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2021 | Book

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Geotechnik

Erkunden – Untersuchen – Berechnen – Ausführen – Messen

Authors: Prof. Dr. Konrad Kuntsche, Prof. Dr. Sascha Richter

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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About this book

Das nun in der 3. Auflage vorliegende Lehrbuch erläutert praxisnah und leicht verständlich die Methodik, mit der Geotechniker das Baugeschehen begleiten: Nach der Erkundung der Baugrund- und Grundwasserverhältnisse werden im geotechnischen Labor Proben untersucht. Im Geotechnischen Bericht wird das Baugrundmodell dargestellt und es werden Kennwerte aufgeführt, was die Grundlage weiterer Planungen und Berechnungen darstellt. Die wichtigsten geotechnischen Berechnungsmethoden werden vorgestellt und bewertet. Erläutert werden auch die diversen Methoden des Grund-, Fels- und Spezialtiefbaus, mit denen geotechnische Planungen in der Baupraxis ausgeführt und messtechnisch überwacht werden. Es werden einige Spezialfälle aus der Geotechnik vorgestellt. Schließlich ergänzen einige Hinweise zur Arbeitsweise von Sachverständigen vor Gericht die Grundlagen der Boden- und Felsmechanik.
In der 3. Auflage neu hinzugekommen sind die Springer Flashcards, elektronische Lernkarten, die eine weitere Hilfe zum Erlernen der Grundlagen der Geotechnik darstellen. Laden Sie die Springer-Nature-Flashcards-App kostenlos herunter und nutzen Sie exklusives Zusatzmaterial, um Ihr Wissen zu prüfen
Weiterhin wurde der aktuelle Stand der Normung berücksichtigt

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Table of Contents

Frontmatter

1. Einführung

Zusammenfassung

Geotechniker befassen sich als Fachingenieure mit dem Bauen auf, in oder mit Boden und Fels. Sie planen Baugrunderkundungen und begleiten sie, sie führen Laborversuche aus und entwickeln ein Baugrundmodell, mit dem versucht wird, die Wechselwirkung zwischen Bauwerk und Baugrund zu prognostizieren. Es werden insbesondere Nachweise zur Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit geführt. Geotechniker untersuchen Boden und Fels auch als Baustoff, schlagen Bauverfahren vor und begleiten das Baugeschehen mit Messungen. Für eine erfolgreiche Projektbearbeitung sind geotechnische Fachkompetenz, eine ausreichend bemessene Bearbeitungszeit und ein auskömmliches Honorar für diese Leistungen erforderlich. Umfangreiche und schwierige Aufgaben werden in einem Team von spezialisierten Geotechnikern bearbeitet. Größeren Erfolg wird man immer dann erwarten können, wenn das 4-Augen-Prinzip zur Anwendung kommt. Am Regelwerk gibt es noch viel zu tun! Vertrauen ist zwar gut, Kontrolle immer besser.

Konrad Kuntsche, Sascha Richter

2. Fundamente der Physik

Zusammenfassung

Auch in der Geotechnik gelten die Grundlagen der Physik. Im Bauwesen kommt man allerdings ohne Quantenphysik und Relativitätstheorie aus. Bei Messungen treten Fehler auf. Es werden einfache Gleichungen, Kräfte und Drücke vorgestellt. Der Begriff der Wechselwirkung wird am Beispiel des Kugelstoßpendels erläutert. Die Risiken werden beherrscht, indem die „einfacheren“ Naturgesetze beachtet werden. Ein stämmiger Mensch wiegt 1 kN, die Dichte des Wassers beträgt (etwa) 1 t/m³ und seine Wichte kann bei geotechnischen Berechnungen mit 10 kN/m³ angenommen werden. Lot und Wasserwaage benötigen beim Messen kein Bezugssystem.

Konrad Kuntsche, Sascha Richter

3. Planung geotechnischer Untersuchungen

Zusammenfassung

Die Festlegung von Art, Anzahl, Lage und Tiefe von Felderkundungen richtet sich nach den geologischen und hydrologischen Verhältnissen und dem zu errichtenden Bauwerk. In der Regel werden direkte Aufschlüsse benötigt. Es ist zu prüfen, welche Schichten wie beprobt werden müssen. Mit Sondierungen lassen sich Schichtgrenzen, Lagerungsdichten und Konsistenzen abschätzen. Ziel ist es, ein dem Projekt angepasstes Baugrundmodell zu ermitteln. Durch Laborversuche werden an repräsentativen Proben Bodenkennwerte bestimmt.

Konrad Kuntsche, Sascha Richter

4. Geotechnische Untersuchungen im Feld

Zusammenfassung

Bei den Untersuchungen im Feld werden wichtige und grundlegende Erkenntnisse zum örtlichen Baugrund gewonnen. Diese Ur-Daten stellen die Grundlagen für die weitergehenden Auswertungen dar. Mit den sorgfältig entnommenen Proben werden im Anschluss die erforderlichen Laborversuche durchgeführt. In diesem Abschnitt geht es um den Teil der Feldversuche, welcher zur Erkundung und der Qualitätskontrolle dient.

Konrad Kuntsche, Sascha Richter

5. Laborversuche

Zusammenfassung

Mit Laborversuchen werden genauere Klassifikationen ermöglicht. Es werden Zustandsgrößen ermittelt und Daten zur Zusammendrückbarkeit, Scherfestigkeit und Wasserdurchlässigkeit bestimmt. Bei Bedarf wird auch das Quell- und Schrumpfverhalten untersucht. Die Parameter, welche in Materialmodellen (Stoffgesetzen) benötigt werden, können nur mit Laborversuchen gewonnen werden. Mit chemischen Analysen werden mögliche Kontaminationen quantifiziert.

