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Bodenmechanik (Fach) / Bodenmechanik (Lektion)

Bodenmechanik

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  • Ungleichförmigkeitszahl Cu    Maß für Neigung der Körnungslinie u damit für die (Un-) Gleichförmigkeit der Körner
  • Krümmungszahl Cc gibt Verlauf der Körnungslinie zwischen d60 und d10 an
  • d60 d10 Korngrößen, die den Ordinaten 60 % und 10 % Massenanteil der Körnungslinie entsprechen
  • sind Verdichtungen/Setzungen des Bodens durch Eigengewicht oder Auflast abgeklungen; Was bleibt gleich? md               Festmasse Vd                Volumen Festmasse Vp                 Volumen Wasser u. Luft V                   Volumen gesamt (Festmasse, Luft, Wasser)
  • durch Witterungseinflüsse änder sich in einem Boden... mw      MasseWasser ml        Masse Luft Vw        Volumen Wasser Vl          Volumen Luft
  • Wassergehalt w = mw/md Masse des Wasser bezogen auf Trockenmasse Wassergehalt hat Einfluss auf Tragfähigkeit/Tragfestigkeit Fließ- und Ausrollgrenze sind ein Maß für Plastizität, sie reagieren empfindlich auf Änderungen des w
  • Plastizitätszahl Differenz zw. Fließgrenze u. Ausrollgrenze Beurteilung des Witterungseinflusses schwach bindige Böden reagieren oft empfindlich auf Änderung von w
  • Konsistenzzahl Zustand eines Bodens mit natürlichem w
  • Fließgrenze w eines Bodens bei Übergang von breiigen zum flüssigen Zustand
  • Ausrolgrenze w eines Bodens beim Übergang vom halbfesten zum steifen Zustand
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  • Schrumpfgrenze w eines Bodens beim Übergang vom festen zum halbfesten Zustand
  • Proctordichte Bezugsgröße für die im Baugrund vorhandene oder auf Baustellen erreichte Dichte des Bodens abhängig vom Wassergehalt w der größtmöglichen Verdichtung Wpr Scheitelpunkt der Kurve ist höchste erreichbare Trockendicht Wertepaare Wassergehalt u. Trockendichte ergeben Proctorkurve schrittweise Vergrößerung des w
  • Bohrungen dienen Proben in hoher Qualität Feststellung von Folge, Dicke, räuml. LAge der Schichten, Kluftsystem, Störungen Wasserverhältnisse durch Wasserproben Art, Zusamensetzung, Zustand der Schichten
  • Baugrunderkundung dient Bodenaufbau, Bodenart, Mächtgkeit der Schichten GW, Schichtenwasser, Durchfeuchtungsgebiete Ermittlung von Unstetigkeiten Schichtenverlauf: Ausdehnung/Neigung Weitere Probenentnahme
  • Bohrverfahren für sehr hohe Qualiät Rotationskernbohrung Rammkernbohrung
  • Kleinbohrung 30-80 mm Durchmesser Schichtenfolge/Mächtigkeit Eindringwiderstand Farbe/Geruch Wasergehalt/Kornverteilung begrenzt durch Probenmengen Tiefe Größtkorn
  • Kleinstbohrung weniger als 30 mm Durchmesser nicht genormt Bohrtiefe 1 m , max 2 m schnell, kostengünstig
  • Allgemeines zu Bohrlöcher einzäunen/verschließen Absenkungen der GOK verhindern Durchlässigkeit der Verfüllung geringer als umliegender Boden um hydraulische Verbindungen zum GW zu verhindern
  • Sondierung einfaches Aufchlussverfahren Ergänzung zu Bohrungen Rückschlüsse auf Bodeneigenschaften Rammsonden Flügelsonden Isotopensonden Drucksonden Rückschlüsse auf Eigenschaften durch Bewertung der Anzahl der Schläge die notwendig sind um die Stange 10 cm in Boden zu kriegen
  • Rammsondierung Ermittlung Eindringwiderstand LAgerungsdichte/Konsistenz Schichtenfolge/Mächtigkeit Ensatzbereiche Zusatzerkundungen zu Bohrungen Verdichtungskontrolle (Dammschüttung) erkundung von Hohlräumen (Bergsenkung)
