Geotechnik

Dimitrios Kolymbas

Geotechnik

Bodenmechanik, Grundbau und Tunnelbau

3., neu bearbeitete Auflage

1 C

ISBN 978-3-642-20481-4 e-ISBN 978-3-642-20482-1DOI 10.1007/978-3-642-20482-1Springer Heidelberg Dordrecht London New York

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Prof. Dr. Dimitrios KolymbasUniversität InnsbruckFakultät für BauingenieurwissenschaftenArbeitsbereich Geotechnik und TunnelbauTechnikerstr. 136020 Innsbruck Österreichdimitrios.kolymbas@uibk.ac.at

Vorwort zur 3. Auflage

Neben sehr vieler Korrekturen und Textverbesserungen bzw. Aktualisierungen wur-den einige neue Abschnitte (Bodendynamik, Bruchmechanik, Geothermie) aufge-nommen, welche die Vielfalt in der Geotechnik weiter unterstreichen. Die Abschnitteüber ungesättigte Böden und Dammbau wurden gründlich erneuert, und die Zeich-nungen wurden farbig. Nach wie vor wurde das Augenmerk auf Konzepte, nicht aufDetails gerichtet, und das Buchprofil (d.h. die Verteilung des Umfangs auf die ver-schiedenen Abschnitte) bleibt subjektiv.Für Hinweise zum Abschnitt ”Umwelttechnik” danke ich meiner Kollegin Prof. An-ke Bockreis und zum Kapitel ”Stahlsprundwände” Herrn Dipl.-Ing. H.-T. Vielbergvon Arcelor Mittal. Für die unermüdliche Hilfe bei der Text- und Bildgestaltungmöchte ich den Herren Dr. Daniel Renk, Dipl.-Ing Chien-Hsun Chen und Ing. JosefWopfner sowie Frau Sarah-Jane Loretz-Theodorine danken.Auch möchte ich mich bei den Firmen Arcelor Mittal, Bauer Spezialtiefbau, MaxBögl, Herrenknecht, ILF (Beratende Ingenieure ZT GmbH, Innsbruck), Ischebeckund TIWAG (Tiroler Wasserkraft AG) dafür bedanken, dass sie durch Werbeeinlagendas Drucken der farbigen Bilder finanziell ermöglicht haben.Trotz der knappen Zeit vor der Abgabe des Manuskripts hat Frau Gabriele Winkleres geschafft, einen großen Teil des Buches Korrektur zu lesen, wofür ich ihr herzlichdanke.

Innsbruck,im April 2011 Dimitrios Kolymbas

Vorwort zur 2. Auflage

Nebst der Beseitigung vieler Fehler umfasst die zweite Auflage zahlreiche Ergän-zungen, darunter auch die Grundlagen der Felsmechanik und des Tunnelbaus. EinigeAbschnitte sind neu konzipiert worden. Der Grundtenor ist aber geblieben: Konzep-te möglichst übersichtlich darzustellen und auf die sich ständig ändernden Detailszu verzichten. Ich verzichte auch auf die Bezüge zu diversen Normen und Empfeh-lungen, deren Umfang und Mangel an Übersichtlichkeit leider so rasant zunehmen,dass sie aus einem Lehrbuch verbannt werden müssen. Nach wie vor entsprechenThemenwahl und Darstellungstiefe dem Profil des Autors, dies ist ja das Schicksaljeder Monografie. Ich hoffe aber, dass mancher Leser und manche Leserin einenNutzen aus der Lektüre ziehen kann, zumal ich mich an vielen Stellen bemüht habe,einen neuen und – hoffentlich – einfacheren Zugang zum Stoff zu erarbeiten. DieErfahrung hat mir gezeigt, dass trotz vieler Bemühungen ein Grundstock an Fehlernerhalten bleibt. Hätte ich gewartet, bis alle ausgemerzt sind, dann wäre der Stoff ver-altet. Ich bitte die nachsichtigen Leser und Leserinnen, dies zu verzeihen bzw. mireinen diesbezüglichen Hinweis zu geben.Ich danke Herrn Dipl. Ing. Daniel Renk für die sorgfältige und mühsame Ausarbei-tung des Manuskripts mittels Computer, Herrn Ralph Timmers für die Anfertigungvieler Zeichungen, Frau Gabriele Winkler für die Korrektur großer Teile des Textessowie Frau Dr. Angelika Spiess, Herrn Prof. Walter Schober und Herrn Prof. ThomasRichter für fachliche Hinweise. Herrn Dr. Wolfgang Schwarz bin ich für wertvolleAnmerkungen aus der Praxis des Spezialtiefbaus besonders verpflichtet.

