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 V
Autoren-Kurzbiografien XVII
Verzeichnis der Autoren XXV
2.1 Erdbau
Dietmar Adam
1 Einleitung 1
1.1 Allgemeines 1
1.2 Typen von Erdbauwerken 2
1.3 Anforderungen an Erdbauwerk 3
1.4 Einwirkungen auf Erdbauwerke 4
2 Regelwerke Normen und Richtlinien 4
2.1 Allgemeines 4
2.2 Regelwerke in Deutschland 5
2.3 Regelwerke in Österreich 8
2.4 Regelwerke in der Schweiz 10
2.5 Europäische und internationale Regelwerke 11
3 Begriffe 12
4 Einschnitte 14
4.1 Allgemeines 14
4.2 Einschnitte im Lockergestein 14
4.3 Einschnitte im Festgestein 29
4.4 Entwässerung 37
4.5 Oberflächengestaltung 39
5 Erd- und Steinschüttdämme 44
5.1 Allgemeines 44
5.2 Arten von Dämmen 45
5.3 Aufbau von Dämmen 48
5.4 Entwurf und Berechnung 64
6 Erd- und Dammbaustoffe 71
6.1 Allgemeines 71
6.2 Mineralische Erd- und Dammbaustoffe 71
6.3 Sonstige Erd- und Dammbaustoffe 93
7 Erdarbeiten 96
7.1 Untergrunderkundung 96
7.2 Untergrundverbesserung 99
7.3 Vor-, Oberboden- und Abtragsarbeiten 100
7.4 Vorbereitung der Dammaufstandsfläche 101
7.5 Herstellung von Dämmen und Schüttungen 102
7.6 Einbau und Verdichtung 103
7.7 Sonstige Erdbaumaßnahmen 120
8 Bodenbehandlung mit Bindemitteln 123
8.1 Grundlagen der Bodenstabilisierung 123
8.2 Bodenverbesserung und Bodenverfestigung 125
8.3 Eignungsprüfung und Probefeld 132
8.4 Ausführung 133
8.5 Umweltrelevante Veränderungen im Boden 134
9 Qualitätssicherung und Prüfungen 135
9.1 Allgemeines 135
9.2 Arten von Prüfungen 137
9.3 Prüfverfahren 137
9.4 Verdichtungskontrollen 139
10 Literatur 149
11 Anhang: Erläuterung der Kurzzeichen für die Bodenklassifizierung 164
2.2 Baugrundverbesserung und Injektionen
Wolfgang Sondermann und Fabian Kirsch
1 Einleitung und Überblick 167
2 Statische Verdichtung und Entwässerungsverfahren 170
2.1 Vorbelastung 170
2.2 Vorbelastung mit Konsolidierungshilfe 173
2.3 Grundwasserbeeinflussung und Vakuumkonsolidation 178
3 Dynamische Verdichtung 181
3.1 Vibrationsverdichtung Tiefenrüttelverfahren 181
3.2 Stoßverdichtung 188
4 Bewehrung des Baugrunds ohne verdrängende Wirkung 199
4.1 Mechanisches Einmischen Tiefeneinmischverfahren 199
4.2 Hydraulisches Einmischen Düsenstrahlverfahren 210
4.3 Hydraulisch-mechanisches Einmischen 220
4.4 Porenrauminjektionen 221
5 Bewehren des Baugrunds mit verdrängender Wirkung 227
5.1 Rüttelstopfverdichtung 227
5.2 Sand- und Schotterverdichtungssäulen 234
5.3 Einbringen aushärtender Stoffe Rigid Inclusions 236
5.4 Aufreißinjektion Soil Fracturing 244
5.5 Verdichtungsinjektion Compaction Grouting 248
6 Literatur 252
2.3 Verstärkung von Gründungsstrukturen
Karl Josef Witt
1 Einleitung 263
2 Grundsätzliche Überlegungen 264
3 Unterfangung und Nachgründung 265
3.1 Unterfangungswände nach DIN 4123 265
3.2 Injektion und Vermörtelung 270
3.3 Unterfangung durch Pfahlkonstruktionen 275
4 Verstärkung von Gründungsstrukturen 281
4.1 Ursachen und Schadenstypen 281
4.2 Schadensphänomene und Maßnahmen zur Verstärkung 283
4.3 Komplexe Maßnahmen zur Nachgründung und Verstärkung 290
