Grundbaukonstruktion Theorie

1. Zeichnen Sie qualitativ in das Diagramm die Setzungslinie eines Mantelreibungs- und eines Spitzendruckpfahls im Vergleich. Beschriften Sie das Diagramm.

12. Machen Sie den Nachweis gegen hydraulischen Grundbruch für die ständige Bemessungssituation. Die Wichte des Bodens beträgt y/y‘ = 19/10.

 

𝐺' = 𝛾' ∙ t² / 2 = 10 ∙ 4,5² / 2 = 101,25 kN/𝑚

𝑆 = 𝛾_w ∙ ∆h ∙ 𝑡/2 = 10 ∙ ((0,8+1,2)/2) ∙ 4,5 / 2 = 22,5 𝑘𝑁/𝑚

22,5 ∙ 1,35 = 30,38 ≤ 101,25 ∙ 0,95 = 96,19

23. In der nachfolgenden Abbildung ist das Ergebnis einer Drucksondierung angegeben. Beschriften Sie die jeweiligen Darstellungen mit der konkreten Bezeichnung und Einheit!

- Welche Aussage lässt sich aus dem Wert unter b) ableiten?

- Welche Aussage lässt sich aus dem Wert unter c) ableiten und wie wird er ermittelt?

- Erläutern Sie stichpunktartig anhand von Spalte b) und c) welcher Boden und in welchem Zustand Ihrer Meinung nach ab ca. -9 mNN ansteht.

a) Mantelreibung [MN/m2]   b) Spitzendruck [MN/m2]   c) Reibungsverhältnis [-]

(von links nach rechts)

Welche Aussage lässt sich aus dem Wert unter b) ableiten?

-  Schichtenfolge -> rot: bindig, blau: nicht bindig (steif)

-  bei 17 m = max. Spitzendruck

 

Welche Aussage lässt sich aus dem Wert unter c) ableiten und wie wird er ermittelt?

𝑅_f = (𝑓_s / q_c) ∙ 100[%]

-  Mantelreibung pro Spitzendruck

-  bindig: groß, nicht bindig: klein

 

Erläutern Sie stichpunktartig anhand von Spalte b) und c) welcher Boden und in welchem Zustand Ihrer Meinung nach ab ca. -9 mNN ansteht.

-  qc im Bereich von 10 bis 36 MN/m2 -> nicht bindig

-  Rf klein -> nicht bindig

-  dichter Boden

33. a) Geben Sie jeweils die Formel an, mit denen beim Bettungsmodulverfahren in erster Näherung die Federsteifigkeit ks des Systems und die horizontale Spannung (Sigma) des Pfahls im „nullten“ Iterationsschritt beschrieben wird.

b) Vervollständigen Sie für den ersten Iterationsschritt die Skizzen mit

-  dem idealisierten Feder-Modell

-  der Federsteifigkeit kzul

-  der Biegelinie wz

-  der horizontal aufzunehmenden Bettungsspannung

 

 

a)

Horizontale Spannung: 𝜎h = 𝑘_𝑠 ∙ 𝑤

Federsteifigkeit:

→ 𝑘_𝑠 = 𝐸_𝑠 / 𝑑

 

b)

1.2

Bei einer Drucksondierung in einer Sandschicht erhöht sich der Sondierspitzendruck qc. Er- läutern Sie stichpunktartig:

a) Wie ist diese Erhöhung zu interpretieren? Worauf lässt sie schließen?

b) Wie wird sich erwartungsgemäß die Mantelreibung verhalten?

c) Welche dritte Größe lässt sich aus den beiden oben genannten Parametern erzeugen und was sagt sie aus?

a) Man ist auf einen gröberen nicht bindige SChicht (zb. Kies gestoßen

b) die Mantelreibung sinkt

c)Reibungsverhältnis Rf= fs/qc gibt einen hinweis bzgl. der Bodenart

< 1% n.b.B

>1% b.B.

1.3)  Erläutern Sie, wie aus den aus Pfahlprobebelastungen ermittelten Pfahlwiderständen der charakteristische Pfahlwiderstand abgeleitet wird.

Der Charakteristische Pfahlwiderstand R1,k ergibt sich aus R1k = min(R1_mittelwert/xi1, R1_minimum/xi2)

xi = Streufaktor, ist abhängig von der Anzahl der durchgeführten Probebelastungen  

1.5)  Wird beim Nachweis UPL einer Zugpfahlgruppe das Eigengewicht der Pfähle als günstig wirkende Einwirkung explizit angesetzt oder nicht? Begründen Sie kurz Ihre Antwort.

 

Beiwert: 𝛄_G,stb

Ja, das Eigengewicht wird explizit als günstig wirkende Einwirkung angesetzt, da es der Auftriebswirkung entgegensetzt und somit die erforderliche Zugkraft reduziert.

