Cover | 1 |
Vortitel | 3 |
Titelseite | 5 |
Copyrightseite | 6 |
Vorwort | 7 |
Inhaltsverzeichnis | 9 |
Autoren-Kurzbiografien | 19 |
Verzeichnis der Autoren | 27 |
2.1 Erdbau | 29 |
1. Einleitung | 29 |
1.1 Allgemeines | 29 |
1.2 Typen von Erdbauwerken | 30 |
1.3 Anforderungen an Erdbauwerk | 31 |
1.4 Einwirkungen auf Erdbauwerke | 32 |
2. Regelwerke – Normen und Richtlinien | 32 |
2.1 Allgemeines | 32 |
2.2 Regelwerke in Deutschland | 33 |
2.3 Regelwerke in Österreich | 36 |
2.4 Regelwerke in der Schweiz | 38 |
2.5 Europäische und internationale Regelwerke | 39 |
3. Begriffe | 40 |
4. Einschnitte | 42 |
4.1 Allgemeines | 42 |
4.2 Einschnitte im Lockergestein | 42 |
4.2.1 Neigung und Gestaltung von Lockergesteinsböschungen | 42 |
4.2.2 Abtrag von Lockergestein (Boden) | 55 |
4.3 Einschnitte im Festgestein | 57 |
4.3.1 Neigung und Gestaltung von Festgesteinsböschungen | 58 |
4.3.2 Abtrag von Festgestein (Fels) | 62 |
4.4 Entwässerung | 65 |
4.5 Oberflächengestaltung | 67 |
4.5.1 Lockergesteinsböschungen | 67 |
4.5.2 Felsböschungen | 70 |
5. Erd- und Steinschüttdämme | 72 |
5.1 Allgemeines | 72 |
5.2 Arten von Dämmen | 73 |
5.2.1 Verkehrswegebau | 74 |
5.2.2 Wasserbau | 74 |
5.2.3 Schutzdammbau | 74 |
5.2.4 Deponiebau | 75 |
5.3 Aufbau von Dämmen | 76 |
5.3.1 Straßen- und Eisenbahndämme | 76 |
5.3.2 Staudämme | 81 |
5.3.3 Hochwasserschutzdämme bzw. Hochwasserschutzdeiche | 83 |
5.3.4 Steinschlagschutz- und Lawinenschutzdämme | 88 |
5.3.5 Deponiedämme | 90 |
5.4 Entwurf und Berechnung | 92 |
6. Erd- und Dammbaustoffe | 99 |
6.1 Allgemeines | 99 |
6.2 Mineralische Erd- und Dammbaustoffe | 99 |
6.2.1 Bautechnische Eignung | 99 |
6.2.2 Bodenkenngrößen | 102 |
6.2.3 Verdichtungseigenschaften von Böden | 103 |
6.2.4 Bodenklassifizierung für die Vergabe von Bauleistungen | 112 |
6.2.5 Bodenklassifizierung für bautechnische Zwecke | 115 |
6.3 Sonstige Erd- und Dammbaustoffe | 121 |
6.3.1 Allgemeines | 121 |
6.3.2 Recyclingbaustoffe | 121 |
6.3.3 Industrielle Nebenprodukte | 122 |
6.3.4 Leichtbaustoffe | 123 |
7. Erdarbeiten | 124 |
7.1 Untergrunderkundung | 124 |
7.2 Untergrundverbesserung | 127 |
7.3 Vor-, Oberboden- und Abtragsarbeiten | 128 |
7.4 Vorbereitung der Dammaufstandsfläche | 129 |
7.5 Herstellung von Dämmen und Schüttungen | 130 |
7.6 Einbau und Verdichtung | 131 |
7.6.1 Allgemeines | 131 |
7.6.2 Anforderungen | 134 |
7.6.3 Wahl des Verdichtungsgeräts und der Lagenstärke | 140 |
7.6.4 Statische Walzen | 144 |
7.6.5 Vibrationswalzen | 145 |
7.6.6 Walzen mit Richtschwinger | 147 |
7.6.7 Selbstregelnde Walzen | 147 |
7.6.8 Oszillationswalzen | 148 |
7.7 Sonstige Erdbaumaßnahmen | 148 |
8. Bodenbehandlung mit Bindemitteln | 151 |
8.1 Grundlagen der Bodenstabilisierung | 151 |
8.2 Bodenverbesserung und Bodenverfestigung | 153 |
8.2.1 Kalkstabilisierung | 153 |
8.2.2 Zementstabilisierung | 156 |
8.2.3 Kalk-Zement-Stabilisierung | 157 |
8.2.4 Stabilisierung mit sonstigen Bindemitteln | 160 |
8.3 Eignungsprüfung und Probefeld | 160 |
8.4 Ausführung | 161 |
8.5 Umweltrelevante Veränderungen im Boden | 162 |
9. Qualitätssicherung und Prüfungen | 163 |
9.1 Allgemeines | 163 |
9.2 Arten von Prüfungen | 165 |
9.3 Prüfverfahren | 165 |
9.4 Verdichtungskontrollen | 167 |
9.4.1 Allgemeines | 167 |