Vorwort zur 1. Auflage

Geotechnik, genauer Geotechnisches Ingenieurwesen, ist eine eigenständige undjunge Teildisziplin des Bauingenieurwesens. Ausgehend von der Bodenmechanikumfasst diese den Grundbau, den Tunnelbau und die Felsmechanik. In den letztenJahrzehnten hat die Geotechnik eine rasante Entwicklung erfahren, was viele interna-tionale Tagungen über Stoffgesetze, Berechnungsverfahren, Feldversuche, Sondie-rungen, Anwendung von Geotextilien, Dammbau, Tunnelbau, Umweltgeotechnik,Deponiebau usw., sowie eine Flut von Veröffentlichungen belegen. Der Boden, einGemisch aus Körnern, Wasser und Luft, ist ein in mechanisch-physikalischer Hin-sicht faszinierendes Material mit schwer erfassbaren und vielfältigen Eigenschaften.Der Fels, dessen übergang zum Boden fließend ist, birgt die zusätzlichen Problemeder Klüftung und des Sprödbruchs, für welche noch kein zufriedenstellendes Kon-zept vorliegt.Die schwierige Materie bedingt eine lebhafte Entwicklung, die noch lange nicht ab-geschlossen ist. Abgesehen von vielen neuen Bauverfahren ist man heute bestrebt,numerische Simulationen (z.B. von Verformungen an tiefen Baugruben oder in derUmgebung von Tunneln) realistischer zu machen. Dazu gehört eine eingehende Aus-einandersetzung mit dem mechanischen Verhalten des Bodens und seiner mathema-tischen Formulierung anhand von Stoffgesetzen.Vieles ist aber noch ungeklärt, und es gibt noch viel Information, die in Form von em-pirischen Formeln und Regeln vorliegt, was den überblick und die Einsicht behindert.Viele empirische Formelsysteme sind nicht einleuchtend und kaum begründbar, zumTeil auch inkonsistent. Dasselbe gilt für Empfehlungen, die in der Art von Geset-zestexten nach Paragrafen gegliedert und schwer überblickbar sind, sowie für einigeTheorien, die unverstanden und unverstehbar weitergegeben werden. Dazu kommt,dass sich im Rahmen der Harmonisierungsbestrebungen der europäischen Normenein neues Normenwerk abzeichnet, das abgesehen von der wohl notwendigen Ein-führung von Partialsicherheiten in seiner jetzigen Form dermaßen kompliziert ist,dass der künftige Ingenieur einen großen Teil seiner Energie der Exegese dieses Nor-menwerkes widmen muss.So stößt der Ingenieur in der Geotechnik heutzutage auf (zu) viele Formeln, die ratio-nal nicht nachvollziehbar sind und ihre Gültigkeit mit der Autorität ihres Verfassers

X Vorwort zur 1. Auflage

begründen. Der wiederum beruft sich auf die gute Erfahrung, die er damit gemachthat. Der unter Termindruck arbeitende Ingenieur ist dafür oft dankbar und macht sichkeine weiteren Gedanken, nichtsdestotrotz ist die alleinige Berufung auf das „Altbe-währte“ entwicklungshemmend. Die starke Streuung der Voraussagen für Großver-suche (obwohl die Prädiktoren gleiche Informationen über die entsprechenden Bö-den erhalten) belegt deutlich, dass in der Geotechnik noch einiges zu verbessern ist.Dies wird aber nur erreicht werden, wenn man lernt zu unterscheiden zwischen dem,was man versteht, und dem, was man nicht versteht.Bei der Abfassung des vorliegenden Buches habe ich mich daher bemüht, einen Teildes dogmatischen Ballastes abzuwerfen und die Darstellung der Geotechnik weit-gehend auf einen rationalen Grund zu stellen sowie Neuentwicklungen zu berück-sichtigen und den Stoff zu straffen. Gewiss, dieses Ziel ist ehrgeizig; es stellt aberein Programm dar, das – genauso wie Wittgensteins Grundsatz, dass, was sich über-haupt sagen lässt, sich klar sagen lässt – mein Streben leitete.Das Buch richtet sich an Studierende des Bauingenieurwesens. Die mit � gekenn-zeichneten Abschnitte können übersprungen werden, da sie vertieftes Wissen fürinteressierte Leser enthalten und den Anschluss an die aktuelle Forschung vermit-teln sollen. Eine streng eindeutige Notation wäre zu kompliziert und wurde bewusstvermieden in der Hoffnung, dass der Leser aus dem Kontext leicht entnehmen kann,was jeweils gemeint ist.Englische Bezeichnungen wurden in kursiver Schrift beigefügt. Diagramme wurdenmöglichst vermieden, da sie sich in Berechnungsprogramme kaum übernehmen las-sen.Für viele wertvolle Hinweise danke ich Prof. Gerd Gudehus, Prof. Walter Schober,Dr. Ivo Herle, Prof. Pieter Vermeer, Dr. Wolfgang Schwarz, Dr. Ralf Lippomann,Dr. Dimiter Alexiew, Prof. Achim Hettler, Dr. Martin Ziegler, Dr. Peter Andreas vonWolffersdorff, Prof. Konrad Kuntsche sowie meinen Assistenten Wolfgang Fellin,Theo Wilhelm und Dr. Elisabeth Bader. Ferner danke ich Wolfgang Gebauer undMichaela Major für ihren großen Einsatz bei der sorgfältigen Text- und Bildgestal-tung mit dem Computer.

