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DIN 1054
Seminarveranstaltung des VSVI Mecklenburg Vorpommern
Dipl.-Ing. Kerstin Gallasch
Dipl.-Ing. Christian Koepke
Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Gliederung
1. DIN 1054 (1976-11) - DIN 1054 (2003-01)
2. Stellung der DIN 1054 (2003-01) innerhalb der
geotechnischen Normung
3. Einwirkungen und Widerstände
4. Grenzzustände und Lastfälle
5. Beispiele
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Gliederung
1. DIN 1054 (1976-11) - DIN 1054 (2003-01)
2. Stellung der DIN 1054 (2003-01) innerhalb der
geotechnischen Normung
3. Einwirkungen und Widerstände
4. Grenzzustände und Lastfälle
5. Beispiele
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
ErscheinungsreihenfolgeDIN 1054 (1976-11)
“Zulässige Belastung des Baugrunds”
bereits 1975: Beschluss über die Harmonisierung der
technischen Regelwerke der Tragwerksplanung
durch die Kommission der EG
ab 1989: Fortführung des EUROCODE - Programms
durch die CEN (Europäisches Komitee für Normung)
Erarbeitung der EN 1990
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Erscheinungsreihenfolge
NABau im DIN:
DIN V 1054-100 (1996-04)
“Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau”
CEN:
DIN V ENV 1997-1 (1996-04)
“Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung
in der Geotechnik”
DIN V ENV 1991-1 (1995-12)
“Eurocode 1: Grundlagen der Tragwerksplanung
und Einwirkungen auf Tragwerke”
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Erscheinungsreihenfolge
E DIN 1054 (2000-12)
“Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau”
DIN 1054 (2003-01)
“Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau”
DIN EN 1990 (2002-10)
“Eurocode: Grundlagen der Tragwerksplanung”
DIN EN 1997-1 (????)
“Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung
in der Geotechnik”
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Derzeitiger Stand
• z. Z. Erarbeitung eines DIN Fachberichts als nationales
Anwendungsdokument (NAD)
• Die bauaufsichtliche Einführung der DIN 1054 (2003-01)
steht noch aus
• Ablösung der DIN 1054 (2003-01) durch EC 7-1 (????)
in naher Zukunft nicht vorgesehen
• wahrsch. über längeren Zeitraum zwei anwendbare Regelwerke:
EC 7-1 und DIN 1054
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Gliederung
1. DIN 1054 (1976-11) - DIN 1054 (2003-01)
2. Stellung der DIN 1054 (2003-01) innerhalb der
geotechnischen Normung
3. Einwirkungen und Widerstände
4. Grenzzustände und Lastfälle
5. Beispiele
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Ingenieurgesellschaft mbH
Geotechnische Leistungen
1. Baugrunderkundung
Beschreibung der Baugrund- und Wasserverhältnisse
Planungsvorbereitende Arbeiten
Planung, Ausführung und Auswertung: DIN 4020
Schürfe und Bohrungen: DIN 4021/4022
Sondierungen: DIN 4094
Laboruntersuchungen: DIN 18121 ff.
Zeichnerische Darstellung: DIN 4023
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Ingenieurgesellschaft mbH
Geotechnische Leistungen
2. Festlegung charakteristischer Bodenkennwerte / Widerstände
Gründungstechnische Folgerungen
Planungsvorbereitende Arbeiten
3. Gründungsbeurteilung / geotechnische Nachweisführung
“äussere Tragfähigkeit”
ggfs. Hinweise zur Ausführung, baubegleitende Prüfungen, usw.
