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1 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Vorlesung « Geokunststoffe im Tiefbau »

Teil 2 – 2009: VerkehrswegebauGrundlagen, Bemessungsansätze

Dipl.Ing. Klaus Oberreiter

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3 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Überblick VerkehrswegebauAnwendungsgebiete

4 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Tragschichtbewehrung/BaugrundstabilisierungDefinition

Die Geokunststofflage wird zw. Untergrund und Tragschicht eingebaut

Baugrund-stabilisierung

HTS < 1.5 m

Die Geokunststofflage sollte ca. 0,5 - 0,75 m unterhalb der Asphaltoberfläche

eingebaut werden (oder max. 0,3 m unterhalb OK der mineralischen

Tragschicht)

Tragschicht-bewehrung

HTS < 1.5 m

Der Einsatz von Geokunststoffen zur Stabilisierung und Bewehrung von Tragschichten ist vielfältig. Erreicht werden sollen einerseits eine Verbesserung der Tragfähigkeit und andererseits eine Reduktion der Verformungen (absolute und differenzielle Setzungen). Die Anwendung ist eine Maßnahme im Verkehrswegebau mit vorwiegend dynamischer Belastung (Verkehr). Der Einsatz erfolgt im Allgemeinen auf weichen Böden mit hoher Zusammendrückbarkeit.

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5 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

BaugrundstabilisierungZiele bei der Baugrundstabilisierung:

• Verminderung der erforderlichen Dicke der Tragschicht bis zum Erreichen der verlangten Verdichtungswerte und der Tragfähigkeit

• Reduktion der Spurrinnentiefe in Abhängigkeit der Verkehrsbelastung

• Verlängerung der Gebrauchsdauer von Verkehrswegen

6 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Baugrundstabilisierung2 Funktionen

Baugrundstabilisierung kann durch die Kombination zweier Funktionen beschrieben werden: Trennen und Bewehren.

Erhöhte Tragfähigkeit aufgrund des Geokunststoffs

Tragfähigkeit des Untergrundes ohne GTX unter gegebener Verformung

Erhöhte Tragfähigkeit durch die Funktion TRENNEN

Erhöhte Tragfähigkeit durch die Funktion BEWEHREN

Tragfähigkeit

Setzung

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7 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

BaugrundstabilisierungTrennen

Durch die dynamische Verkehrsbelastung werden Feinteile aus dem Untergrund in die Tragschichte gepumpt. Das qualitativ hochwertige Schüttmaterial verliert an Elastizität.

Aufgrund der Trennfunktion des Geotextils wird eine Durchmischung der Tragschicht mit feinem Untergrundmaterial verhindert. Die Qualität des Füllmaterials bleibt gewährleistet.

8 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Aufgrund der hohen lokalen Lasten kommt es zu Spurrinnen.

BaugrundstabilisierungBewehren

Aufgrund der bereitgestellten Zugkraft des Geotextils können Spurrinnen verringert bzw. verhindert werden.

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9 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

• VTT-Geo Specifications, Geotextiles in Road Constructions

• NorGeoSpec

• RVS 08.97.03 Baustoffe „Geotextilien im Unterbau“ (ehem. RVS 8S.01.2)

• French Commitee of Geotextiles and Geomembranes

• FGSV: „Merkblatt für die Anwendung von Geotextilien im Erdbau des Straßenbaus“

• Schweizer Geotextilhandbuch

• BS, ASSHTO,......

• TL 918039, DB 836 Richtlinien

BaugrundstabilisierungNationale Regulative, Spezifikationen: Anforderungen an Trennlage

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BaugrundstabilisierungRVS 08.97.03 (ehem. RVS 8S.01.2): Anforderungen an die geotextile Trennlage

• Eingangsgrößen

• Tragfähigkeit Untergrund EV1 U1: ≤ 5 MN/m²

U2: 5-15 MN/m²

U3: > 15 MN/m²

• Schüttmaterial gerundeter oder gebrochener Kies dmax ≤ 63mm

gebrochener Kies dmax > 63mm

• Verkehrsbelastung (LKW pro Tag) LKL: I-IV

LKL: V

• Geforderte Geotextilkennwerte

• Höchstzugkraft 11 – 26 kN/m

• Höchstzugkraftdehnung > 55%

• Stempeldurchdrückkraft 1850 – 4200 N

• Loch-∅ Kegelfallversuch 27 – 14 mm

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11 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

