Böschungen und Baugruben

Der Einstieg in die Geotechnik - das Fachgebiet in dessen Bereich dieses Buch einen Teil behandelt - ist nicht ganz einfach. So sollte man zuerst die Grundlagen lesen, um so die Fachkenntnisse aufzufrischen. Bei jeder Baustelle ergibt sich das Problem des Baugrundrisikos. Dies wird meist zwische Bauherrn und beteiligten Ingenieuren hin und her geschoben. Es sollte jedoch eine eideutige Situation erkennbar sein zum Wohle aller. Es können im Grundbau sehr hohe Schäden entstehen, die es zu vermeiden gilt.

Es werden die bei einem Geländebruch notwendigen Nachweise wie Erddruck, Gleitnachweis, Kippnachweis, Geländebruch und Grundbruch erläutert wobei abschließend das Zusammenwirken aller Nachweise besprochen wird. Es wird auch auf Berechnungsunterschiede bei Stützbauwerken aufmerksam gemacht um den kritischen Blick auf die Berechnungen zu schulen.

Böschungen als geneigte Erdoberflächen kommen überall vor. Sie werden vom Menschen mehr oder weniger bearbeitet und so der Zustand verändert. Generell werden Böschungen auf Grund des anstehenden Untergrundes für Boden und Fels unterteilt. Bei Boden werden die geotechnischen Berechnungsmethoden eingesetzt und bei Fels wird die Betrachtung gemäß den Felszuständen, der Klüftung und dem Kluftfüllmaterial durchgeführt. Dies wird an Hand der Lagekugeldarstellung erläutert. Zuleztzt wird noch auf die Besonderheit des Permafrostes mit seinen Auswirkungen im Hochgebirge eingegangen.

Bei der Sicherung von Geländesprüngen ist eine erhöhte Aufmerksam auf die jeweligen Randbedingungen zu legen. Daher ist eine Voruntersuchung unbedingt erforderlich. Dabei wird der Baugrund selbst untersucht, das Grund- bzw. Hangwasser erkundet und eine eventuelle Nachbarverbauung berücksichtigt. Dann wird entschieden ob eine kurzzeit- oder Langzeitsicherung angebracht werden soll. Diese unterscheiden sich meist durch die Höhe der Teilsicherheitswerte. Als Art der Sicherung vom Böschungen stehen zahlreiche Verfahren zur Verfügung die in diesem Kapitel auch ausführlich beschrieben werden. Abschließend werden einige vielverwendeten Sicherungen technisch und wirtschaftlich verglichen.

Bei räumlich begrenzten Böschungen treten räumliche Verspannungen auf, denen in diesem Kapitel näher nachgegangen wird. Es wird an Hand von drei Praxisbeispielen die räumliche Verspannung ermittelt und es wird gezeigt, wie groß der diesbezügliche Einfluss auf eine Böschungssicherung ist. Es wird der Ausnutzungsgrad (Verhältnis zwischen ebenem Geländebruch und räumlichen Geländebruch) bei den Baustellen zum Verhältnis Breite/Höhe^2 aufgezeigt. Dabei ist ein eindeutiger Zusammenhang für räumliche Böschungen erkennbar.

Diese werden hauptsächlich für die Sicherung von Baugruben und Uferverbauungen sowie vertikalen Geländesprüngen verwendet.Nach dem Grundprinzip der Berechnung werden einige Verfahren im Detail aufgezeigt und durchgerechnet, sodass eine breite Übersicht über Verbauarten und deren Unterschiede gegeben wird.

Eine Besonderheit der Verbauung sind Unterfangungen, die besonders in den letzten Jahrzehnten eine erhebliche Entwicklung durchgemacht haben. Gerade im innerstädtischen Bereich haben sich hier Sonderverfahren entwickelt, die besondere Rücksicht auf die Verformung der Nachbarbauwerke nehmen. Ausgehend von herkömmlichen Betonscheiben wird auf Spritzbetonverfahren mit Bodennägel und auf diverse Injektionsverfahren eingegangen, die eine gute Ausnutzung des vorhandenen Baugrundes ermöglichen.

Bei Bauwerken für Versorgungsleitungen des öffentlichen Bedarfs im innerstädtischen Bereich werden oft Schächte mit geringen horizontalen Abmessungen gebaut, die zu tiefen Einschnitten in verbautem Gebieten führen. Es ist hier der räumliche Erddruch auf die Schachtwand zu ermitteln und die daraus zu ermittelnden Biegemomente in der Stützkonstruktion. Dabei sind im wesentlichen Rechteckschächte und gerundete Schächte zu unterscheiden. Bei Rechteckschächten entstehen in den Ecken und den Seitenwänden neben den Druckkräften auch erhebliche Biegemomente, die es abzutragen gilt. Bei gerundeten Schächten ist meist nur eine Ringdruckkreft vorhanden, die von der Auskleidung zu übernehmen ist.

Es gibt eine große Variation bei Anker und Bodennägel im Grund- und Felsbau. Nach einer einführenden Sortierung wird auf die einzelnen Arten genauer eingegangen und die gebräuchlichen Ankerdaten aufgezeigt. Dabei werden verschiedene wesentliche Details wie Ankerkopf (Kraftübertragung) und Unterschiede zwischen Temporär- und Daueranker aufgezeigt Auch die Überprüfung von Ankern im Gebrauchsfall wird aufgezeigt. Ein zusätzlich wesentlicher Punkt ist die Korrosion von Ankern. Da man im Untergrund eingebaute Anker nicht oprisch prüfen kann, kann die Korrosionsfreiheit nur mit elektrochemischen Methoden nachgewiesen werden. Hier hat sich die Potentialmessung als praxisgerecht durchgesetzt bei der die Veränderung von Eisen (Stahl) zu einem Eisenoxyd über Referenzelekrtoden gemessen werden kann. Somit kann in der Praxis der Nachweis erbracht werden ob ein Anker der seit etlichen Jahren im Untergrund eingebaut ist korrodiert oder nicht. Damit kann die Tragfähigkeit langfristig überprüft werden. Es ist sogar möglich Anker bei Korrosionsgefahr (Streusalz bei Strassen) mit Hilfe von kathodischem Korroesionsschutz langfristig zu schützen und so eine beliebig lange Gebrauchsdauer zu erreichen.