicht 104
7.4 Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit (GZ 1) 108
7.4.1 Allgemeines 108
7.4.2 Einwirkungen und Beanspruchungen 108
7.4.3 Widerstände 109
7.4.4 Nachweis der Sicherheit gegen Geländebruch/Böschungsbruch (GZ 1C) 109
7.4.5 Nachweis der Grundbruchsicherheit (GZ 1B) 109
7.4.6 Nachweis der Gleitsicherheit (GZ 1B) 110
7.4.7 Lage der Sohldruckresultierenden 111
7.4.8 Spezielle Regelungen 111
7.5 Nachweise der Gebrauchstauglichkeit (GZ 2) 112
7.5.1 Allgemeines 112
7.5.2 Nachweis der Lage der Sohldruckresultierenden 114
7.5.3 Verschiebungen in der Sohlfläche 114
7.5.4 Setzungen des Untergrundes vU 114
7.5.5 Eigensetzung des Füllbodens vE 115
7.5.6 Horizontale Verschiebungen der Böschungsfront vHi 115
7.5.7 Scherverformung der Stützkonstruktion vS 117
7.5.8 Vertikale Verschiebungen der Oberfläche vO 117
7.5.9 Numerische Verfahren 117
7.6 Nachweise zur Frontausbildung 117
7.7 Literatur 122
7.8 Bemessungsbeispiel Stützkonstruktion 123
7.8.1 Geometrie, Bodenkennwerte und Lastannahmen 123
7.8.2 Ermittlung der charakteristischen Einwirkungen 124
7.8.3 Nachweis im Grenzzustand der Tragfähigkeit (GZ 1) 125
7.8.4 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit (GZ 2) 135
8 Deponiebau Bewehrung oberflächenparalleler geschichteter Systeme137
8.1 Allgemeines 137
8.2 Entwurfs- und Konstruktionshinweise 139
8.3 Nachweise 139
8.3.1 Grundlagen 139
8.3.2 Nachweis der Standsicherheit des geneigten Dichtungssystems 141
8.4 Literatur 148
8.5 Beispiel für die Oberflächenabdichtung einer Deponie mit Geokunststoffbewehrung 149
8.5.1 Geometrie, bodenmechanische Kennwerte, Eigenschaften der Geokunststoffe und Kenndaten eines gewählten Baufahrzeuges 149
8.5.2 Nachweis der Standsicherheit 150
8.5.3 Nachweis gegen Bruch der Bewehrung 152
8.5.4 Bemessung des Verankerungsgrabens 153
9 Bewehrte Erdkörper auf punkt- oder linienförmigen Traggliedern157
9.1 Begriffe 157
9.2 Anwendungsbereiche und Wirkungsweise 159
9.2.1 Anwendungsbereiche 159
9.2.2 Wirkungsweise 160
9.3 Entwurfs- und Konstruktionsempfehlungen 161
9.4 Einwirkungen und Widerstände 164
9.5 Punkt- und linienförmige Tragglieder 164
9.6 Berechnung des bewehrten Erdkörpers 165
9.6.1 Allgemeines 165
9.6.2 Beanspruchungssituationen 166
9.6.3 Charakteristische Beanspruchungen 166
9.6.4 Berechnung der Beanspruchung der Geokunststoffbewehrung mit numerischen Verfahren 180
9.6.5 Berechnung der Beanspruchung der Geokunststoffbewehrung bei nicht ruhenden Einwirkungen 181
9.7 Nachweise und Bemessung 181
9.7.1 Nachweise der Tragfähigkeit 181
9.7.2 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit 183
9.8 Hinweise für die Bauausführung 184
9.8.1 Vorbereitende Arbeiten 184
9.8.2 Punkt- und linienförmige Tragglieder 185
9.8.3 Bewehrter Erdkörper 185
9.9 Literatur 186
9.10 Bemessungsbeispiel: Bewehrte Erdkörper auf punkt- oder linienförmigen Traggliedern 187
9.10.1 Geometrie, Belastung, bodenmechanische Kennwerte, Kennwerte der Bewehrung und Beanspruchungssituationen 187
9.10.2 Beanspruchungssituation 1: Bauzustand (t1 = 10 h) 190
9.10.3 Beanspruchungssituation 2: Bauzustand (t2 = 500 h) 196
9.10.4 Beanspruchungssituation 3: Endzustand (t3 = 1.000.000 h) 200
9.10.5 Sonderfall: Ausfall der Bettungswirkung (t4 = 1.000.000 h) 203
9.10.6 Bemessungswerte der Beanspruchungen in der Geokunststoffbewehrung 205