BaugrundstabilisierungFGSV Merkblatt: Anforderungen an die geotextile Trennlage

• Eingangsgrößen

• Einteilung nach der Beanspruchung durch das Schüttmaterial:

AS1 – AS5

• Einfluss der Beanspruchung durch Einbau und Baubetrieb:AB1 – AB4

Diese zwei Werte führen zu einer Klassifizierung gemäß

Geotextilrobustheitsklasse: GRK1 – GRK5

• Geforderte Geotextilkennwerte

• Stempeldurchdrückkraft 500 – 3500 N

• Masse pro Flächeneinheit 80 – 300 g/m²

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BaugrundstabilisierungAblauf der Arbeiten / Verlegung einer Trennlage

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13 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

30 - 50 cm

Überlappen

BaugrundstabilisierungVerbindungsmöglichkeiten für eine Trennlage

10 cm

Vernähen

15 - 20 cm

Verschweißen

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BaugrundstabilisierungBeispiel Trennfunktion

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BaugrundstabilisierungBeispiel Trennfunktion: Contournement St.Lo, France

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BaugrundstabilisierungBeispiel Trennfunktion: A2 Klagenfurt, Austria

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BaugrundstabilisierungBeispiel Trennfunktion: Autobahn A7, Austria

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BaugrundstabilisierungBeispiel Trennfunktion: Flughafen, Thailand

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BaugrundstabilisierungBeispiel Trennfunktion: Motorway Asti-Cuneo, Italy

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BaugrundstabilisierungBeispiel Trennfunktion: Salym, Estonia

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BaugrundstabilisierungBeispiel Trennfunktion: Schnellstrasse S5, Krems, Austria

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BaugrundstabilisierungBeispiel Trennfunktion: Speedway R6-Tisova-Kamenny Dvur; CZ

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BaugrundstabilisierungBeispiel Trennfunktion: Umfahrung Plus City/Linz, Austria

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BaugrundstabilisierungBeispiel Trennfunktion: Forststraße St.Martin, Austria

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BaugrundstabilisierungFunktion Trennen + Bewehren: Bemessungs-Modelle

• Multilayer-Theorie• Magnus (2002)

• Empirische Modelle• Jaecklin/Floss (1988)

• Beckmann/Kennephol (1994)

• Schweizer Geotextilhandbuch (2003)

• Membrantheorie• Giroud/Noiray (1981)

• Holtz/Sivakugan (1987)

• Tragfähigkeitsmodelle• Houlsby/Jewell (1990)

• Ingold (1998)

• Meyer/Elias (1999)

• Giroud/Han (2003)

• Lastausbreitungsmodelle• Staggl/Jaecklin (2002)

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BaugrundstabilisierungVergleich der Bemessungs-Modelle

• Bewertung nach BERG et.al. (2000)• Im Auftrag von AASHTO wurde eine detaillierte Analyse aller existierenden

Bemessungsmodelle durchgeführt

• Ergebnis war ein Bemessungs-Algorithmus für permanente, gebundene Straßen

• Klassifizierung hinsichtlich Lebensdauer und Struktur• Permanente, gebundene Straßen / temporäre, gebundene Straßen

• Permanente, ungebundene Straßen / Temporäre, ungebundene Straßen

• Gropius Institut, Dessau: Vergleich von Testergebnissen mit Bemessungsmethoden für Baugrundstabilisierung

• Giroud/Noiray: bestes Ergebnis

• SVG-Methode: sehr gute Ergebnisse, konservativ

• Jaecklin/Floss: gute Ergebnisse für Gewebe und Produkte mit geringem Steifemodul

• Giroud/Han: sollte nicht verwendet werden

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BaugrundstabilisierungGiroud/Noiray - Konzept für ungebundene Straßen

Grundlagen:

Membranmodell

Theoretische Grundlage von Giroud/Noiray (1981)

Gering tragfähiger Untergrund ist nicht verdichtbar

Bei Belastung kommt es zu Verformungen des Untergrunds.