9.4.2 Dichtebestimmung im Feld | 168 |
9.4.3 Statischer Plattendruckversuch | 169 |
9.4.4 Dynamischer Plattendruckversuch | 170 |
9.4.5 Flächendeckende Dynamische Verdichtungskontrolle (FDVK) | 172 |
10. Literatur | 177 |
11. Anhang: Erläuterung der Kurzzeichen für die Bodenklassifizierung | 192 |
2.2 Baugrundverbesserung und Injektionen | 195 |
1. Einleitung und Überblick | 195 |
2. Statische Verdichtung und Entwässerungsverfahren | 198 |
2.1 Vorbelastung | 198 |
2.2 Vorbelastung mit Konsolidierungshilfe | 201 |
2.3 Grundwasserbeeinflussung und Vakuumkonsolidation | 206 |
3. Dynamische Verdichtung | 209 |
3.1 Vibrationsverdichtung – Tiefenrüttelverfahren | 209 |
3.1.1 Verdichtung nichtbindiger Böden durch Vibration | 209 |
3.1.2 Rütteldruckverdichtung | 210 |
3.1.3 Tiefenverdichtung mit Aufsatzrüttlern | 215 |
3.2 Stoßverdichtung | 216 |
3.2.1 Verdichtung nichtbindiger Böden durch Impulseinleitung | 216 |
3.2.2 Fallplattenverdichtung – Dynamic Compaction | 217 |
3.2.3 Sprengverdichtung | 222 |
3.2.4 Luft-Impuls-Verdichtung | 226 |
4. Bewehrung des Baugrunds ohne verdrängende Wirkung | 227 |
4.1 Mechanisches Einmischen – Tiefeneinmischverfahren | 227 |
4.1.1 Verfahrensbeschreibung und physikalische Grundlagen | 227 |
4.1.2 Anwendungsbereich und Ausführungsaspekte | 235 |
4.2 Hydraulisches Einmischen – Düsenstrahlverfahren | 238 |
4.2.1 Verfahrensbeschreibung und physikalische Grundlagen | 238 |
4.2.2 Gerätetechnik | 244 |
4.2.3 Anwendungsbereich und Ausführungsaspekte | 245 |
4.3 Hydraulisch-mechanisches Einmischen | 248 |
4.4 Porenrauminjektionen | 249 |
5. Bewehren des Baugrunds mit verdrängender Wirkung | 255 |
5.1 Rüttelstopfverdichtung | 255 |
5.2 Sand- und Schotterverdichtungssäulen | 262 |
5.3 Einbringen aushärtender Stoffe – Rigid Inclusions | 264 |
5.3.1 Grundsätze des Tragverhaltens | 264 |
5.3.2 Hydraulisch gebundene Stopfsäulen | 267 |
5.3.3 Trockenmörtelsäulen | 268 |
5.3.4 Nassmörtelsäulen | 271 |
5.4 Aufreißinjektion – Soil Fracturing | 272 |
5.5 Verdichtungsinjektion – Compaction Grouting | 276 |
6. Literatur | 280 |
2.3 Verstärkung von Gründungsstrukturen | 291 |
1. Einleitung | 291 |
2. Grundsätzliche Überlegungen | 292 |
3. Unterfangung und Nachgründung | 293 |
3.1 Unterfangungswände nach DIN 4123 | 293 |
3.2 Injektion und Vermörtelung | 298 |
3.3 Unterfangung durch Pfahlkonstruktionen | 303 |
4. Verstärkung von Gründungsstrukturen | 309 |
4.1 Ursachen und Schadenstypen | 309 |
4.2 Schadensphänomene und Maßnahmen zur Verstärkung | 311 |
4.3 Komplexe Maßnahmen zur Nachgründung und Verstärkung | 318 |
5. Schlussbemerkungen | 321 |
6. Literatur | 322 |
7. Zitierte Regelwerke | 326 |
2.4 Bodenvereisung | 327 |
1. Verfahrensprinzip und Anwendungen | 327 |
1.1 Allgemeines | 327 |
1.2 Wirkungsweise | 327 |
1.3 Schachtbau | 328 |
1.4 Baugruben und Unterfangungen | 329 |
1.5 Tunnelbau | 331 |
1.6 Probenahme | 334 |
2. Vereisungsverfahren | 334 |
2.1 Allgemeines | 334 |
2.2 Stickstoffvereisung | 334 |
2.3 Solevereisung | 336 |
3. Frostausbreitung | 338 |
3.1 Grundlagen der Wärmeleitung | 338 |
3.1.1 Wärmeleitung | 338 |
3.1.2 Wärmeübergang | 339 |
3.1.3 Konvektion | 340 |
3.2 Thermische Eigenschaften von gefrorenen Böden | 340 |
3.2.1 Wärmeleitfähigkeit | 340 |