1.6)

Die Ermittlung der Einwirkung auf passiv horizontal belasteten Pfählen berücksichtigt den Fließdruck und den resultierenden Erddruck. Kreuzen Sie an, welche Eigenschaften den Einwirkungen zuzuordnen sind, unter der Annahme, dass die Bodeneigenschaften der seitendruckerzeugenden Schicht konstant sind

1.7

Erläutern sie kurz, warum beim Installationsvorgang von benachbarten Rammpfählen ein Mindestabstand zwischen den einzelnen Pfählen eingehalten werden muss.

Wenn der Mindestabstand nicht eingehalten ist, tritt eine Mitnahmesetzung an den benachbarten Pfählen auf

1.8

Eine quadratische Pfahlgruppe ist durch eine starre Kopfplatte verbunden, so dass bei Belastung der Platte alle Pfähle dieselbe Setzung erfahren. Welche Pfähle innerhalb der Gruppe tragen dabei die größte und welche die kleinste Last? Begründen Sie kurz.

Die inneren tragen aufgrund des Lastansatzes eine kleine Last ab, weil deren Setzung für eine Vollständigen Lastabtrag aufgrund der starren Kopfplatte nicht möglich ist. 

Die Eckpfähle tragen wiederum die größte Last

1.10

Bei welchen Randbedingungen führt das Bettungsmodulverfahren bei der Berechnung von Plattengründungen zu sehr ungenauen Ergebnissen?

Wenn mit einer konstanten Bettungsmodul gerechnet wird, jedoch auf der Gesamtvolumen der Erdmasse verteilt, unterschiedliche Schnittgrößen existieren => ungleiche Setzungen (Konstantes Bettungsmodul = konstante Setzung)

Aktiv horizontal belastete Pfähle werden mit Hilfe des Bettungsmodulverfahrens berechnet.

a) Geben Sie jeweils die Formel an, mit der beim Bettungsmodulverfahren in erster Nähe- rung die Federsteifigkeit ks des Systems und die horizontale Bettungsspannung σh im „nullten“ Iterationsschritt beschrieben wird

 

b) Vervollständigen Sie für den ersten Iterationsschritt die Skizze mit - der Federsteifigkeit ks,0
- der Biegelinie w0 (qualitativ)
-der horizontal aufzunehmenden Bettungsspannung σh,0

12) An einem Standort ergibt die Baugrunderkundung, dass erst ab einer Tiefe von 20 m tragfähiger Baugrund ansteht. Welche Arten der Pfahlgründung können hier zum Einsatz kommen und wie unterscheiden sie sich in Ihrem Lastabtrag?

Schwebende Pfahlgründung = Last wird hauptsächlich über die Mantelreibung Rsk abgetragen

Bohrpfahl mit Fußverbreitung = um einen größeren Spitzendruck zu erreichen 

1.13) Welche Größe wird mit Ssg angegeben/berechnet und was sagt sie aus?

 

Notwendige Setzung um die Pfahlmantelreibung zu mobilisieren

1.15) Nennen Sie zwei Ausführungsarten einer Bohrpfahlwand.

a) Gegenseitige Überschneidung der Pfähle

b) Gegenseitige Berühung der Pfähle 

c) Unverkleidete Lücken zwischen den Pfählen 

d) Bohrpfähle mit Zwischengewölbe

1.16) Wieso wird beim Nachweis der tiefen Gleitfuge eine Unterscheidung abhängig des Verhältnisses von aktiver Gleitfuge und des Reibungswinkels vollzogen?

Weil ab dem Verhältnis  die Auflast auf den betrachteten Erdkörper günstig wirkt und somit verachlässigt werden kann.

1.17) Nennen Sie zwei Baugrubenverbauten, dei denen mit dem "erhöhten aktiven Erddruck" zu rechnen ist. Was ist der Grund dafür? Wie wird der Erddruckbeiwert dann in der Regel ermittelt?

Arten
- Steife Baugrubenwände (Bohr- und Schlitzwände)
- Stützwände auf Steifen Untergrund

Bildung des Erddruckbeiwertes:
- Es wird ein Mittelwert zwischen aktiven Erddruck
und Erdruhedruck gebildet. 

Grund:
- Die notwendige Verschiebung zu vollen Mobilsierung
des aktives Erddrucks wird nicht erreicht.

 

1.18) Wovon ist die Wahl des Wandtypen des Baugrubenverbaus abhängig?
Nennen Sie drei Kriterien.

- Baugrubenverhältnisse
- Grundwasserverhältnisse 
- Nachbarbebauung (Art- und Abstand der Bebauung)

1.19) Wieso prüfen Sie beim Nachweis der tiefen Gleitfuge, ob der Verpresskörper außerhalb des aktiven Gleitkeils liegt?

Damit man den Fall ausschließen kann, dass das umgebene Erdreich zusammen mit dem Anker nachgeben kann. (Kraftkurzschluss)