Ein zw. Tragschicht und Untergrund eingelegter Geokunststoff wird wellig verformt und dabei gedehnt.

Die Spannungen auf die konkave Fläche sind größer als auf die konvexen Flächen.

Dadurch sind die Spannungen zwischen den Rädern einer Achse, die durch den Geokunststoff auf den Untergrund übertragen werden, größer als die Spannungen, die durch die Tragschicht auf den Geokunststoff wirken.

Unter den Rädern sind die Spannungen, die durch den Geokunststoff auf den Untergrund übertragen werden geringer, als die Spannungen, die durch die Räder und die Tragschicht auf den Geokunststoff wirken.

Der Geokunststoff reduziert die Spannungen auf den Untergrund durch Verformung.

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BaugrundstabilisierungGiroud/Noiray - Konzept für ungebundene Straßen

Eingabegrößen:

Charakteristische Last P: Radersatzlast LKW

• Charakteristischer Reifendruck pc

• Achsbreite e

• max. erlaubte Spurrinnentiefe r

• Lastwechsel N

• Bodenparameter Schüttmat.: Lastausbreitungswinkel α

• Bodenparameter Untergrund:

undrainierte Scherfestigkeit cu

• Steifemodul GEOKUNSTSTOFF: K

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29 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

BaugrundstabilisierungGiroud/Noiray - Konzept für ungebundene Straßen

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BaugrundstabilisierungEBGEO 2009: Grundlage Giroud/Noiray (bzw. Holtz/Sivakugan)

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BaugrundstabilisierungSchweizer Geotextilhandbuch

• Empirisches Modell

• Design Goals• Maximal erlaubte Spurrinnentiefe

• Tragfähigkeit (Ev2 = 45MN/m²)

• Modellannahmen• Geokunststoff hat eine rückhaltende Kraft aufgrund der Zugfestigkeit

• Geokunststoff verbessert die Lastverteilung (Reduktion der Kräfte auf den Untergrund)

• Voraussetzung für beides sind Deformationen im Untergrund

• Inputparameter• Bodenparameter des Untergrunds

• Verkehrsbelastung

• Körnung des Schüttmaterials

• Output• Dicke der bewehrten vs. unbewehrten Tragschicht

• Bemessungsgrafiken

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BaugrundstabilisierungSchweizer Geotextilhandbuch

• Design Charts• Basierend auf einem groß angelegten Feldversuch (VSS 2000-450) in der Schweiz

• Tabellen/Grafiken sind eher konservativ

• Mindestanforderungen• Minimale Dicke der Tragschicht

• 30 cm für Rundkorn

• 25 cm für Kantkorn

• Bemessungswerte für den Geokunststoff• E-Modul: min 400kN/m² im Dehnungsbereich von 1-3% und einem Untergrund von CBR 0,5-3%

• Zugfestigkeit: min 8kN/m bei 2% Dehnung

• Für Böden CBR>3% wird keine Bewehrung benötigt

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BaugrundstabilisierungSchweizer Geotextilhandbuch

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6

CBR-Wert in %

Tra

gs

ch

ich

tdic

ke

in

m

bew ehrt

unbew ehrt

Tragschichtreduzierung

Dehnsteif igkeit = 123,5 kN/m

Spurrinnentiefe = 0,15 m

Verkehrsbelastung = 750 Lw

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BaugrundstabilisierungBeispiel Trennen + Bewehren: Bellaflora, Liezen, Austria

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35 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

BaugrundstabilisierungBeispiel Trennen + Bewehren: Bellaflora, Liezen, Austria

36 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

BaugrundstabilisierungBeispiel Trennen + Bewehren: ABB, Thailand

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37 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

BaugrundstabilisierungBeispiel Trennen + Bewehren: Kisaran, Caltex, Borneo

38 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

BaugrundstabilisierungBeispiel Trennen + Bewehren: Meaux, France

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39 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

BaugrundstabilisierungBeispiel Trennen + Bewehren: Parkplatz IKEA, Schweden

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BaugrundstabilisierungBeispiel Trennen + Bewehren: Autobahn A26, Stade, Germany