3.2.2 Wärmekapazität | 341 |
3.3 Künstlich erzeugte Frostausbreitung | 343 |
3.3.1 Frostausbreitung bei ruhendem Grundwasser | 346 |
3.3.2 Frostausbreitung bei strömendem Grundwasser | 357 |
3.4 Klimatisch bedingte Frostausbreitung | 361 |
3.5 Kontrolle der Frostausbreitung | 363 |
4. Mechanisches Verhalten gefrorener Böden | 366 |
4.1 Grundlagen | 366 |
4.2 Deformationsverhalten gefrorener Böden | 369 |
4.2.1 Allgemeines | 369 |
4.2.2 Einaxiale Spannungen | 370 |
4.2.3 Triaxiale Spannungen | 382 |
4.2.4 Zug- und Biegefestigkeit | 384 |
5. Eigenschaften von Eis | 385 |
6. Frostwirkungen | 388 |
6.1 Allgemeines | 388 |
6.2 Gefrieren | 388 |
6.3 Tauen | 391 |
6.4 Frostempfindlichkeitskriterien | 392 |
6.5 Frischbeton auf gefrorenem Boden | 393 |
7. Hinweise zur Berechnung von Frostkörpern | 393 |
8. Verwendete Zeichen und Symbole | 396 |
9. Literatur | 397 |
2.5 Verpressanker, Bodennägel und Zugpfähle | 403 |
1. Verpressanker | 403 |
1.1 Allgemeines | 403 |
1.2 Entwicklung der Ankertechnik | 403 |
1.3 Anforderungen an Verpressanker und Voraussetzungen für den Einbau | 406 |
1.4 Technisches Regelwerk für Verpressanker | 406 |
1.5 Ankerwerkstoffe und Ankerbauteile | 407 |
1.5.1 Zugglieder | 407 |
1.5.2 Ankerköpfe | 410 |
1.5.3 Verpresskörper | 412 |
1.5.4 Korrosionsschutz | 413 |
1.5.5 Abstandhalter | 415 |
1.6 Herstellung von Verpressankern | 415 |
1.6.1 Ankerbohrverfahren | 415 |
1.6.2 Ankereinbau und Verpressen | 419 |
1.6.3 Nachverpressen | 421 |
1.6.4 Montage des Ankerkopfes | 423 |
1.6.5 Spannen und Festlegen | 423 |
1.7 Bauarten von Verpressankern | 424 |
1.7.1 Verbundanker | 424 |
1.7.2 Druckrohranker | 425 |
1.7.3 Anker mit aufweitbarem Verpresskörper | 426 |
1.7.4 Anker mit ausbaubarem Zugglied | 427 |
1.7.5 Anker mit der Möglichkeit zur Regulierung der Ankerkräfte | 429 |
1.8 Ankerkräfte und Kraftabtragung im Boden | 431 |
1.8.1 Allgemeines | 431 |
1.8.2 Tragfähigkeit des Stahlzugglieds | 431 |
1.8.3 Bodenmechanische Tragfähigkeit von Ankern | 432 |
1.9 Prüfungen an Ankern | 443 |
1.9.1 Prüfungen an Ankern nach DIN 4125 | 443 |
1.9.2 Prüfungen an Ankern nach DIN EN 1537 | 453 |
1.9.3 Abnahmeprüfungen | 457 |
1.9.4 Überwachung eingebauter Anker | 457 |
1.10 Entwurfsgrundsätze für verankerte Konstruktionen | 465 |
1.10.1 Auswahl des Ankertyps und des Herstellungsverfahrens | 465 |
1.10.2 Anordnung der Anker | 466 |
1.11 Bemessung von Verankerungen | 467 |
2. Bodenvernagelungen | 468 |
2.1 Prinzip von Bodenvernagelungen und Entwicklung der Vernagelungstechnik | 468 |
2.2 Anforderungen an Bodennägel und Voraussetzungen für den Einbau | 471 |
2.3 Technisches Regelwerk für Bodenvernagelungen | 472 |
2.4 Nagelwerkstoffe und Zubehör | 472 |
2.5 Bauarten von Bodennägeln | 477 |
2.6 Herstellung, Transport, Lagerung und Einbau der Bodennägel | 478 |
2.7 Bemessung von Bodenvernagelungen | 479 |
2.7.1 Statische Berechnung von Vernagelungen mit einer Außenhaut aus Spritzbeton | 479 |
2.7.2 Berechnung von Böschungs- und Hangvernagelungen | 480 |
2.8 Prüfungen an Nägeln | 480 |
3. Anker und Nägel im Tunnel- und Bergbau | 483 |
3.1 Allgemeines | 483 |
3.2 Bauarten von Gebirgsankern | 484 |
3.2.1 Kunstharzklebeanker | 484 |
3.2.2 Spreizanker | 485 |
3.2.3 Zementmörtelanker | 485 |