4. ggfs. Erbringung geotechnischer Planungsleistungen
(geotechnische Bauwerke)
→ DIN 1054 (2003-01)
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Ingenieurgesellschaft mbH
Geotechnische Leistungen
6. Messtechnische Überwachung
⇒ insbesondere bei Anwendung der Beobachtungsmethode)
(z. B. Setzungs-, Erddruck, Inklinometer-, Porenwasserdruck-
messungen
5. Überprüfung der Gründungssohlen bei Flächengründungen
Überwachung und Auswertung von Pfahlprobebelastungen
Baubegleitende Arbeiten
→ u. a. DIN 1054 (2003-01)
auch z. B. DIN 4107 (1978-01): “Baugrund; Setzungsbeobachtungen an ent-
stehenden und fertigen Bauwerken”
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Ingenieurgesellschaft mbH
DIN 1054 (2003-01)
Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau
Anwendungsbereiche• Flächen- und Pfahlgründungen
• Geotechnische Bauwerke Stützbauwerke
konstruktive Böschungssicherungen
im Baugrund eingebette Bauwerke (z.B. Tunnel)
Grundbaukonstruktionen für vorübergehende Zwecke (Baugruben)
Erdbauwerke (Dämme, Einschnitte)
• natürliche Hänge
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Ingenieurgesellschaft mbH
DIN 1054 (2003-01)
Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau
Maßgebend waren• DIN 1054 (1976-11) Zulässige Belastung des Baugrunds
• DIN V 1054-100 (1996-04) Sicherheitsnachweise im Erd- und
Grundbau
• DIN V ENV 1997-1 (1996-04) EC 7: Entwurf, Berechnung und
Bemessung in der Geotechnik
• DIN 1055-100 (2001-03) Einwirkungen auf Tragwerke
(nach dem Konzept der
Teilsicherheitsbeiwerte)
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
DIN 1054 (2003-01)
Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau
Weitere Berechnungsnormen (1996-04)(umgestellt auf Teilsicherheitskonzept)• DIN V 4017-100 Grundbruchberechnungen
• DIN V 4019-100 Setzungsberechnungen
• DIN V 4084-100 Gelände- und Böschungsbruchberechnungen
• DIN V 4085-100 Berechnung des Erddrucks
• DIN V 4126-100 Schlitzwände
zeitgleich mit DIN V ENV 1997-1 (EC 7) erschienen,
zur Zeit in Überarbeitung
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Ausführung von besonderen geotechnischen Arbeiten
(Spezialtiefbau)
Inhalte• Baustoffe und Bauprodukte
• Entwurf und Bemessung “innere Tragfähigkeit”
• Ausführung
• Aufsicht und Überwachung (auch Durchführung von
Probebelastungen, Ankerprüfungen, usw.)
Ausführung
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Ingenieurgesellschaft mbH
Ausführung von besonderen geotechnischen Arbeiten
(Spezialtiefbau)• DIN EN 1536 (1999-06) Bohrpfähle
• DIN EN 1537 (2001-01) Verpressanker
• DIN EN 1538 (2000-07) Schlitzwände
• DIN EN 12063 (1999-05) Spundwandkonstruktionen
• DIN EN 12699 (2001-05) Verdrängungspfähle
• DIN EN 12715 (2000-10) Injektionen
• DIN EN 12716 (2001-12) Düsenstrahlverfahren
• DIN EN 12794 (1997-06) Vorgefertigte Gründungspfähle aus Beton (E)
• DIN EN 14199 (2001-08) Pfähle mit kleinen Durchmessern (E)
Ausführung
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Ingenieurgesellschaft mbH
Ausführung von besonderen geotechnischen Arbeiten
(Spezialtiefbau)• DIN EN 14475 (2002-07) Bewehrte Schüttkörper (E)
• DIN EN 14490 (2002-09) Bodenvernagelung (E)
• DIN EN 14679 (2003-07) Tiefreichende Bodenstabilisierung (E)
• DIN EN 14731 (2003-08) Baugrundverbesserung durch Tiefen-
rüttelverfahren (E)
Ausführung
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Ergänzende Normen für die Planung und Ausführung
(weiterhin gültig)
• DIN 18196 (1988-10) Bodenklassifikation für bautechnische Zwecke
• DIN 4093 (1987-09) Einpressen in den Untergrund