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41 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

BaugrundstabilisierungBeispiel Trennen + Bewehren: Schnellstraße MM 1001-139, CZ

42 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

BaugrundstabilisierungBeispiel Trennen + Bewehren: Hallenfundierung, Kufstein, Austria

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BaugrundstabilisierungBeispiel Trennen + Bewehren:

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BaugrundstabilisierungBeispiel Trennen + Bewehren: Hafen Koper, Slowenien

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45 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

BaugrundstabilisierungBeispiel Trennen + Bewehren: Shopping Center Zapresic, Kroatien

46 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

BaugrundstabilisierungBeispiel Trennen + Bewehren: Landstraße, Schweden

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47 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

BaugrundstabilisierungBeispiel Trennen + Bewehren: Calanas, Spain

48 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

TragschichtbewehrungZiele bei der Tragschichtbewehrung

• Reduktion und Einschränkung der seitlichen Verformung der Tragschicht

• Erhöhung der Steifigkeit und somit der Tragfähigkeit der Tragschicht

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TragschichtbewehrungTheoretische Überlegungen

• Die Baugrundbewehrung ist idealerweise in einer Tiefe anzuordnen in der Sie die max. auftretenden Spannungen „kreuzt“.

• Besagte Tiefe sollte für normales Schüttmaterial bei etwa 1,0 – 1,5 x Lasteintragsbreite liegen

(Theorie „Druckzwiebel“).

Ideale Lage der Bewehrung

50 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

TragschichtbewehrungIngold - Konzept für gebundene Straßen

Grundlagen:

• Tragfähigkeitsmodell

• Es wird überprüft, ob die Mächtigkeit der Tragschicht ausreicht, um Vertikalspannungen aus der Verkehrsbelastung in den wenig tragfähigen Untergrund abzuleiten.

• GS minimiert die Beanspruchung auf den Untergrund durch eine Verbesserung der Lastverteilung.

• Zur Ermittlung der Tragfähigkeit werden die undränierten Scherparameter des Untergrundes herangezogen.

Ferner wird eine teilweise Lastabtragung über Reibung an den Rändern des Lastausbreitungs-bereiches angenommen.

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51 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

TragschichtbewehrungIngold - Konzept für gebundene Straßen

Bemessungsgrundsätze:

Das Verfahren gliedert sich in zwei Abschnitte:

1) Zunächst wird die unbewehrte Tragfähigkeit des Untergrundes bestimmt. Dabei wird angenommen, dass durch die darüber liegende Tragschicht eine Lastverteilung erfolgt.

2) Im zweiten Schritt wird die erforderliche Zugfestigkeit für den Fall bestimmt, dass ein Geokunststoff zur Erhöhung der Tragfähigkeit eingelegt wird.

52 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

TragschichtbewehrungIngold - Konzept für gebundene Straßen

Eingabegrößen:

• Charakteristische Last P: Radersatzlast LKW

• Lasteintragsfläche b: Breite LKW-Rad

• Formbeiwert für Lasteintragsfläche: νc

• Bodenparameter Schüttmaterial:

Wichte γ

Reibungswinkel ϕ

• Bodenparameter Untergrund: undrainierte Scherfestigkeit cu

• Lastausbreitungswinkel: Θ• Sicherheitsfaktor Tragfähigkeit Untergrund: η

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53 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

TragschichtbewehrungIngold - Konzept für befestigte Straßen

Ergebnisse:

Folgende Ergebnisse können mit dem auf Ingold basierendem

Bemessungskonzept erzielt werden:

1) Ermittlung der zulässigen Belastung des unbewehrten Untergrundes

2) Ermittlung der erforderlichen bewehrten Tragschichtdicke

3) Ermittlung der Tragfähigkeit des unbewehrten Untergrundes

4) Erforderliche BEMESSUNGSZUGKRAFT des Geokunststoffs

5) Erforderliche Verankerungslänge des Geokunststoffs

6) Einsenkung der Fahrbahnoberfläche (nach ODEMARK)

7) Erreichter mittlerer Verformungsmodul

54 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

TragschichtbewehrungIngold - Konzept für gebundene Straßen

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55 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