Inhaltsverzeichnis

1 Einführung – Was ist Geotechnik? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1 Geschichte der Geotechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.2 Anwendungen der Geotechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91.3 Mechanisches Verhalten von Geomaterialien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91.4 Selbstorganisation und Musterbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161.5 Boden-Wasser-Wechselwirkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171.6 Methoden der Geotechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.7 Vielfalt in der Geotechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2 Entstehung der Gesteine und des Bodens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

3 Aufbau des Bodens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273.1 Kornverteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283.2 Bodenansprache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303.3 Mineralogische Zusammensetzung der Böden . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.4 Bodenstruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323.5 Spezielle Böden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

4 Bodenkenngrößen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354.1 Dichten und andere Kennzahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354.2 Dichtebestimmung in situ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384.3 Schnellverfahren für die Bestimmung des Wassergehalts . . . . . . . . . 384.4 Konsistenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394.5 Bodenklassifikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

5 Grundwasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475.1 Grundwasserströmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495.2 Gesetz von Darcy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505.3 � Elektroosmose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525.4 Durchlässigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525.5 Bestimmung der Durchlässigkeit im Labor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

XII Inhaltsverzeichnis

5.5.1 Versuch mit konstanter Druckhöhe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535.5.2 Versuch mit veränderlicher Druckhöhe . . . . . . . . . . . . . . . . 54

5.6 Porenwasserdruck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555.7 Potentialgleichung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565.8 Freier Grundwasserspiegel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

5.8.1 Stationärer Fall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605.8.2 � Instationärer Fall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 625.8.3 � Anwendbarkeit des Gesetzes von DARCY bei

Strömungen mit dv/dt �= 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 655.9 � Anisotrope Durchlässigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 665.10 Transport durch das strömende Grundwasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 685.11 Strömungskraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 695.12 Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 695.13 Durchlässigkeit von Fels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

6 Spannungen im Boden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 736.1 Spannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 736.2 Spezielle Spannungszustände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 746.3 Das Diagramm von Mohr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 756.4 Spannungsfelder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 766.5 Spannungsausbreitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 796.6 Setzungsberechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 816.7 Deformation bei eindimensionaler Kompression . . . . . . . . . . . . . . . . 87

6.7.1 Beispiel einer Setzungsberechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 936.8 Effektive Spannungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

6.8.1 Hydraulischer Grundbruch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1006.8.2 � Prinzip der effektiven Spannungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

7 Scherfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1037.1 Reibung zwischen starren Körpern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1047.2 Innere Reibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1057.3 Kohäsion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1087.4 Der Rahmenscherversuch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1107.5 Der Triaxialversuch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1137.6 Entfestigung und Restscherfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1197.7 Scherfestigkeit kohäsiver Böden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

7.7.1 Anmerkungen zur Kohäsion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1247.8 � Durchführungsvarianten des Triaxialversuches . . . . . . . . . . . . . . . 127

7.8.1 Konsolidierungsphase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1277.8.2 D-Versuch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1287.8.3 CU-Versuch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1287.8.4 UU-Versuch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