• DIN 4095 (1990-06) Dränung zum Schutz baulicher Anlagen
• DIN 4123 (2000-09) Ausschachtungen, Gründungen und
Unterfangungen
• DIN 4124 (2002-10) Baugruben und Gräben
• alle VOB/C in gültiger Fassung
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Ingenieurgesellschaft mbH
Zurückgezogene / ungültige Normen
• DIN 4014 (1990-03) Bohrpfähle
• DIN 4018 (1974-09) Sohldruckverteilung unter Flächengründungen
• DIN 4026 (1975-08) Rammpfähle
• DIN 4125 (1990-11) Verpressanker
• DIN 4126 (1986-08) Ortbeton - Schlitzwände
• DIN 4127 (1986-08) Schlitzwandtone
• DIN 4128 (1990-07) Verpresspfähle mit kleinem Durchmesser
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Ingenieurgesellschaft mbH
Gliederung
1. DIN 1054 (1976-11) - DIN 1054 (2003-01)
2. Stellung der DIN 1054 (2003-01) innerhalb der
geotechnischen Normung
3. Einwirkungen und Widerstände
4. Grenzzustände und Lastfälle
5. Beispiele
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Einwirkungen / Nachweise
charakteristische Einwirkungen Ei,k
Bemessungswerte der Einwirkungen Ei,d = Ei,k * γi
charakteristische Widerstände Ri,k
Bemessungswerte der Widerstände Ri,d = Ri,k / γi
Vergleich der Bemessungswerte der widerstehenden
und der belastenden Grenzzustände
Ei,d ≤ Ri,d
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Ingenieurgesellschaft mbH
Einwirkungen
für Flächen- und Pfahlgründungen
→ “Gründungslasten”
anzugeben vom Tragwerksplaner als charakteristische
Beanspruchungen (Ei,k) für jede kritische Einwirkungs-
kombination in Höhe der Oberkante der Gründungskonstruktion,
ständige Einwirkungen (EG,k)
veränderliche Einwirkungen (EQ,k)
in Ausnahmefällen: Aufstellung getrennt nach Ursachen
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Ingenieurgesellschaft mbH
Einwirkungen
für geotechnische Bauwerke
→ i.d.R. “Grundbauspezifische Einwirkungen” • Eigengewicht
• Erddruck
• Flüssigkeitsdruck
• Seitendruck, negative Mantelreibung
→ ggfs. zusätzlich dynamische Einwirkungen
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Ingenieurgesellschaft mbH
Teilsicherheitsbeiwerte für Einwirkungen
DIN 1054 (2003-01)
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Widerstände von Boden
→ im Baugrundgutachten anzugeben als
charakteristische Widerstände• Scherfestigkeit (ϕ’k, ϕu,k, c’k, cu,k)
• Steifigkeit (Es,k)
• Eindring-, Herauszieh- und Seitenwiderstand (qs,k, qb,k, ks,k)
→ bei den in “älteren” Baugrundgutachten angegebenen
Werten handelt es ebenfalls um charakteristische Werte
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Ingenieurgesellschaft mbH
Widerstände von Boden
→ im Rahmen der Vorbemessung bzw. bei Nachweisführung
zu berechnende Widerstandskräfte • Grundbruchwiderstand (Rn,k)
• Gleitwiderstand (Rt,k)
• Erdwiderstand / passiver Erddruck
• Pfahlwiderstand
Mantelwiderstand (Rs,k)
Fußwiderstand (Rb,k)
• Herausziehwiderstand eines Ankers (Ra,k)
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Ingenieurgesellschaft mbH
Teilsicherheitsbeiwerte für Einwirkungen
DIN 1054 (2003-01)
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Gliederung
1. DIN 1054 (1976-11) - DIN 1054 (2003-01)
2. Stellung der DIN 1054 (2003-01) innerhalb der
geotechnischen Normung
3. Einwirkungen und Widerstände
4. Grenzzustände und Lastfälle
5. Beispiele
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Ingenieurgesellschaft mbH
Grenzzustände nach DIN 1054 (01/2003)
GZ 1 Grenzzustände der TragfähigkeitGZ 1 A Grenzzustand des Verlustes der Lagesicherheit
GZ 1 B Grenzzustand des Versagens von Bauwerken und Bauteilen