TragschichtbewehrungBeispiel: Autobahn D11, Tschechien

56 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

TragschichtbewehrungBeispiel: Hietannen Harbour, Lisää kuvia, Finnland

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57 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

TragschichtbewehrungBeispiel: Casino Besancon, France

58 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

TragschichtbewehrungBeispiel: CSD Dijon, France

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59 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

TragschichtbewehrungBeispiel: Motorway Zvolen, Slovakia

60 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Baugrundstabilisierung/TragschichtbewehrungBemessungsansätze: TenCate (Polyfelt old) – Giroud/Noiray

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61 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Baugrundstabilisierung/TragschichtbewehrungBemessungsansätze: TenCate – Giroud/Noiray bzw. SVG, 2003

62 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Baugrundstabilisierung/TragschichtbewehrungBemessungsansätze: TenCate Asia – AASHTO / Steward

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63 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Baugrundstabilisierung/TragschichtbewehrungBemessungsansätze: NAUE

64 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Baugrundstabilisierung/TragschichtbewehrungBemessungsansätze: Tensar

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65 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Baugrundstabilisierung/TragschichtbewehrungBemessungsansätze: Terram

66 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Baugrundstabilisierung/TragschichtbewehrungBemessungsansätze: Huesker

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67 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Baugrundstabilisierung/TragschichtbewehrungBemessungsansätze: Tenax

68 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Baugrundstabilisierung/TragschichtbewehrungBemessungsansätze: Nicolon

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69 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Baugrundstabilisierung/TragschichtbewehrungBemessungsansätze: Colbond

70 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Dämme auf wenigtragfähigem Untergrund

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71 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Dämme auf wenig tragfähigem UntergrundReferenzen

• Jewell, R.A. (1996) “Soil reinforcement with geotextiles”, Special Publication No. 123, CIRIA, UK

• Jones, C.J.F.P. (1996) “Earth reinforcement and soil structures”, Thomas Telford, UK.

• BS8006 : 1995 “Code of practice for strengthened/reinforced fill and other soils”, British Standards Institution.

• EBGEO: “Empfehlungen für den Entwurf und die Berechnung von Erdkörpern mitBewehrungen aus Geokunststoffen”, DGGT, Essen, 2009

• Blume, K.H. (1995), Großversuch zum Tragverhalten textiler Bewehrung unter einerDammaufstandsfläche, FS-KGEO 1995

• Blume, Alexiew (1998), Long Term Experience with Reinforced Embankments on Soft Subsoils, 6th Int. Conf. on Geosynthetics, Atlanta

• Gruber, J.; Oberreiter K.; Geokunstoffbewehrte Erdkörper auf Pfahlgründungen –Bemessung und Praxis, Geotechniktagung, Graz, 2007

• Oberreiter, K.; Mannsbart G.; Geosynthetic Reinforced Full Scale Test Embankment On Soft Soil, Conference on Grouting, Soil improvement and Geosystems, June 2000, Helsinki, Finland

72 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Dämme auf wenig tragfähigem UntergrundHauptanwendungsfälle

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73 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Dämme auf wenig tragfähigem UntergrundKonstruktionsmethoden / Setzungen

• Dammschüttung in Etappen– Lastaufbringung– notwendige Konsolidierungszeiten sind

einzuhalten– Geokunststoff vergleichmäßigt Setzungen

• Vertikaldränagen– Lastaufbringung– Verkürzung der Konsolidierungszeiten

• Verhindern von Setzungen– Pfahlgründungen, etc.