9.10.7 Bemessungswerte der Widerstände 206
9.10.8 Nachweis der Tragfähigkeit 207
10 Gründungssystem mit geokunststoffummantelten Säulen209
10.1 Begriffe 209
10.2 Wirkungsweise und Anwendungsbereiche 211
10.2.1 Wirkungsweise 211
10.2.2 Anwendungsbereiche 213
10.3 Herstellungsverfahren 214
10.3.1 Allgemeines 214
10.3.2 Aushubverfahren 215
10.3.3 Verdrängungsverfahren 215
10.3.4 Verfahrensauswahl 216
10.4 Entwurfsempfehlungen und Konstruktionshinweise 218
10.5 Baustoffe 218
10.6 Hinweise zur Berechnung und Bemessung 219
10.6.1 Allgemeines 219
10.6.2 Einwirkungen und Widerstände 220
10.6.3 Bemessung der horizontalen Geokunststoffbewehrung 220
10.6.4 Säulenbemessung 221
10.6.5 Nachweis der Gesamtstandsicherheit 227
10.6.6 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit 228
10.7 Prüfkriterien, Toleranzen und Qualitätssicherung230
10.8 Literatur 232
10.9 Berechnungsbeispiel: Geokunststoffummantelte Säulen 232
10.9.1 Eingangswerte 232
10.9.2 Berechnung 234
11 Überbrückung von Erdeinbrüchen237
11.1 Allgemeines 237
11.2 Entwurf 238
11.2.1 Grundsätze und Begriffe 238
11.2.2 Hinweise für den Entwurf 241
11.2.3 Baugrund und Baustoffe 245
11.2.4 Lastannahmen und Lastfälle 246
11.2.5 Zulässige Verformungen 246
11.2.6 Tragwerksmodelle 247
11.3 Nachweise 250
11.3.1 Grundlagen der Nachweisführung 250
11.3.2 Bemessung 254
11.3.3 Sicherheitstheoretische Analyse 264
11.4 Anwendung der Beobachtungsmethode 265
11.5 Hinweise zur Bausführung 266
11.6 Literatur 267
11.7 Berechnungsbeispiel 1 268
11.7.1 Vorgaben 268
11.7.2 Zulässiger Durchhang und zulässige Dehnung der Bewehrung 269
11.7.3 Vorauswahl des Geokunststoffes 269
11.7.4 Ermittlung der Einwirkungen 270
11.7.5 Ermittlung der Bemessungswerte der Widerstände in Produktions- und Querrichtung 271
11.7.6 Nachweis der ausreichenden Zugfestigkeit 272
11.7.7 Nachweis der Verankerungen 272
11.7.8 Nachweis der Überlappungen 273
11.8 Berechnungsbeispiel 2 273
11.8.1 Vorgaben 273
11.8.2 Zulässiger Durchhang und zulässige Dehnung der Bewehrung 274
11.8.3 Ermittlung der Einwirkungen 274
11.8.4 Ermittlung der Bemessungswerte der Widerstände in Produktionsrichtung 275
11.8.5 Nachweis der ausreichenden Zugfestigkeit 276
11.8.6 Nachweis der Verankerungen 277
11.8.7 Nachweis der Überlappungen 277
12 Dynamische Einwirkungen auf geokunststoffbewehrte Systeme279
12.1 Allgemeines 279
12.2 Dynamische Einwirkungen 279
12.3 Dynamische Beanspruchungen 281
12.4 Widerstände 281
12.5 Dynamische Bemessungsfälle 281
12.6 Dynamische Einwirkungen 285
12.6.1 Dynamische Einwirkungen Verkehrsbelastungen 285
12.6.2 Dynamische Einwirkungen Explosionen, Anprall, Lawinen 289
12.6.3 Dynamische Einwirkungen Erdbebenbelastungen 289
12.7 Ermittlung der dynamischen Beanspruchung der Geokunststoffe 291
12.7.1 Dynamischer Bemessungsfall 1 291
12.7.2 Dynamischer Bemessungsfall 2 291
12.7.3 Dynamischer Bemessungsfall 3 291
12.8 Ermittlung der Widerstände bei dynamischer Einwirkung 291
12.8.1 Herausziehwiderstand der Bewehrung 291
12.8.2 Materialwiderstand der Bewehrung 293
12.9 Anforderungen an die Baustoffe bei dynamischer Beanspruchung 294
12.9.1 Füllboden 294
12.9.2 Geokunststoffe 295
12.10 Literatur 298
12.11 Diagramme 301
13 Bildverzeichnis319
14 Tabellenverzeichnis325
Inserentenverzeichnis 327