3.2.4 Injektionsbohranker (IBO-Anker) | 486 |
3.2.5 Expansionsanker „Swellex“ | 486 |
3.3 Zugglieder von Gebirgsankern | 487 |
3.3.1 Zugglieder aus Stahl | 487 |
3.3.2 Gebirgsanker aus kunststoffgebundenen Glasfasern | 487 |
3.4 Prüfungen an Gebirgsankern | 489 |
4. Zugpfähle | 489 |
4.1 Technisches Regelwerk für Zugpfähle | 490 |
4.2 Zugpfähle aus Stabstählen mit aufgerolltem Gewinde | 490 |
4.2.1 Herstellung | 490 |
4.2.2 Bemessung | 490 |
4.3 Zugpfähle aus Stahlrohren mit aufgerolltem Gewinde | 492 |
4.4 Prüfung von Zugpfählen | 494 |
5. Literatur | 495 |
2.6 Bohrtechnik | 497 |
1. Einführung | 497 |
2. Trockenbohrverfahren | 497 |
2.1 Allgemeines | 497 |
2.2 Seilgeführte Werkzeuge | 498 |
2.3 Drehende Werkzeuge | 498 |
2.4 Kellybohrverfahren | 502 |
2.5 Schneckenbohrverfahren (Continuous Flight Auger CFA) | 504 |
2.5.1 Allgemeines | 504 |
2.5.2 Schneckenbohren mit großer Hohlseele | 507 |
2.5.3 Verrohrtes Schneckenbohren (Cased Continuous Flight Auger CCFA) | 507 |
2.5.4 Vor-der-Wand-Verfahren (VdW) | 511 |
2.6 Verdrängerbohrverfahren [9] | 511 |
2.6.1 Vollverdränger (Full Displacement Pile FDP) | 511 |
2.6.2 Vollverdränger mit verlorener Bohrspitze (Full Displacement Pile FDP with lost bit) | 513 |
2.7 Bohrgeräte | 514 |
2.8 Verrohrungsanlagen | 516 |
3. Spülbohrverfahren | 517 |
3.1 Allgemeines | 517 |
3.2 Direktes Spülbohren (Rotary Drilling) | 518 |
3.3 Indirektes Spülbohren, Saugbohren (Reverse Circulation Drilling) | 520 |
4. Kernbohren | 523 |
5. Geothermiebohrungen | 523 |
6. Bohrverfahren für den Baugrundaufschluss | 527 |
7. Sonderbohrverfahren | 528 |
7.1 Vibrationsbohrverfahren „sonic drilling“ [15] | 528 |
7.2 Aufsatz- und Offshore-Bohranlagen – Fly Drill [9] | 529 |
8. Literatur | 530 |
2.7 Horizontalbohrungen und Rohrvortrieb | 533 |
1. Einleitung | 533 |
2. Horizontalbohrungen | 537 |
2.1 Allgemeines | 537 |
2.2 Bohrtechnik im Lockergestein | 538 |
2.3 Bohrsteuerung im Lockergestein | 538 |
2.4 Leitungsverlegung | 540 |
2.5 Anwendungsmöglichkeiten | 542 |
2.5.1 Allgemeines | 542 |
2.5.2 Längsverlegungen für Leitungsnetze | 542 |
2.5.3 Horizontale Trinkwasserbrunnen | 544 |
2.5.4 Horizontalbrunnen für die Grundwasserabsenkung | 544 |
2.5.5 Rutschungssicherungen durch Entwässerung in Hanglagen | 545 |
2.5.6 Tagebauentwässerungen und Böschungsstabilisierung | 546 |
2.6 Bohrtechnik für Bohrungen in Fels | 547 |
2.6.1 Bohrtechnik für kurze Strecken im Fels | 547 |
2.6.2 Bohrtechnik für lange Strecken im Fels (Längsverlegungen, Bergdurchbohrungen, Dükerungen) | 548 |
2.7 Anwendungen für HDD-Bohren im Fels | 552 |
2.7.1 Allgemeines | 552 |
2.7.2 Parallelbohrungen: Projektbeispiel Höhle | 552 |
2.7.3 Bohrungen im Geröll und Blockmaterial unter Gebirgsflüssen | 553 |
2.7.4 Bohrungen in Bergsturzmassen und in Felsrücken | 554 |
2.7.5 HDD-Einsätze im Hochgebirge (Beispiel Glarner Alpen) | 555 |
2.7.6 Tiefreichende Anker ins anstehende Gebirge | 556 |
2.7.7 Tunnelsanierung | 557 |
2.8 Verdrängungshämmer | 557 |
2.9 Horizontalrammen | 559 |
2.10 Erdbohrund Pressbohrverfahren | 560 |
3. Rohrvortrieb | 563 |
3.1 Allgemeines | 563 |
3.2 Grundlagen der Rohrvortriebstechnik | 563 |
3.2.1 Bauverfahren allgemein | 563 |
3.2.2 Einteilung von Boden und Fels in Homogenbereiche für Rohrvortriebsarbeiten | 566 |