• Bodenaustausch

EmbankmentGeosynthetic reinforcement

a) Construct embankment and wait for settlement

Compressible foundation

EmbankmentGeosynthetic reinforcement

Compressiblefoundation

Verticaldrains

b) Use vertical drains to accelerate settlement

EmbankmentGeosynthetic reinforcement

c) Use foundation treatment (piling) to prevent settlement

Compressiblefoundation

Piles

Surcharge

Surcharge

74 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Dämme auf wenig tragfähigem UntergrundBemessungsstandards

STANDARDS

BRITISH STANDARD BS 8006 : 1995

Code of practice for

Strengthened/reinforcedsoils and other fills

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75 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Dämme auf wenig tragfähigem UntergrundNachweise gemäß EBGEO

gegen Geländebruch nach DIN 4084 GZ 1C

- Gleitflächen die nur im Dammkörper verlaufen und Bewehrungslagen nicht schneiden

- Gleitflächen die nur im Dammkörper verlaufen und Bewehrungslagen schneiden

- im Dammkörper und Untergrund liegen und Bewehrungslagen schneiden

Widerstand der Bewehrung

- Bemessungsfestigkeit der Bewehrungslage

- Herausziehwiderstand der Bewehrungslage

- Reibungswiderstand / Sicherheit gegen Gleiten

Grundbruch

- gemäß DIN 1054 / DIN 4017

76 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Dämme auf wenig tragfähigem UntergrundNachweis gemäß EBGEO: Kap. 6.9 Bewehrte Erdkörper auf punkt-oder linienförmigen Traggliedern

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77 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

s-a

a

β1

a/2

s

s

s-a

a

H

H

QQint

Qex

t

Dämme auf wenig tragfähigem UntergrundVergleich verschiedener Bemessungsansätze

78 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Dämme auf wenig tragfähigem UntergrundBemessungsprogramme

Name Type Details Contact

ReSSAV2.0

Limit equilibrium Internal stability analysed two-part wedge and slip circle methods

ADAMA Engineering Inc.33 The HorseshoeNewark, DE 19711 USAadama@geoprograms.com

SLOPE/W Limit equilibrium Internal stability analysed by slip circle methods

Geo-Slope International Ltd1400, 633-6th Avenue S.W.Calgary, Alberta, T2P 2Y5CanadaEmail: info@geo-slope.com

SLOPE V8.23

Limit equilibrium Internal stability analysed by two-part wedge or circular slip methods

Geosolve69 Rodenhurst RoadLondon SW4 8AEUKemail: Daniel@geosolve.demon.co.uk

Finite elements/finite difference:

PLAXIS / FLAC

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79 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Pictures during the test

Dämme auf wenig tragfähigem UntergrundNUS + Grenoble University (2002 Full scale experiments KL)

Arch effect Collapse of the embankment soil

Piles Piles

Arch effect

Low settlements at the surface

Cracks at the surface

80 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Dämme auf wenig tragfähigem UntergrundBeispiele

Umfahrung Sledziejowice-Brzegi; Polen, 2008

TenCate Rock GX 80/80

TenCate Rock PEC 75/75

41

81 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Dämme auf wenig tragfähigem UntergrundBeispiele

Erschließung Ölfeld Salym, West Sibirien Russland, 2008

TenCate Geolon PP 80-200

TenCate Geolon PP 100S

82 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Dämme auf wenig tragfähigem UntergrundBeispiele

Cindera-Yelgun FreewayAustralien, 2007

TC Geolon PP 25

TC Geolon PET 200-800

Soft silty clayfoundation

5 - 15 m varies

30 m

2 - 5 m variesEmbankment2

12

1

Geolon PET200 to PET800

Geolon PP25PVD

Drainage blanket

Firm foundationPVD

42

83 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Dämme auf wenig tragfähigem UntergrundBeispiele

A2 Klagenfurt-Völklermarkt, 2002

TenCate Polyfelt TS 880

TenCate Rock PEC 200

84 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Dämme auf wenig tragfähigem UntergrundReferenzprojekte

Kreisverkehr Leiderdorp, Holland, 2007

TC Geolon PET 300-800

43

85 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Dämme auf wenig tragfähigem UntergrundReferenzprojekte

Kreisverkehr Auchenkilns, Scotland, 2009

TC Geolon PET 800-1000

86 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Dämme auf wenig tragfähigem UntergrundReferenzprojekte

Interlink M74, Scotland, 2009

TC Geolon PET 800-1200

44

87 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

installation of the fill material installation du matériau de remblai

-0,10%

0,00%

0,10%

0,20%

0,30%

0,40%

0,50%

0,60%

0,386 0,387 0,388 0,389 0,39 0,391 0,392 0,393

time / temps

stra

in /

déf

orm

atio

n

Dämme auf wenig tragfähigem UntergrundGeodetect

88 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Dämme auf wenig tragfähigem UntergrundGeodetect: A1-N1 Northroute