GZ 1 C Grenzzustand des Verlustes der Gesamtstandsicherheit
GZ 2 Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit
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Ingenieurgesellschaft mbH
Grenzzustand 1 A
Verlust der Lagesicherheit
• Sicherheit gegen Aufschwimmen
• Sicherheit gegen Abheben
• Sicherheit gegen hydraulischen Grundbruch
• Sicherheit gegen Gleichgewichtsverlust
→ Ansatz der Bemessungswerte der günstigen und
ungünstigen Einwirkungen (Widerstände treten nicht auf)
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Ingenieurgesellschaft mbH
Grenzzustand 1 B
Versagen von Bauwerken und Bauteilen
• Sicherheit gegen Grundbruch
• Sicherheit gegen Gleiten
• Materialversagen (z. B. Spundwandbemessung)
→ Gegenüberstellung der Bemessungswerte der Einwirkungen
und der Bemessungswerte der Widerstände
∑ Ed,i ≤ ∑ Rd,i
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Ingenieurgesellschaft mbH
Grenzzustand 1 C
Verlust der Gesamtstandsicherheit
• Sicherheit gegen Böschungsbruch
• Sicherheit gegen Geländebruch
• ggfs. Böschungsgrundbruch
→ Gegenüberstellung der Bemessungswerte der Einwirkungen
und der Bemessungswerte der Widerstände
∑ Ed,i ≤ ∑ Rd,i
→ Berechnung mittels der Bemessungswerte der
Scherfestigkeit ϕ’d und c’d
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Ingenieurgesellschaft mbH
Nachweisführung im GZ 1
• Nachweis der Einhaltung der Grenzzustandsbedingungen
• durch Wahl der Abmessungen von Bauwerken und Bauteilen
aufgrund normativer Festlegungen für einfache Fälle
z.B. Baugrubenverbau nach DIN 4124
• durch Verwendung aufnehmbarer Sohldrücke nach DIN 1054
• durch Anwendung der Beobachtungsmethode
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Ingenieurgesellschaft mbH
Grenzzustand 2
Gebrauchstauglichkeit
einzuhaltende Verformungen bzw. Verschiebungen
• Setzungen
• Horizontalverformungen
• Verdrehungen
→ Ansatz der charakteristischen Einwirkungen und
Widerstände
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Nachweisführung im GZ 2
• Nachweis der Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit
•durch Hinweis auf belegbare Erfahrung
• durch Verwendung aufnehmbarer Sohldrücke nach DIN 1054
• durch Einführung von Anpassungsfaktoren
für Bodenwiderstände
• durch Anwendung der Beobachtungsmethode
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Ingenieurgesellschaft mbH
Festlegung von Lastfällen für den GZ 1
EinwirkungskombinationenEK 1 Regelkombination
EK 2 seltene Kombination
EK 3 außergewöhnliche Kombination
SicherheitsklassenSK 1 auf die Funktionszeit des Bauwerks angelegte Zustände
SK 2 Bauzustände (Herstellung, Reparatur, Maßnahmen neben
dem Bauwerk), Baugrubenkonstruktionen
SK 3 einmalig oder voraussichtlich nie auftretend
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Festlegung von LastfällenLastfall 1EK 1 - SK 1
DIN 1055-100: “ständige Bemessungssituation”
Lastfall 2EK 2 - SK 1 / EK 1 - SK 2
DIN 1055-100 “vorübergehende Bemessungssituation”
→ Zwischenstufen in begründeten Fällen
→ bei EK 3- SK 3 werden alle TSB zu 1,0
Lastfall 3EK 3 - SK 2 / EK 2 - SK 3
DIN 1055-100: “außergewöhnliche Bemessungssituation”
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Anwendung der Beobachtungsmethode nach DIN 1054
→ erstmalig normativ geregelt
Die Beobachtungsmethode sollte angewendet werden
• bei Baumaßnahmen mit hohem Schwierigkeitsgrad
• bei ausgeprägter Bauwerk-Baugrund-Wechselwirkung
• bei erheblichen und veränderlichen Wasserdruckeinwirkungen
• bei komplexen Wechselwirkungssystemen
