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Full Description
Das Buch vermittelt alle wichtigen Aspekte über den Aufbau und die Eigenschaften des Bodens, die bei der Planung und Berechnung sowie bei der Begutachtung von Schäden des Systems Bauwerk-Baugrund zu berücksichtigen sind. Schwerpunkte sind die Baugrunderkundung, die Ermittlung von Bodenkennwerten im Labor sowie die Behandlung von Setzungs- und Tragfähigkeitsnachweisen einschließlich des Erddrucks. Alle Darstellungen basieren auf dem aktuellen technischen Regelwerk.
Zahlreiche Beispiele, die nachvollziehbar erläutert werden, sowie eine große Anzahl von Hinweisen auf den Umgang mit den zu beachtenden Normen und weiterführende Literatur erleichtern das Verständnis. Das Buch ist eine unverzichtbare Orientierungshilfe in der täglichen Planungs- und Gutachterpraxis und erleichtert den Umgang mit dem neuen Regelwerk.
Contents
1 Einteilung und Benennung von Böden 1
1.1 Bodenmechanische und geologische Begriffe 1
1.2 Normen und Kriterien zur Einteilung 4
1.3 Einteilung nach Korngrößen und organischen Bestandteilen 7
1.4 Einstufung in Boden- und Felsklassen 16
1.5 Kennzeichnungen nach DIN 4023 17
1.6 Erkennung von Bodenarten mit Hilfe einfacher Verfahren 20
2 Wasser im Baugrund 25
2.1 Allgemeines 25
2.2 Regelwerke 26
2.3 Begriffe 26
2.4 Kapillarwasser 28
2.5 Porenwinkelwasser 30
2.6 Hygroskopisches Wasser 31
2.7 Betonangreifende Grundwässer und Böden 31
2.8 Untersuchungen der Grundwasserverhältnisse 33
2.9 Grundwassermessstellen 35
2.10 Wasserdurchlässigkeit von Böden 39
3 Geotechnische Untersuchungen 41
3.1 Untersuchungsziel 41
3.2 Regelwerke 42
3.3 Verantwortung für die Untersuchungen 42
3.4 Planung der Untersuchungen 42
3.5 Untersuchungsverfahren 43
3.6 Untersuchungen von Baugrund und Grundwasser 45
3.7 Untersuchungen von Boden und Fels als Baustoff 49
3.8 Geotechnische Kategorien (GK) 51
3.9 Erforderliche Maßnahmen 57
3.10 Geotechnischer Bericht 58
3.11 Geotechnischer Entwurfsbericht 60
4 Bodenuntersuchungen im Feld 61
4.1 Allgemeines 61
4.2 Direkte Aufschlüsse 61
4.3 Sondierungen (indirekte Aufschlussverfahren) 83
4.4 Plattendruckversuch 100
4.5 Aussagekraft von Bodenuntersuchungen 105
4.6 Beobachtungsmethode 106
5 Untersuchungen im Labor 109
5.1 Mehrphasensysteme des Bodens 109
5.2 Korngrößenverteilung 112
5.3 Wassergehalt 128
5.4 Dichte 132
5.5 Korndichte 137
5.6 Organische Bestandteile 140
5.7 Kalkgehalt 142
5.8 Zustandsgrenzen (Konsistenzgrenzen) 144
5.9 Proctordichte (Proctorversuch) 153
5.10 Dichte nichtbindiger Böden (lockerste u dichteste Lagerung) 162
5.11 Wasserdurchlässigkeit 169
5.12 Einaxiale Zusammendrückbarkeit 176
5.13 Scherfestigkeit 190
5.14 Einaxiale Druckfestigkeit 206
5.15 Charakteristische Werte von Bodenkenngrößen 208
6 Spannungen und Verzerrungen 215
6.1 Darstellungen 215
6.2 Sonderfälle 219
6.3 Spannungs-Verzerrungs-Beziehungen 223
6.4 Rechnerische Druckspannungen im Baugrund 226
6.5 Vereinfachungen zur Lastausbreitung 229
6.6 Halbraum unter vertikaler Punktlast F 230
6.7 Halbraum unter horizontaler Punktlast F 235
6.8 Halbraumspannungen infolge vertikaler Linienlast f 237
6.9 Halbraumspannungen infolge horizontaler Linienlast f 238
6.10 Halbraumspannungen infolge vertikaler Streifenlast q 239
6.11 Halbraumspannungen unter schlaffen Rechtecklasten 240
6.12 Spannungen σz unter Eckpunkten schlaffer Rechtecklasten 241