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89 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

• Bemessung BS8006– 800 kN/m längs und quer

– bei εw = 5%

• Messergebnisse bis dato

-0,1

-0,05

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

25.07

.200

6

25.07

.200

6

25.0

7.200

6

09.1

0.2006

str

ain

Sensor 1

Sensor 2

Sensor 3

Sensor 4

Sensor 5

Dämme auf wenig tragfähigem UntergrundGeodetect: A1-N1 Northroute

90 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Dämme auf wenig tragfähigem UntergrundGeodetect: Carrieres sous Poissy

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91 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Dämme auf wenig tragfähigem UntergrundGeodetect: Carrieres sous Poissy

92 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Dämme auf wenig tragfähigem UntergrundBeispiel Massenabschätzung / Kostenabschätzung

€ 550.000,-

33.000m²

< 200 kN/m

0-4m

Kosten Geokunststoff

9.000m³12.000m³28.000m²12.000m²m² -Geokunststoff

(nicht optimiert)

1200-1500 kN/m

10-12m

800-1200 kN/m

8-10m

400-800 kN/m

6-8m

200-400 kN/m

4-6m

€ 800.000 – 1.200.000,-€ 5-6,-/tWiedereinbau / Verdichten

€ 1.440.000 – 2.200.000,-

€ 640.000 – 1.000.000,-€ 4-5,- / tAushub / Transport

80.000-100.000m³

160.000-200.000 t

Bodenaustausch

€ 890.000 – 1.650.000,-Kosteneinsparung

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93 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Baugrundstabilisierung/TragschichtbewehrungEisenbahnbau

94 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Baugrundstabilisierung/TragschichtbewehrungEisenbahnbau

• Als Trennschicht zwischen wenig tragfähigem Untergrund und dem Tragschichtmaterial verhindern Geokunststoffe die Durchmischung der Erdstoffe im Unterbau;

• Tragschichtmaterial und Schotterbett bleiben sauber, Tragfähigkeit des Untergrundes und Elastizität der Anlage bleiben dauerhaft erhalten.

• Als Dränageprodukt nimmt der Geokunststoff zuströmendes Wasser auf und leitet es in der Ebene ab; die Konsolidierung des Untergrundes wird beschleunigt, der Boden ist dauerhaft tragfähig.

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95 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Baugrundstabilisierung/TragschichtbewehrungEisenbahnbau

96 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

• Bei TC Polyfelt Rock PEC, einem mechanisch verfestigten Filamentvlies mit hochzugsfesten PET Fäden, konnte die Tragfähigkeit im Vergleich zum Null-Versuch um 80% gesteigert werden;

• Stapelfaserprodukte (Kurzfaser) zeigen durch die starke Volumenreduktion bei Auflast und das geringe Festigkeitsmodul in der Anfangsdehnung nur ein geringfügig verbessertes Verhalten im Vergleich zur Bauweise ohne Geokunststoffe.

Baugrundstabilisierung/TragschichtbewehrungForschungsprogramm Eisenbahnbau: TU Dresden/Deutschland

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97 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Baugrundstabilisierung/TragschichtbewehrungEisenbahnbau: Teststrecke Bruchsal-Bretten/Deutschland

98 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Baugrundstabilisierung/TragschichtbewehrungEBGEO Empfehlungen / Eisenbahnbau

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99 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Baugrundstabilisierung/TragschichtbewehrungEisenbahnbau: AHM 800R

100 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Baugrundstabilisierung/TragschichtbewehrungEisenbahnbau: AHM-Dürnkrut-Angern, Austria

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101 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Baugrundstabilisierung/TragschichtbewehrungEisenbahnbau: Canadian Railway

102 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Baugrundstabilisierung/TragschichtbewehrungEisenbahnbau: Betuwe Route, NL

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103 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Baugrundstabilisierung/TragschichtbewehrungEisenbahnbau: Trassenerweiterung, Austria

104 | Vorlesung Teil 2 – Stand 09

Ende

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