3.3 Maschinen und Geräte für den Rohrvortrieb | 567 |
3.4 Vortriebsrohre | 569 |
3.4.1 Rohrwerkstoffe und Bemessung | 569 |
3.4.2 Funktionale Bauteile | 570 |
3.5 Bauausführung | 572 |
3.5.1 Wahl des Vortriebsverfahrens | 572 |
3.5.2 Vorpressen des Rohrstrangs | 572 |
3.5.3 Steuerung und Lagebestimmung | 573 |
3.5.4 Rohrvortriebe unter Druckluftbedingungen | 573 |
3.6 Schmierung | 574 |
3.7 Verdämmung | 575 |
3.7.1 Anwendungsbereiche | 575 |
3.7.2 Anforderungen an den Verdämmstoff | 576 |
4. Grabenlose Erneuerung von Leitungen | 576 |
4.1 Allgemeines zu den Verfahren | 576 |
4.2 Voraussetzungen für die Anwendung grabenloser Verfahren zur Leitungserneuerung | 577 |
4.3 Rohrberstverfahren (Berstlining) | 578 |
4.3.1 Statisches Berstlining | 578 |
4.3.2 Dynamisches Berstlining | 578 |
4.3.3 Berst-Press-Verfahren | 578 |
4.4 Rohrauswechselverfahren | 580 |
4.4.1 Pipe-Eating-Verfahren | 580 |
4.4.2 Press-Zieh-Verfahren | 580 |
4.4.3 Hilfsrohrverfahren | 581 |
4.5 Ringraumverfüllung | 583 |
4.6 Wahl des Materials für die neue Leitung | 583 |
4.7 Überbohren von Leitungen | 583 |
5. Literatur | 584 |
2.8 Einbringverfahren für Pfähle und Spundbohlen: Rammen, Vibrieren, Pressen | 587 |
1. Anwendung von Ramm- und Ziehverfahren | 587 |
2. Einbringgut | 588 |
2.1 Arten | 588 |
2.2 Verdrängungspfähle (Rammpfähle) | 588 |
2.2.1 Fertigpfähle | 588 |
2.2.2 Ortbetonverdrängungspfähle | 589 |
2.3 Spundbohlen | 590 |
2.3.1 Allgemeines | 590 |
2.3.2 Schlossformen | 590 |
2.3.3 Profilformen | 591 |
2.4 Kombinierte Spundwandsysteme | 591 |
2.5 Kanaldielen | 591 |
2.6 Leichtprofile | 591 |
2.7 Stahlträger | 591 |
3. Geräte | 592 |
3.1 Allgemeines | 592 |
3.2 Geräteträger | 592 |
3.2.1 Hydraulikbagger | 592 |
3.2.2 Seilbagger | 593 |
3.2.3 Autokran | 594 |
3.3 Mäkler | 594 |
3.3.1 Arten | 594 |
3.3.2 Universal-Systeme | 594 |
3.3.3 Anbaumäkler, Aufsteckmäkler, Schwingmäkler | 596 |
3.4 Geräte – Ramm- und Vibrationstechnik | 597 |
3.4.1 Arten | 597 |
3.4.2 Schlagbären | 598 |
3.4.3 Vibrationsbären | 600 |
3.5 Geräte – Einpresstechnik | 603 |
3.5.1 Allgemeines | 603 |
3.5.2 Freireitende Spundwandpresse | 604 |
3.5.3 Mäklergeführte Presse | 605 |
3.5.4 Selbstschreitende Spundwandpressen | 605 |
3.5.5 Baggeranbau – Spundwandpressen | 607 |
3.6 Rammhilfsmittel | 607 |
3.6.1 Allgemeines | 607 |
3.6.2 Rammhauben | 607 |
3.6.3 Anschlagklauen | 608 |
3.6.4 Schäkel | 608 |
3.6.5 Einfädelvorrichtungen | 608 |
4. Einbringtechnik | 609 |
4.1 Baugrundbeurteilung | 609 |
4.2 Einbringverfahren gemäß Baugrund | 610 |
4.3 Einbringhilfen | 611 |
4.3.1 Allgemeines | 611 |
4.3.2 Vorbohren | 611 |
4.3.3 Einspülen | 612 |
4.3.4 Lockerungssprengungen | 613 |
5. Einbringen von Spundbohlen | 613 |
5.1 Allgemeines | 613 |
5.2 Herstellen von Rammelementen | 614 |
5.3 Fortlaufendes Einbringen | 614 |
5.4 Staffelweises Einbringen | 614 |
5.5 Fachweises Einbringen | 615 |
5.6 Einrammen kombinierter (gemischter) Wände | 616 |
5.7 Abweichen von der Soll-Lage | 617 |
5.8 Maßnahmen gegen das Abweichen | 618 |
5.9 Schallarmes Einbringen | 620 |
6. Ziehen | 622 |
6.1 Maßnahmen vor und während des Einrammens | 622 |
6.2 Ziehvorgang | 622 |
7. Geotechnische Aspekte | 623 |
7.1 Einfluss der Herstellmethode auf den Boden und das Tragverhalten | 623 |