5 Schlussbemerkungen 293
6 Literatur 294
7 Zitierte Regelwerke 298
2.4 Bodenvereisung
Wolfgang Orth
1 Verfahrensprinzip und Anwendungen 299
1.1 Allgemeines 299
1.2 Wirkungsweise 299
1.3 Schachtbau 300
1.4 Baugruben und Unterfangungen 301
1.5 Tunnelbau 303
1.6 Probenahme 306
2 Vereisungsverfahren 306
2.1 Allgemeines 306
2.2 Stickstoffvereisung 306
2.3 Solevereisung 308
3 Frostausbreitung 310
3.1 Grundlagen der Wärmeleitung 310
3.2 Thermische Eigenschaften von gefrorenen Böden 312
3.3 Künstlich erzeugte Frostausbreitung 315
3.4 Klimatisch bedingte Frostausbreitung 333
3.5 Kontrolle der Frostausbreitung 335
4 Mechanisches Verhalten gefrorener Böden 338
4.1 Grundlagen 338
4.2 Deformationsverhalten gefrorener Böden 341
5 Eigenschaften von Eis 357
6 Frostwirkungen 360
6.1 Allgemeines 360
6.2 Gefrieren 360
6.3 Tauen 363
6.4 Frostempfindlichkeitskriterien 364
6.5 Frischbeton auf gefrorenem Boden 365
7 Hinweise zur Berechnung von Frostkörpern 365
8 Verwendete Zeichen und Symbole 368
9 Literatur 369
2.5 Verpressanker, Bodennägel und Zugpfähle
Lutz Wichter und Wolfgang Meiniger
1 Verpressanker 375
1.1 Allgemeines 375
1.2 Entwicklung der Ankertechnik 375
1.3 Anforderungen an Verpressanker und Voraussetzungen für den Einbau 378
1.4 Technisches Regelwerk für Verpressanker 378
1.5 Ankerwerkstoffe und Ankerbauteile 379
1.6 Herstellung von Verpressankern 387
1.7 Bauarten von Verpressankern 396
1.8 Ankerkräfte und Kraftabtragung im Boden 403
1.9 Prüfungen an Ankern 415
1.10 Entwurfsgrundsätze für verankerte Konstruktionen 437
1.11 Bemessung von Verankerungen 439
2 Bodenvernagelungen 440
2.1 Prinzip von Bodenvernagelungen und Entwicklung der Vernagelungstechnik 440
2.2 Anforderungen an Bodennägel und Voraussetzungen für den Einbau 443
2.3 Technisches Regelwerk für Bodenvernagelungen 444
2.4 Nagelwerkstoffe und Zubehör 444
2.5 Bauarten von Bodennägeln 449
2.6 Herstellung, Transport, Lagerung und Einbau der Bodennägel 450
2.7 Bemessung von Bodenvernagelungen 451
2.8 Prüfungen an Nägeln 452
3 Anker und Nägel im Tunnel- und Bergbau 455
3.1 Allgemeines 455
3.2 Bauarten von Gebirgsankern 456
3.3 Zugglieder von Gebirgsankern 459
3.4 Prüfungen an Gebirgsankern 461
4 Zugpfähle 461
4.1 Technisches Regelwerk für Zugpfähle 462
4.2 Zugpfähle aus Stabstählen mit aufgerolltem Gewinde 462
4.3 Zugpfähle aus Stahlrohren mit aufgerolltem Gewinde 464
4.4 Prüfung von Zugpfählen 466
5 Literatur 467
2.6 Bohrtechnik
Georg Ulrich und Luis Ulrich
1 Einführung 469
2 Trockenbohrverfahren 469
2.1 Allgemeines 469
2.2 Seilgeführte Werkzeuge 470
2.3 Drehende Werkzeuge 470
2.4 Kellybohrverfahren 474
2.5 Schneckenbohrverfahren (Continuous Flight Auger CFA) 476
2.6 Verdrängerbohrverfahren 483
2.7 Bohrgeräte 486
2.8 Verrohrungsanlagen 488
3 Spülbohrverfahren 489
3.1 Allgemeines 489
3.2 Direktes Spülbohren (Rotary Drilling) 490
3.3 Indirektes Spülbohren, Saugbohren (Reverse Circulation Drilling) 492
4 Kernbohren 495
5 Geothermiebohrungen 495