7.9 � Fehlerquellen beim Triaxialversuch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1307.10 � Ergebnisse von Triaxialversuchen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1317.11 � Verhalten von undränierten Proben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136

Inhaltsverzeichnis XIII

7.11.1 �Undränierte zyklische Belastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1397.12 � Verflüssigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

8 � Ungesättigte Böden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1458.1 Kapillarität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1458.2 Osmotische Saugspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1478.3 Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1488.4 Dampfdruck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1508.5 Messung der Saugspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1518.6 Transport von Wasser und Luft in ungesättigten Böden . . . . . . . . . . 152

8.6.1 Diffusiver Transport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1528.6.2 Luftströmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1538.6.3 Wasserströmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154

8.7 Kapillardruckkurve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1558.8 Effektive Spannungen in ungesättigten Böden . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

9 Felsmechanik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1579.1 Scherfestigkeit von Festgestein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1579.2 Zugfestigkeit von Festgestein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1589.3 Sprödes und duktiles Verhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1599.4 Entfestigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1599.5 Punktlastversuch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1609.6 Trennflächen und ihre Raumlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1619.7 Kluftreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1629.8 Anisotropie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1629.9 Geschwindigkeitsabhängiges Verhalten von Boden und Fels . . . . . . 1649.10 Bruchmechanik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1669.11 Sprödbruch und plastisches Fließen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1689.12 Maßstabseffekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1739.13 Diskrete Modelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1759.14 Festigkeit der Felsmasse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1759.15 Quellen und Schwellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1789.16 Felsmechanische Feldversuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180

10 Konsolidierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18310.1 � Wassergesättigter Boden als Zweiphasenstoff . . . . . . . . . . . . . . . . 18410.2 � Herleitung der Differentialgleichung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18610.3 Ablauf der Konsolidierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19010.4 � Kriechen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194

11 Erddruck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19711.1 Berücksichtigung der Kohäsion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20111.2 Erddruck infolge Auflasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20211.3 Verschiebungsabhängigkeit des Erddruckes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20311.4 Grafische Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

XIV Inhaltsverzeichnis

11.4.1 Verfahren von Culmann . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20411.4.2 Verfahren von Engesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

11.5 � Lösung von Rankine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20511.6 Verteilung des Erddrucks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208

12 Standsicherheit von Böschungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21112.1 Unendlich lange Böschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21112.2 Ebene Gleitfugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21312.3 Gleitkreise im homogenen Boden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21412.4 Lamellenverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21812.5 Zusammengesetzte Starrkörper-Bruchmechanismen . . . . . . . . . . . . . 220

12.5.1 Beispiel Böschungsstandsicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22112.6 Erdrutsche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22812.7 Mobilisierung der Scherfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229

13 Grundbruch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23313.1 Gleitkreis im Boden ohne Reibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23313.2 Zusammengesetzte Starrkörper-Bruchmechanismen . . . . . . . . . . . . . 23413.3 Zonenbruch nach Prandtl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23413.4 Schräge Lasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237

14 � Nachweis der Standsicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23914.1 Kollapstheoreme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23914.2 Konstruktion von Spannungsfeldern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241

15 � Stoffgesetze und Simulationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24515.1 Bedeutung von Stoffgesetzen für die Geotechnik . . . . . . . . . . . . . . . . 24515.2 Kontinuierliche und diskrete Körper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24615.3 Mathematische Struktur von Stoffgesetzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246

15.3.1 Lineare Elastizität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24715.3.2 Elastoplastische Stoffgesetze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24915.3.3 Hypoplastische Stoffgesetze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252

15.4 Anforderungen an Stoffgesetze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25315.5 Ergänzende Betrachtungen zu Stoffgesetzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25415.6 Mechanische Ähnlichkeit, Dimensionsanalyse und Modellversuche 259

15.6.1 Zentrifugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26015.6.2 Π-Theorem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261

16 �Bodendynamik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26316.1 Wellen – mathematische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263

16.1.1 Singuläre Flächen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26416.1.2 Kinematische Wellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26516.1.3 Elastische Wellen in eindimensionalen Kontinua . . . . . . . . 26616.1.4 Wellen in endlichen Körpern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27216.1.5 Elastische Wellen im Vollraum (body waves) . . . . . . . . . . . 27316.1.6 Rayleigh-Wellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276