  • Wann Auswertung von Sondierergebnissen qualitativ nur wenn Baugrundverhältnisse/GW Stand bekannt Beurteilung der Gleichmäßigkeit von Baugrund/Schüttung Verdichtungserfolg Erkundung besonders loser oder fester Zonen
  • GK 2 Abstände Aufschlüsse Industire- u Hochbauten         15-40 m Linienbauwerke                     20-200 m Sonderbauwerke                 2-6/Fundament großfl. Bauwerke                  < 60 m
  • Arbeitsschritte bei zukünftiger Veränderung der BEanspruchung Bodenerkundung Ausgangszustand Einflüsse Auswirkungen Konsequenzen betrachten Konsequenzen akzeptabel objektbezogene Lösung
  • Auswirkungen von Luftblasen zw. Körner Verringerung der Wasserdurchlässigkei Erschwernis beim VErdichten (knetende Maschienen in langsamer Fahrt einsetzen) Setzungen mit Langzeiteffekt
  • Senkungen senkrechte Verschiebungen eines Bodenkörpers durch Veränderungen im Untergrund
  • Sackungen bei körnigen erdstoffen mit geringer Wassersättigung sammelt sich Wasser an den Berührungspunkten der Körner --> scheinb. Kohäsion; Porenvolumen groß dichte Struktur kann sich nicht bilden kommen nun große Wassermengen hinzu --> scheinbare Kohäsion = Null --> Sackungen locker gelagerten Sandböden, Sackung bei Durchnässung 5 % der Scichtdicke dicht gelagert: 1 - 2 %
  • Setzungen infolge von Belastung oder Spannungsänderung Änderung der Höhenlage der Gebäude Probleme mit angeschlossenen Versrgungsleitungen ungleichmäßige Setzung --> Rissbildung, Schiefstellung
  • Ursachen f. Setzungen Kompression des Untergrunds durch Belastung GW Absenkung Schrumpfung bindiger Böden Erhöhung des Wassergehalts Grundbruch hydraulischer Grundbruch Frost Tau Wechsel
  • Ursachen für Böschungsversagen Erosion Durchfeuchtung Rüttelwirkung Abgrabung Auflast
  • Suffosion Umlagerung und Transport der feinen Bodenteilchen im Porenraum tragendes Korngerüst bleibt bestehen
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  • kontaktsuffosion bei lagenweisem künstlichem Aufbau bei zwei unterschiedlichen Böden die aufeinander aufgetragen werden
  • suffosionssicher mittelplastische gemischt und feinkörnige Böden
  • suffosionsgefährdet grob-, gemischt-, feinkörnige Böden mit leichter Plastizitätszahl
  • kapillarer Bruch obere Schicht hohe Wasserbindekraft unter Schicht hohe Durchlässigkeit Sickerwasseransamlung in der Deckschicht kapillarer Bruch erzeugt Haftstaunässe Änderung der Deckschichteigenschaften Lösung Versickerungseinrichtungen Dachbegrünungen Filterschichten
  • geeignete Böden für Bodenverbesserung nichtbindige bis 63 mm gemischtkörnige bis 30 % Feinanteil
  • Folgen von Belastungen auf den Boden Veränderung der Bodenqualität/Art Veränderung des Wasser/Lufthaushalt Veränderung Porenraum/Porengröße
  • Kohäsion steigt mit Austrocknung geringer Wassergehalt = hohe Kohäsion beeinflusst Tragfähigkeit bei sandigen Böden scheinbare Kohäsion
  • Frost Tau grobkörnige große Porosität Ausdehnung im Luftporenraum oberhalb von GW fehlender Wassernachschub = nur lokal vorhandenes Wasser gefriert keine/kaum Frosthebungen keine bodenmechan. Veränderung nach Auftauen
  • Frost Tau feinkörnige geringe Porosität Eiskristallbildung Kammeisbildung direkt an der Oberfläche = Wachstum in freie Atmosphäre, wenn begrenzt dann Hebungen durch Druck 0 ° Isotherme wandert in den Untergrund Wachstum des Frostes an der Unterseite je nach Wassertransport Eislinsenbildung, wo freies Wasser zur Verfügung steht mehrer cm dick
  • mit abnehmedner Plastizitätszahl steigt Witterungsanfälligkeit Verkürzung der Bearbeitungszeit Böden kritisch beachten schneller Wechsel zw. Bearbeitbar/Nichtbearbeitbar Böden sind schwer zu bearbeiten