7.1.1 Pressen | 623 |
7.1.2 Rammen | 626 |
7.1.3 Vibrieren | 631 |
7.1.4 Vergleich des axialen Tragverhaltens infolge Schlagrammung und Vibrationsrammung | 641 |
7.1.5 Vergleich des lateralen Tragverhaltens infolge Schlagrammung und Vibrationsrammung | 643 |
7.2 Erschütterungen infolge des Herstellvorgangs | 648 |
7.2.1 Pressen | 648 |
7.2.2 Rammen | 648 |
7.2.3 Vibrieren | 650 |
7.2.4 Bewertung von Schwingungen und Erschütterungen auf bauliche Anlagen | 654 |
8. Literatur | 657 |
2.9 Grundwasserströmung – Grundwasserhaltung | 663 |
1. Grundwasserhydraulik | 663 |
1.1 Grundlagen | 663 |
1.1.1 Begriffe | 663 |
1.1.2 Gesetz von Darcy | 670 |
1.1.3 Kontinuitätsgleichung | 675 |
1.1.4 Strömungsgleichung | 676 |
1.1.5 Rand- und Anfangsbedingungen | 676 |
1.2 Berechnung von Grundwasserströmungen | 677 |
1.3 Vertikal-ebene Berechnung von stationären Grundwasserströmungen | 680 |
1.3.1 Grundlagen | 680 |
1.3.2 Analytische Berechnung von gespannten Grundwasserströmungen | 680 |
1.3.3 Numerische Berechnung von gespannten Grundwasserströmungen | 688 |
1.3.4 Zeichnerische Lösung von gespannten Grundwasserströmungen | 691 |
1.3.5 Analytische Berechnung von ungespannten Grundwasserströmungen | 692 |
1.3.6 Numerische Berechnung von ungespannten Grundwasserströmungen | 699 |
1.4 Vertikal-ebene Berechnung von instationären Grundwasserströmungen | 705 |
1.4.1 Grundlagen | 705 |
1.4.2 Analytische Berechnung von gespannten Grundwasserströmungen | 705 |
1.4.3 Analytische Berechnung von ungespannten Grundwasserströmungen | 710 |
1.4.4 Numerische Berechnung | 714 |
1.5 Rotationssymmetrische Berechnung von stationären Grundwasserströmungen | 715 |
1.5.1 Grundlagen | 715 |
1.5.2 Analytische Berechnung von gespannten Grundwasserströmungen | 716 |
1.5.3 Analytische Berechnung von ungespannten Grundwasserströmungen | 732 |
1.5.4 Numerische Berechnung von gespannten Grundwasserströmungen | 740 |
1.5.5 Numerische Berechnung von ungespannten Grundwasserströmungen | 743 |
1.6 Rotationssymmetrische Berechnung von instationären Grundwasserströmungen | 752 |
1.6.1 Grundlagen | 752 |
1.6.2 Analytische Berechnung von gespannten Grundwasserströmungen | 752 |
1.6.3 Analytische Berechnung von ungespannten Grundwasserströmungen | 760 |
1.6.4 Numerische Berechnung | 767 |
1.7 Dreidimensionale Berechnung von Grundwasserströmungen | 767 |
1.8 Berechnung von Grundwasseranreicherungen | 768 |
1.9 Entwässerung durch Unterdruck | 769 |
1.10 Einfluss der Grundwasserströmung auf den Boden | 769 |
2. Ermittlung geohydraulischer Parameter | 771 |
2.1 Übersicht und Bewertung der Bestimmungsverfahren | 771 |
2.2 Abschätzung der Durchlässigkeit nach Erfahrungswerten | 772 |
2.3 Abschätzung der Durchlässigkeit mithilfe der Kornverteilung | 772 |
2.4 Pump- und Injektionsversuche | 775 |
2.4.1 Allgemeines | 775 |
2.4.2 Pumpversuche mit Beobachtungsmessstellen (Aquifertest) | 777 |
2.4.3 Pumpversuche ohne Beobachtungsmessstellen (Pumptest) | 782 |
2.5 Einfache Bohrlochversuche (offene Systeme) | 788 |
2.5.1 Allgemeines | 788 |
2.5.2 Auffüll-/Absenkversuche | 788 |
2.5.3 Slug&Bail-Versuch | 792 |
2.6 Spezielle Bohrlochversuche (geschlossene Systeme) | 793 |
2.6.1 Allgemeines | 793 |