(insbesondere unter Einbeziehung angrenzender Bebauung)
• bei Auftreten von nennenswerten Porenwasserüberdrücken
(z. B. schwimmende Gründungen auf org. Baugrund)
• bei Baumaßnahmen an Hängen
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Ingenieurgesellschaft mbH
Anwendung der Beobachtungsmethode nach DIN 1054
Ziele
• Überprüfung des Einhaltens der Grenzzustände 1 und 2
→ Rechtzeitiges Ergreifen von Gegenmaßnahmen
• Steuerung des Bauablaufs
• Optimierung des Bauablaufs
Voraussetzung
→ Versagen muss rechtzeitig erkennbar sein
DIN
105
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iche
rhei
tsna
chw
eise
im E
rd-u
ndG
rund
bau
Seminarveranstaltung des VSVI Mecklenburg-VorpommernLinstow, 04.03.2004
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Gliederung
1. DIN 1054 (1976-11) - DIN 1054 (2003-01)
2. Stellung der DIN 1054 (2003-01) innerhalb der
geotechnischen Normung
3. Einwirkungen und Widerstände
4. Grenzzustände und Lastfälle
5. Beispiele
DIN
105
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rund
bau
Seminarveranstaltung des VSVI Mecklenburg-VorpommernLinstow, 04.03.2004
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Beispiel 1:
Flachgründung
DIN
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Seminarveranstaltung des VSVI Mecklenburg-VorpommernLinstow, 04.03.2004
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Angaben im Baugrund- und Gründungsgutachten
zur Vorbemessung
nach globalem Sicherheitskonzept:
zulässige Bodenpressungen nach Tabellenwert der
DIN 1054 (1976-11) oder aus Grundbruch- und Setzungsberechnung
σzul = 470 kN/m²
für Einzelfundament a = 5 m, b = 4 m, t = 1 m
zu erwartende Setzungen bei voller Ausnutzung s = 3,5 cm
→ Angabe für den Lastfall 1, beinhaltet bereits η = 2,0
(Bruchspannung = 940 kN/m² / Bruchlast = 18800 kN)
→ Gegenüberstellung mit vorh. Sohlpressungen σvorh
DIN
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Angaben im Baugrund- und Gründungsgutachten
zur Vorbemessung
nach Teilsicherheitskonzept:
in einfachen Fällen Angabe des aufnehmbaren Sohldrucks
nach DIN 1054 (2003/01) für Streifenfundamente
σzul = 240 kN/m² (Begrenzung der Setzungen)
für Streifenfundament, b = 3 m, t = 1 m
zu erwartende Setzungen bei voller Ausnutzung s = 2 cm
→ Gegenüberstellung mit dem vorhandenen Sohldruck σvorh
(charakteristische Einwirkungen)
DIN
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Angaben im Baugrund- und Gründungsgutachten
zur Vorbemessung
nach Teilsicherheitskonzept:
in den übrigen Fällen Angabe des charakteristischen
Grundbruchwiderstands und der Ergebnisse
der Setzungsberechnung nach DIN 1054 (2003-01)
Rn,k = 18800 kN
für a = 5 m, b = 4 m, t = 1 m
zu erwartende Setzungen bei voller Ausnutzung s = 3,5 cm
DIN
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Vorbemessung im Rahmen der Tragwerksplanung
Umwandlung des charakteristischen Grundbruchwiderstands
in den Bemessungswert in Abhängigkeit des Lastfalls
Rn,k = 18800 kN
Rn,d = 13430 kN (Lastfall 1, γGr = 1,4)
für a = 5 m, b = 4 m, t = 1 m
zu erwartende Setzungen bei voller Ausnutzung s = 3,5 cm
→ Gegenüberstellung mit den Bemessungswerten
der Einwirkungen En,d = En,k * γi ≤ Rn,d
DIN
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Nachweis der Grundbruchsicherheit
Notwendige Angaben der Tragwerksplanung
für jede nachzuweisende Einwirkungskombinationen unter Angabe
des Lastfalls (LF 1 - 3):
charakteristische Einwirkungen, getrennt nach
• ständigen Einwirkungen allgemein (γG)
• ständigen Einwirkungen aus Erdruhedruck (γE0G)