6.13 Beiwerte für vertikale Normalspannungen des Halbraums 246
6.14 Spannungen σz infolge beliebiger Lasten 249
7 Berechnungsgrundlagen der aktuellen Normen 253
7.1 Allgemeines 253
7.2 Einwirkungen, geotechnische Kenngrößen, Widerstände 254
7.3 Charakteristische und repräsentative Werte 256
7.4 Grenzzustände 258
7.5 Bemessungssituationen und Teilsicherheitsbeiwerte 260
7.6 Bemessungswerte 264
7.7 Rechnerische Nachweisführung der Tragsicherheit 266
7.8 Beobachtungsmethode 270
8 Sohldruckverteilung 273
8.1 Allgemeines 273
8.2 Kennzeichnende Punkte und Linien 275
8.3 Bodenpressungen in der Sohlfuge nach DIN-Normen 275
8.4 Sohldruckverteilung unter Flächengründungen 289
9 Setzungen 291
9.1 Allgemeines 291
9.2 Regelwerke 291
9.3 Begriffe 292
9.4 Kennzeichnende Punkte und Linien 294
9.5 Elastisch-isotroper Halbraum mit Einzellast 294
9.6 Elastisch-isotroper Halbraum mit konstanter Rechtecklast σ0 296
9.7 Grenztiefe für Setzungsberechnungen 296
9.8 Halbraum mit konstanter Kreislast σ0 299
9.9 Grundlagen für Setzungsberechnungen nach DIN 4019 299
9.10 Zusammendrückungsmodul (Rechenmodul) E* 300
9.11 Setzungsgleichungen nach DIN 4019 303
9.12 Gleichungen für Verdrehungen nach DIN 4019 312
9.13 Indirekte Setzungsberechnung nach DIN 4019 318
9.14 Setzungen infolge horizontaler Belastungskomponenten 322
9.15 Setzungen infolge von Grundwasserabsenkung 324
9.16 Berechnung des Zeitverlaufs von Setzungen 326
9.17 Setzungsproblematik bei Hochbauten 327
9.18 Beanspruchungsveränderungen infolge von Setzungen 330
9.19 Zulässige Setzungsgrößen 331
10 Erddruck 337
10.1 Allgemeines 337
10.2 Regelwerke 337
10.3 Angaben nach DIN 4085 337
10.4 Erdruhedruck 342
10.5 Wirkungen der Stützwandbewegung 347
10.6 Zonenbruch nach Rankine 350
10.7 Linienbruch nach Coulomb 355
10.8 Verallgemeinerung der Erddrucktheorie von Coulomb 357
10.9 Aktiver Erddruck gemäß DIN 4085 361
10.10 Passiver Erddruck gemäß DIN 4085 384
10.11 Grafische Bestimmung des Erddrucks nach Culmann 399
10.12 Sonderfälle gemäß DIN 4085 401
10.13 Zwischenwerte des Erddrucks 404
11 Grundbruch 405
11.1 Allgemeines 405
11.2 DIN-Normen 405
11.3 Begriffe 406
11.4 Einflussgrößen und Modelle des Versagenszustands 406
11.5 Theorie von Prandtl 406
11.6 Verfahren von Buisman 410
11.7 Grundbruchsicherheit nach DIN 1054 und DIN 4017 411
12 Gleiten und Kippen 433
12.1 Gleiten 433
12.2 Kippen 438
13 Geländebruch 445
13.1 Allgemeines 445
13.2 DIN-Normen 445
13.3 Begriffe nach DIN 4084 445
13.4 Erforderliche Unterlagen für Berechnungen gemäß DIN 4084 446
13.5 Sonderfall der ebenen Gleitfläche 447
13.6 Lamellenverfahren (schwedische Methode) 449
13.7 Berechnungen nach Normen 451
14 Aufschwimmen 467
14.1 Maßnahmen bei zu geringer Sicherheit gegen Aufschwimmen 468
14.2 Regelwerke 469
14.3 Grenzzustand des Aufschwimmens nach DIN 1054 469
15 Methode der Finiten Elemente (FEM) 483
15.1 Allgemeines 483
15.2 Weggrößenverfahren 484
15.3 Stoffgesetze 499
15.4 Scheibenelemente 503
15.5 Symmetrische und antimetrische Systeme 507
15.6 Anwendungsbeispiel 508
16 Europäische Normung in der Geotechnik 517
16.1 Allgemeines 517
16.2 Deutsche und europäische Normung 517
16.3 Eurocode 7 519
16.4 Europäische geotechnische Ausführungsnormen 521
16.5 Weitere europäische geotechnische Normen 521
16.6 Bauaufsichtliche Einführung 522
Literaturverzeichnis 525
Firmenverzeichnis 541
Stichwortverzeichnis 543