Inhaltsverzeichnis XV

16.2 Erdbeben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27616.2.1 Aufbau der Erde und Plattentektonik . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27716.2.2 Stärke von Erdbeben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27916.2.3 Seismografen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28016.2.4 Charakterisierung der Bodenbewegung . . . . . . . . . . . . . . . . 28316.2.5 Gefährdung durch Erdbeben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28416.2.6 Bemessung von Konstruktionen für Erdbeben . . . . . . . . . . . 286

16.3 Messtechnische Geräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28916.3.1 Feldversuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290

16.4 Verhalten des Bodens bei dynamischer Beanspruchung . . . . . . . . . . 291

17 Flachgründungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29517.1 Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29517.2 Gründungsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29617.3 Zulässige Bodenpressungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29617.4 Gründungstiefe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29717.5 Sohldruckverteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29817.6 Das Spannungstrapez-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29817.7 Elastische Lösungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299

17.7.1 Steifezahlverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29917.7.2 Elastische Bettung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300

17.8 Starres Fundament auf elastischem Halbraum . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30317.9 Vergleich der Berechnungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30317.10 Stabilität von Türmen auf weichem Baugrund . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30417.11 Einzelfundamente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30517.12 Plattengründungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30817.13 Abdichtung von Gründungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30817.14 Membrangründungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309

18 Pfahlgründungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31118.1 Pfahltypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31118.2 Bohren zur Herstellung von Pfählen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319

18.2.1 Bohrhindernisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32418.2.2 Verrohrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32418.2.3 Setzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325

18.3 Vertikale Tragfähigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32518.3.1 Ermittlung der Pfahlkraft von Bohrpfählen aus

Erfahrungswerten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32618.3.2 Mantelreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32818.3.3 Mantelverpressung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33018.3.4 Zugpfähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33118.3.5 Schwell- und Wechselbelastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331

18.4 Horizontale Tragfähigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33118.4.1 Seitliche Pfahlbelastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33118.4.2 Grenzlast von horizontal belasteten Pfählen . . . . . . . . . . . . 336

XVI Inhaltsverzeichnis

18.4.3 Berücksichtigung der nichtlinearen Bettung . . . . . . . . . . . . 33818.4.4 Verdübelung kriechender Hänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33818.4.5 Knicken von axial belasteten Pfählen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341

18.5 Statische Probebelastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34318.6 Dynamische Pfahlprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346

18.6.1 Rammformeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34718.6.2 CAPWAP-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34818.6.3 Verfahren von Kolymbas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34918.6.4 Integritätsprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349

18.7 Gruppenwirkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35018.8 Pfahlroste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35218.9 Pfahlplatten-Gründungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356

19 Baugrundverbesserung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35719.1 Bodenaustausch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357

19.1.1 Optimaler Wassergehalt nach Proctor . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35819.1.2 Plattendruckversuch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36019.1.3 Beimischen von Kalk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361

19.2 Tiefenverdichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36219.2.1 Rütteldruckverdichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36219.2.2 Rüttelstopfverdichtung, Schottersäulen, Sandsäulen . . . . . . 36319.2.3 Dynamische Intensivverdichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36819.2.4 Sprengverdichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369

19.3 Konsolidierung durch Vorbelastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36919.3.1 Vertikaldrains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369

19.4 Injektionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37119.4.1 Niederdruckinjektionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37219.4.2 Felsinjektionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37519.4.3 Hebungsinjektionen (soil fracturing) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37519.4.4 Düsenstrahlverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37619.4.5 Injektionsmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378

19.5 Bodenvermörtelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38119.6 Bodenvereisung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382

19.6.1 Frosthebungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384

20 Grundwasserhaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38720.1 Dichtwände, Schmalwände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38720.2 Injektionssohlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388

20.2.1 Hochliegende Injektionssohlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38920.2.2 Tiefliegende Injektionssohlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390

20.3 Unterwasserbetonsohlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39320.4 Wasserhaltung durch Brunnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39520.5 Senkkasten, Caissons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400

Inhaltsverzeichnis XVII

21 Sicherung von Geländesprüngen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40121.1 Stützmauern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40221.2 Grabenverbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40521.3 Trägerbohlwand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40821.4 Stahlspundwände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40921.5 Bohrpfahlwände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41421.6 Schlitzwände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417

21.6.1 Lösen des Bodens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41821.6.2 Wandherstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42021.6.3 Einphasen-Schlitzwand mit eingestellter Spundwand . . . . . 42221.6.4 Leitwand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42321.6.5 Stützflüssigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42321.6.6 Fugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42621.6.7 Dichtigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42821.6.8 Standsicherheit bei der Herstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428