2.6.2 Slug-, Pulse- und Drill-Stem-Test | 794 |
2.6.3 Einschwingversuch | 796 |
2.6.4 WD-Versuch | 796 |
2.7 Laborversuche | 796 |
3. Grundwasserhaltung | 797 |
3.1 Wasserhaltungen und Wasserhaltungsverfahren | 797 |
3.1.1 Wasserhaltungen | 797 |
3.2 Grundlagen für die Planung und Dimensionierung | 801 |
3.2.1 Unterlagen für die Planung und Dimensionierung | 801 |
3.2.2 Genehmigungen | 804 |
3.2.3 Dokumentation | 804 |
3.2.4 Maßnahmen gegen Korrosion und Inkrustation | 805 |
3.2.5 Maßnahmen bei stark wechselnden Bodenschichten | 806 |
3.3 Offene Wasserhaltung und Dränagen | 807 |
3.3.1 Anwendungsgebiet | 807 |
3.3.2 Bauelemente und Aufbau der Anlagen | 807 |
3.4 Vertikale Brunnen – Grundwasserabsenkung durch Schwerkraft | 808 |
3.4.1 Anwendungsbereich | 808 |
3.4.2 Flachbrunnenanlagen | 810 |
3.4.3 Tiefbrunnenanlagen | 816 |
3.4.4 Pumpen und Rohrleitungen | 819 |
3.5 Entwässerung durch Unterdruck | 825 |
3.5.1 Anwendungsbereich und Grundlagen | 825 |
3.5.2 Vakuumlanzen, Vakuumkleinbrunnen | 827 |
3.5.3 Vakuumtiefbrunnen | 830 |
3.6 Wiederversickerung | 831 |
3.6.1 Anwendungsbereich und Grundlagen | 831 |
3.6.2 Bauelemente | 832 |
3.7 Wasserhaltung und Umwelttechnik | 834 |
3.7.1 Anwendungsbereich und Grundlagen | 834 |
3.7.2 Verfahren der Grundwasserreinigung | 835 |
3.8 Wasserhaltung innerhalb dichter Baugruben | 838 |
3.8.1 Anwendungsbereich und Grundlagen | 838 |
3.8.2 Wasserhaltungsverfahren innerhalb dichter Baugruben | 838 |
3.8.3 Ermittlung der erforderlichen Förderraten | 839 |
4. Literatur | 842 |
2.10 Hydraulisch bedingte Grenzzustände | 849 |
1. Einleitung | 849 |
2. Geohydraulische Grundlagen | 849 |
3. Hydraulische bedingte Grenzzustände | 855 |
3.1 Auftrieb und Aufschwimmen | 855 |
3.2 Hydraulischer Grundbruch und Bodenverflüssigung | 861 |
3.3 Erosion, Filtration, Suffosion und Piping | 867 |
3.3.1 Erosionsphänomene | 867 |
3.3.2 Filtration | 870 |
3.3.3 Suffosion, Kolmation | 873 |
3.3.4 Rückschreitende Erosion, Piping | 878 |
4. Schlussbemerkung | 883 |
5. Literatur | 884 |
2.11 Geotechnisches Erdbebeningenieurwesen | 891 |
1. Einleitung | 891 |
2. Seismologische Grundlagen | 892 |
2.1 Erdbeben | 892 |
2.2 Quantifizierung der Erdbebenstärke | 893 |
2.2.1 Magnitude | 893 |
2.2.2 Makroseismische Intensität | 893 |
2.2.3 Beziehungen zwischen Intensität und Magnitude | 894 |
2.2.4 Magnituden-Häufigkeitsbeziehung | 894 |
3. Parameter der seismischen Bodenbewegung | 895 |
3.1 Beschleunigung, Geschwindigkeit, Verschiebung | 895 |
3.2 Frequenzgehalt | 897 |
3.3 Antwortspektren | 897 |
3.4 Prognosegleichungen der Bodenbewegung | 898 |
3.5 Starkbebendauer und Zyklenzahl | 899 |
3.6 Generierte Beschleunigungszeitverläufe | 901 |
4. Erdbebengefährdung und Erdbebenkarten | 902 |
4.1 Abschätzung der Erdbebengefährdung | 902 |
4.2 Erdbebenkarten | 904 |
5. Einfluss der Standortverhältnisse | 906 |
5.1 Einfluss des Untergrunds | 906 |
5.1.1 Wellenamplifikation | 906 |
5.1.2 Beobachtungen an Erdbeben | 909 |
5.2 Untergrundabhängige Spektren | 910 |
5.2.1 DIN EN 1998 | 910 |
5.2.2 DIN 4149:2005 | 914 |
5.3 Einfluss der Boden-Bauwerk-Interaktion | 914 |
6. Berechnung der seismischen Bodenantwort | 915 |
7. Böschungen und Erddämme | 919 |
8. Verflüssigung | 925 |
9. Erddruck auf Stützbauwerke | 929 |