6 Bohrverfahren für den Baugrundaufschluss 499
7 Sonderbohrverfahren 500
7.1 Vibrationsbohrverfahren sonic drilling 500
7.2 Aufsatz- und Offshore-Bohranlagen Fly Drill 501
8 Literatur 502
2.7 Horizontalbohrungen und Rohrvortrieb
Hermann Schad, Carola Vogt-Breyer und Hans-Joachim Bayer
1 Einleitung 505
2 Horizontalbohrungen 509
2.1 Allgemeines 509
2.2 Bohrtechnik im Lockergestein 510
2.3 Bohrsteuerung im Lockergestein 510
2.4 Leitungsverlegung 512
2.5 Anwendungsmöglichkeiten 514
2.6 Bohrtechnik für Bohrungen in Fels 519
2.7 Anwendungen für HDD-Bohren im Fels 524
2.8 Verdrängungshämmer 529
2.9 Horizontalrammen 531
2.10 Erdbohr- und Pressbohrverfahren 532
3 Rohrvortrieb 535
3.1 Allgemeines 535
3.2 Grundlagen der Rohrvortriebstechnik 535
3.3 Maschinen und Geräte für den Rohrvortrieb 539
3.4 Vortriebsrohre 541
3.5 Bauausführung 544
3.6 Schmierung 546
3.7 Verdämmung 547
4 Grabenlose Erneuerung von Leitungen 548
4.1 Allgemeines zu den Verfahren 548
4.2 Voraussetzungen für die Anwendung grabenloser Verfahren zur Leitungserneuerung 549
4.3 Rohrberstverfahren (Berstlining) 550
4.4 Rohrauswechselverfahren 552
4.5 Ringraumverfüllung 555
4.6 Wahl des Materials für die neue Leitung 555
4.7 Überbohren von Leitungen 555
5 Literatur 556
2.8 Einbringverfahren für Pfähle und Spundbohlen: Rammen, Vibrieren, Pressen
Fritz Berner und Christian Moormann
1 Anwendung von Ramm- und Ziehverfahren 559
2 Einbringgut 560
2.1 Arten 560
2.2 Verdrängungspfähle (Rammpfähle) 560
2.3 Spundbohlen 562
2.4 Kombinierte Spundwandsysteme 563
2.5 Kanaldielen 563
2.6 Leichtprofile 563
2.7 Stahlträger 563
3 Geräte 564
3.1 Allgemeines 564
3.2 Geräteträger 564
3.3 Mäkler 566
3.4 Geräte Ramm- und Vibrationstechnik 569
3.5 Geräte Einpresstechnik 575
3.6 Rammhilfsmittel 579
4 Einbringtechnik 581
4.1 Baugrundbeurteilung 581
4.2 Einbringverfahren gemäß Baugrund 582
4.3 Einbringhilfen 583
5 Einbringen von Spundbohlen 585
5.1 Allgemeines 585
5.2 Herstellen von Rammelementen 586
5.3 Fortlaufendes Einbringen 586
5.4 Staffelweises Einbringen 586
5.5 Fachweises Einbringen 587
5.6 Einrammen kombinierter (gemischter) Wände 588
5.7 Abweichen von der Soll-Lage 589
5.8 Maßnahmen gegen das Abweichen 590
5.9 Schallarmes Einbringen 592
6 Ziehen 594
6.1 Maßnahmen vor und während des Einrammens 594
6.2 Ziehvorgang 594
7 Geotechnische Aspekte 595
7.1 Einfluss der Herstellmethode auf den Boden und das Tragverhalten 595
7.2 Erschütterungen infolge des Herstellvorgangs 620
8 Literatur 629
2.9 Grundwasserströmung Grundwasserhaltung
Bernhard Odenwald, Uwe Hekel und Henning Thormann
1 Grundwasserhydraulik 635
1.1 Grundlagen 635
1.2 Berechnung von Grundwasserströmungen 649
1.3 Vertikal-ebene Berechnung von stationären Grundwasserströmungen 652
1.4 Vertikal-ebene Berechnung von instationären Grundwasserströmungen 677
1.5 Rotationssymmetrische Berechnung von stationären Grundwasserströmungen 687
1.6 Rotationssymmetrische Berechnung von instationären Grundwasser-strömungen 724
1.7 Dreidimensionale Berechnung von Grundwasserströmungen 739