21.7 Statische Berechnung von Stützwänden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43021.7.1 Berücksichtigung des Grundwassers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435

21.8 Anker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43821.9 Bewehrte Erde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445

21.9.1 Faserbewehrter Boden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44621.10 Vernagelte Geländesprünge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448

22 Tunnelbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45522.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45522.2 Geschichtliches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45522.3 Bezeichnungen im Tunnelbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45622.4 Vortrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457

22.4.1 Sprengvortrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46022.4.2 Schildvortrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46122.4.3 TBM-Vortrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464

22.5 Bergwasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46522.6 Sicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46722.7 Tunnelstatik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469

22.7.1 Lösungen für tiefliegende Tunnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47022.7.2 Tragwirkung der Systemankerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47622.7.3 Einige Näherungslösungen für seichte Tunnel . . . . . . . . . . . 478

22.8 Oberflächensetzungen infolge Tunnelvortriebs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489

23 Staudämme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49323.1 Allgemeine Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49323.2 Entwurf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494

23.2.1 Abdichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49423.2.2 Erosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49423.2.3 Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49623.2.4 Spannungen, Verformungen, Standsicherheit . . . . . . . . . . . 497

XVIII Inhaltsverzeichnis

23.3 Bau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49923.3.1 Boden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49923.3.2 Steinschüttung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499

23.4 Erdbeben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50023.5 Überwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500

24 Geothermie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50324.1 Überblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50324.2 Wärme- und Kältemaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504

25 Geotechnische Untersuchungen, Untergrunderkundung . . . . . . . . . . . . 50725.1 Untergrunderkundung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50825.2 Erkundungsbohrungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 508

25.2.1 Trockenbohrverfahren – Spülbohrverfahren . . . . . . . . . . . . 51525.2.2 Verrohrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51525.2.3 Verfüllen der Bohrlöcher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51625.2.4 Kleinbohrungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51625.2.5 Grundwasserbeobachtungspegel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51625.2.6 Wasserprobenentnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517

25.3 Bodenproben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51825.4 Versuchsprogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 518

25.4.1 Probenaufbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51925.4.2 Art und Umfang der Versuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519

25.5 Sondierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52025.5.1 Rammsondierung, SPT-Versuch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52025.5.2 Drucksondierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52325.5.3 Flügelsondierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52625.5.4 Pressiometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52725.5.5 Seitendrucksonde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52725.5.6 Dilatometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529

25.6 Geophysikalische Erkundung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52925.6.1 Inverse Probleme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52925.6.2 Geophysikalische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530

25.7 �Interpolation geotechnischer Daten, Kriging . . . . . . . . . . . . . . . . . 53125.8 Geotechnischer Bericht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534

26 Messtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53726.1 Beobachtungsmethode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53726.2 Statistische Grundlagen der Messtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53826.3 Messgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 541

26.3.1 Messung des Porenwasserdrucks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543

Inhaltsverzeichnis XIX

27 Umweltgeotechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54727.1 Bewertung der Schadstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54727.2 Ausbreitung und Abbau der Schadstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54827.3 Sanierung von kontaminiertem Boden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 548

27.3.1 Biologischer Abbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54927.3.2 Extraktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55127.3.3 Reaktive Wände, Funnels & Gates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551

27.4 Deponien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55127.4.1 Deponie-Entgasung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55327.4.2 Deponie-Sickerwasserfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555

27.5 Arbeitsschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556

28 Geokunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55928.1 Prüfverfahren für Geotextilien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56528.2 Einsatz von Geokunststoffen zur Bodenbewehrung . . . . . . . . . . . . . . 566

28.2.1 Einsatz von Geokunststoffen zur Belastung vonSchottersäulen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 566

29 Sicherheit und Normen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56929.1 Neue Konzepte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 569

29.1.1 Teilsicherheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56929.1.2 Grenzzustände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57129.1.3 Charakteristische Werte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57129.1.4 Geotechnische Kategorien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57129.1.5 Einwirkungen/Widerstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572

29.2 EUROCODE 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57229.3 Entstehung der Normen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57329.4 �Begriffe aus der Wahrscheinlichkeitstheorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57329.5 �Sicherheit, wahrscheinlichkeitstheoretisch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57529.6 �Risikobewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577

Sachverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 579