10. Literatur | 932 |
2.12 Geokunststoffe in der Geotechnik und im Wasserbau | 943 |
1. Allgemeines | 943 |
2. Grundlagen und Begriffe | 943 |
2.1 Einteilung der Geokunststoffe | 943 |
2.2 Geotextilien | 944 |
2.2.1 Einteilung der Geotextilien | 944 |
2.2.2 Gewebe | 946 |
2.2.3 Vliesstoffe | 947 |
2.2.4 Maschenwaren | 949 |
2.2.5 Verbundstoffe | 949 |
2.2.6 Hinweise zur Auswahl | 950 |
2.3 Geotextilverwandte Produkte | 951 |
2.3.1 Allgemeines | 951 |
2.3.2 Geogitter | 952 |
2.3.3 Geogitterähnliche Produkte | 952 |
2.3.4 Verbundstoffe | 953 |
2.3.5 Hinweise zur Auswahl | 953 |
2.4 Dichtungsbahnen | 953 |
2.4.1 Allgemeines | 953 |
2.4.2 Homogene Dichtungsbahnen | 953 |
2.4.3 Heterogene Dichtungsbahnen | 954 |
2.4.4 Hinweise zur Auswahl | 954 |
2.5 Dichtungsbahnverwandte Produkte | 955 |
2.5.1 Allgemeines | 955 |
2.5.2 Geosynthetische Tondichtungsbahnen | 955 |
2.5.3 Quellmitteldichtungsbahnen | 955 |
2.5.4 Hinweise zur Auswahl | 956 |
2.6 Rohstoffe | 956 |
2.7 Funktionen | 957 |
2.7.1 Allgemeines | 957 |
2.7.2 Filtern | 958 |
2.7.3 Dränen | 960 |
2.7.4 Trennen | 961 |
2.7.5 Bewehren | 962 |
2.7.6 Verpacken | 962 |
2.7.7 Schützen | 962 |
2.7.8 Erosionsschutz | 964 |
2.7.9 Dichten | 964 |
2.7.10 Spannungsabbau | 964 |
2.8 Hinweise zur Bauausführung | 965 |
2.9 Prüfverfahren | 965 |
2.9.1 Allgemeines | 965 |
2.9.2 Geotextilien und geotextilverwandte Produkte | 965 |
2.9.3 Dichtungsbahnen | 966 |
2.9.4 Dichtungsbahnverwandte Produkte | 967 |
3. Einsatzbereiche | 968 |
3.1 Küstenschutz | 968 |
3.1.1 Allgemeines | 968 |
3.1.2 Deich- und Vorlanddeckwerke | 970 |
3.1.3 Fußsicherungen | 971 |
3.1.4 Deichkernbedeckungen | 972 |
3.1.5 Querwerke | 972 |
3.1.6 Sohlensicherungen | 974 |
3.1.7 Geotextile Container und geotextile Schläuche | 976 |
3.1.8 Sandgefüllte Schläuche | 983 |
3.1.9 Fallbeispiel: Geotextilien zur Verhinderung von Küstenerosionen am Beispiel Sylt | 984 |
3.2 Verkehrswasserbau | 986 |
3.2.1 Allgemeines | 986 |
3.2.2 Durchlässige Böschungsdeckwerke und Sohlensicherungen | 988 |
3.2.3 Dichte Ufer- und Sohlenauskleidungen | 991 |
3.2.4 Neue Lösungen mit geotextilen Containern | 999 |
3.3 Wasserwirtschaft, Kulturwasserbau und kleine Fließgewässer | 1000 |
3.3.1 Allgemeines | 1000 |
3.3.2 Geotextilien als Erosionsschutz | 1001 |
3.3.3 Erosionsschutz von Böschungen an Gewässern | 1002 |
3.4 Staudammbau | 1003 |
3.4.1 Allgemeines | 1003 |
3.4.2 Geotextilien und geotextilverwandte Produkte | 1003 |
3.4.3 Kunststoffdichtungsbahnen und dichtungsbahnverwandte Produkte | 1008 |
3.5 Deponiebau | 1010 |
3.5.1 Allgemeines | 1010 |
3.5.2 Dichtungssysteme | 1010 |
3.5.3 Geokunststoffe in Deponiedichtungssystemen | 1013 |
3.5.4 Fallbeispiele | 1018 |
3.6 Landverkehrswegebau | 1022 |
3.6.1 Allgemeines | 1022 |
3.6.2 Geotextilien und Geogitter | 1022 |
3.6.3 Kunststoffdichtungsbahnen und dichtungsbahnverwandte Produkte | 1038 |
3.6.4 Tunnelbau | 1039 |
3.6.5 Fallbeispiele | 1039 |
4. Vertragsgestaltung | 1049 |
4.1 Regelwerke | 1049 |
4.2 Lieferbedingungen | 1050 |
4.3 Qualitätssicherung | 1050 |
4.4 Ausschreibung | 1051 |
4.5 Abrechnung und Gewährleistung | 1052 |
5. Schlussbemerkung | 1052 |
6. Literatur | 1053 |
Stichwortverzeichnis | 1065 |
Inserentenverzeichnis | 1096 |
EULA | 1097 |