1.8 Berechnung von Grundwasseranreicherungen 740
1.9 Entwässerung durch Unterdruck 741
1.10 Einfluss der Grundwasserströmung auf den Boden 741
2 Ermittlung geohydraulischer Parameter 743
2.1 Übersicht und Bewertung der Bestimmungsverfahren 743
2.2 Abschätzung der Durchlässigkeit nach Erfahrungswerten 744
2.3 Abschätzung der Durchlässigkeit mithilfe der Kornverteilung 744
2.4 Pump- und Injektionsversuche 747
2.5 Einfache Bohrlochversuche (offene Systeme) 760
2.6 Spezielle Bohrlochversuche (geschlossene Systeme) 765
2.7 Laborversuche 768
3 Grundwasserhaltung 769
3.1 Wasserhaltungen und Wasserhaltungsverfahren 769
3.2 Grundlagen für die Planung und Dimensionierung 773
3.3 Offene Wasserhaltung und Dränagen 779
3.4 Vertikale Brunnen Grundwasserabsenkung durch Schwerkraft 780
3.5 Entwässerung durch Unterdruck 797
3.6 Wiederversickerung 803
3.7 Wasserhaltung und Umwelttechnik 806
3.8 Wasserhaltung innerhalb dichter Baugruben 810
4 Literatur 814
2.10 Hydraulisch bedingte Grenzzustände
Karl Josef Witt
1 Einleitung 821
2 Geohydraulische Grundlagen 821
3 Hydraulische bedingte Grenzzustände 827
3.1 Auftrieb und Aufschwimmen 827
3.2 Hydraulischer Grundbruch und Bodenverflüssigung 833
3.3 Erosion, Filtration, Suffosion und Piping 839
4 Schlussbemerkung 855
5 Literatur 856
2.11 Geotechnisches Erdbebeningenieurwesen
Christos Vrettos
1 Einleitung 863
2 Seismologische Grundlagen 864
2.1 Erdbeben 864
2.2 Quantifizierung der Erdbebenstärke 865
3 Parameter der seismischen Bodenbewegung 867
3.1 Beschleunigung, Geschwindigkeit, Verschiebung 867
3.2 Frequenzgehalt 869
3.3 Antwortspektren 869
3.4 Prognosegleichungen der Bodenbewegung 870
3.5 Starkbebendauer und Zyklenzahl 871
3.6 Generierte Beschleunigungszeitverläufe 873
4 Erdbebengefährdung und Erdbebenkarten 874
4.1 Abschätzung der Erdbebengefährdung 874
4.2 Erdbebenkarten 876
5 Einfluss der Standortverhältnisse 878
5.1 Einfluss des Untergrunds 878
5.2 Untergrundabhängige Spektren 882
5.3 Einfluss der Boden-Bauwerk-Interaktion 886
6 Berechnung der seismischen Bodenantwort 887
7 Böschungen und Erddämme 891
8 Verflüssigung 897
9 Erddruck auf Stützbauwerke 901
10 Literatur 904
2.12 Geokunststoffe in der Geotechnik und im Wasserbau
Fokke Saathoff und Gerhard Bräu
1 Allgemeines 915
2 Grundlagen und Begriffe 915
2.1 Einteilung der Geokunststoffe 915
2.2 Geotextilien 916
2.3 Geotextilverwandte Produkte 923
2.4 Dichtungsbahnen 925
2.5 Dichtungsbahnverwandte Produkte 927
2.6 Rohstoffe 928
2.7 Funktionen 929
2.8 Hinweise zur Bauausführung 937
2.9 Prüfverfahren 937
3 Einsatzbereiche 940
3.1 Küstenschutz 940
3.2 Verkehrswasserbau 958
3.3 Wasserwirtschaft, Kulturwasserbau und kleine Fließgewässer 972
3.4 Staudammbau 975
3.5 Deponiebau 982
3.6 Landverkehrswegebau 994
4 Vertragsgestaltung 1021
4.1 Regelwerke 1021
4.2 Lieferbedingungen 1022
4.3 Qualitätssicherung 1022
4.4 Ausschreibung 1023
4.5 Abrechnung und Gewährleistung 1024
5 Schlussbemerkung 1024
6 Literatur 1025
Stichwortverzeichnis 1037
Inserentenverzeichnis 1068