Konrad Kuntsche, Sascha Richter

6. Geotechnischer BerichtGeotechnischer Bericht

Zusammenfassung

Neuerdings unterscheidet man diverse Berichte: Im Geotechnischen Untersuchungsbericht werden die Ergebnisse der Feld- und Laborversuche dargestellt. Werden ergänzend dazu charakteristische Kennwerte abgeleitet und Gründungsempfehlungen gegeben, handelt es sich um einen geotechnischen Bericht, der früher als Baugrund- und Gründungsgutachten bezeichnet wurde. Werden weitergehende Berechnungen und Planungsleistungen erbracht, spricht man von einem Geotechnischen Entwurfsbericht. In diesem Abschnitt geht es um den Untersuchungs- und den Geotechnischen Bericht.

Konrad Kuntsche, Sascha Richter

7. Geotechnische Berechnungen

Zusammenfassung

Mit geotechnischen Berechnungen soll nachgewiesen werden, dass beim geplanten Bauwerk keine Grenzzustände der Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit auftreten. Es werden aber beispielsweise auch Grundwasserabsenkungen dimensioniert und die Ausbreitung von Schadstoffen berechnet. Die Prognosen, die sich allein aus Berechnungen ergeben, dürfen nicht überbewertet werden. Oft muss das Baugeschehen auch mit Messungen begleitet werden.

Konrad Kuntsche, Sascha Richter

8. Wie „genau“ sind die Berechnungsergebnisse?

Zusammenfassung

Jedes Ergebnis geotechnischer Berechnungen muss bewertet, beurteilt werden. Hier muss in Erwägung gezogen und geprüft werden, welche Schwächen das jeweilige Rechenmodell hat, welche Parameter das Ergebnis stark beeinflussen und mit welcher Streubreite diese Parameter auftreten können. Gerade auch die Ergebnisse von numerischen Berechnungen dürfen nicht überbewertet werden. Ein mögliches Ergebnis einer solchen Beurteilung wäre die Angabe eines möglichen Schwankungsbereiches.

Falls zu große Unsicherheiten verbleiben, müssen baubegleitende Messungen geplant und ausgeführt werden.

Konrad Kuntsche, Sascha Richter

9. Ausschreibung und Vergabe

Zusammenfassung

Nach den abgeschlossenen Planungen schließt sich die Ausschreibung der Bauleistungen an. Bei den öffentlichen Auftraggebern muss hier u. a. das umfangreiche Regelwerk der VOB und ggf. auch andere Rechtsvorschriften beachtet werden. Auf den Problemkreis „Ausschreibung - Sondervorschläge - Bauvertrag und Auftragerteilung“ wird hier nicht eingegangen.

Konrad Kuntsche, Sascha Richter

10. Ausführen

Zusammenfassung

Es wird auf wichtige Aspekte der Ausführung von typischen Arbeiten des Erd-, Fels-, Grund- und Spezialtiefbaus eingegangen. Diese Arbeiten werden mit oft mit Spezialmaschinen durchgeführt, die teilweise auch größere Baustelleneinrichtungen erfordern. Es werden spezielle Techniken erläutert, mit denen Baugrubenwände abgestützt, Grundwasser gehoben oder abgesperrt und der Baugrund verbessert wird.

Konrad Kuntsche, Sascha Richter

11. Baubegleitende Messungen, Überwachungen

Zusammenfassung

Mit baubegleitenden Messungen werden Maschinen gesteuert und das Baugeschehen überwacht. Es wird geprüft, inwieweit rechnerische Prognosen zutreffen. Die Messungen dienen auch der Verifizierung des geotechnischen Modells, der Kalibrierung von Berechnungen und der Optimierung des Bauablaufs. Mit Messungen sollen ferner auch Bruchzustände erkannt und verfolgt werden. Man unterscheidet die geodätischen von den geotechnischen Messverfahren, alle Messungen werden in einem Messprogramm sorgfältig geplant.

Konrad Kuntsche, Sascha Richter

12. Mit heftigerem Herzklopfen

Zusammenfassung

Es werden in Kurzform einige Beispiele großartiger Bauvorhaben präsentiert. Diese Beispiele sollen das Interesse wecken, sich mit den vorgestellten Projekten noch etwas intensiver zu befassen. Außerdem werden exemplarisch drei spezielle Themenstellungen angesprochen, für die innovative Lösungen zu entwickeln waren.

Konrad Kuntsche, Sascha Richter

13. Aus Schaden wird man klug (?)

Zusammenfassung

Zur Beweiserhebung und zur Klärung strittiger technischer Zusammenhänge werden von den Gerichten Sachverständige beauftragt, die entsprechende Gutachten anfertigen. Es werden die einzelnen Arbeitsschritte zur Erstellung derartiger Gutachten erläutert. Es wird dargelegt, welche Hilfsmittel bei Ortsterminen nützlich sind und worauf man bei der Durchführung achten sollte. Zur Schadensanalyse und zum Abfassen von Gutachten werden einige Hinweise gegeben. Beispiele runden das Thema ab.

Konrad Kuntsche, Sascha Richter

Backmatter

Title: Geotechnik
Authors: Prof. Dr. Konrad Kuntsche
Prof. Dr. Sascha Richter
Copyright Year: 2021
Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden
Electronic ISBN: 978-3-658-32290-8
Print ISBN: 978-3-658-32289-2
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-32290-8