• ungünstigen veränderlichen Einwirkungen (γQ)
DIN
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Nachweis der Grundbruchsicherheit
z. B. für Lastfall 1
Ständige Einwirkungen allgemein
V = 6000 kN
Hx = 500 kN
Mx = 300 kNm
ständige Einwirkungen aus Erdruhedruck
- entfällt -
ungünstige veränderlichen Einwirkungen
V = 200 kN
Hx = 150 kN
Mx = 50 kNm Abmessungen 5,0 m x 4,0 m
Einbindetiefe 1,0 m
DIN
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Nachweis der Grundbruchsicherheit
Ergebnisse nach dem globalen Sicherheitskonzept
DIN 1054 (1976-11)
a’ = 4,9 m
b’ = 4,0 m
ex = 0
ey = -0,05 m
η = 2,02 ≥ ηerf = 2,0 (LF 1)
Kippen: Lage innerhalb der 1. Kernweite
DIN
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Nachweis der Grundbruchsicherheit (GZ 1B)
Ergebnisse nach dem Teilsicherheitskonzept
DIN 1054 (2003-01)
a’ = 4,89 m / b’ = 4,0 m
ex = 0 / ey = -0,056 m
Rd = (Rk = 13912 kN) / (γGR = 1,4) = 9937 kN
Ed = 6000 kN * (γG = 1,35) + 200 kN * (γQ = 1,5) = 8400 kN
Rd = 9937 kN ≥ Ed = 8400 kN
Ausnutzungsgrad = Ed / Rd = 0,85
Kippen: Lage innerhalb der 1. Kernweite (Nachweis nach GZ 1A)
DIN
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Beispiel 2:
Pfahlgründung - gerammter Verdrängungspfahl
HN-F
SE-SU
DIN
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Angaben im Baugrundgutachten:
Charakteristische Widerstände für Mantelreibung qs,k
und für Spitzenwiderstand qb,k
qs,k qb,k
5 m u. GOK HN-F - 8 kN/m² ---
10 m u. GOK SE-SU 35 kN/m² ---
30 m u. GOK SE-SU 60 kN/m² 4200 kN/m²
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Vorbemessung / Bemessung:
1. Ermittlung der charakteristischen Beanspruchung
eines Einzelpfahls
(getrennt nach ständig und ungünstig veränderlich)
EG,k = 1700 kN
EQ,k = 300 kN
→ E1,k = 2000 kN
2. Ermittlung des Bemessungswerts der Beanspruchung
eines Einzelpfahls
→ E1,d = 1700 kN * (γG = 1,35) + 300 kN * (γQ = 1,5) = 2745 kN
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Vorbemessung / Bemessung:
3. Ermittlung des charakteristischen Pfahlwiderstands
eines Einzelpfahls (Ds = 0,6 m, Länge 17 m, Fuß verbreitert)
R1,k = 5 m x 1,88 m²/m x (-8 kN/m²)
+ 5 m x 1,88 m²/m x 35 kN/m²
+ 7 m x 1,88 m²/m x 60 kN/m²
+ 0,7 m² x 4200 kN/m² = 3983 kN
4. Ermittlung des Bemessungswerts des Pfahlwiderstands
eines Einzelpfahls
→ R1,d = 3983,4 kN / (γp = 1,4) = 2845 kN
γp = Teilsicherheitsbeiwert für Pfahlwiderstand aus Erfahrungswerten
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Vorbemessung / Bemessung:
5. Aufstellen der Grenzzustandsgleichung
R1,d = 2845 kN ≥ E1,d = 2745 kN
DIN
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Auswertung einer statischen Probebelastung (Druck)
1. Ermittlung des gemessenen charakteristischen Pfahlwiderstands
im Grenzzustand der Tragfähigkeit Rm1,k aus der Widerstands -
Setzungslinie
2. Ermittlung des charakteristischen Pfahlwiderstands im
Grenzzustand der Tragfähigkeit
R1,k = Rm1,k / ξ
ξ = Streuungsfaktor für die Bewertung der Einzelwerte
von Pfahlprobebelastungsergebnissen
3. Ermittlung des Bemessungswerts des Pfahlwiderstands
eines Einzelpfahls R1,d = R1,k / γPc
γpc = Teilsicherheitsbeiwert für den Pfahldruckwiderstand
bei Pfahlprobebelastung
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Auswertung einer statischen Probebelastung (Druck)
4. Überprüfen der Grenzzustandsgleichung
R1,d ≥ E1,d
→ Nachweis der Tragfähigkeit im GZ 1B
5. Ermittlung der Setzung unter Gebrauchslast
s2,k
→ Nachweis der Gebrauchstauglichkeit im GZ 2
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Widerstands - Setzungs - Linie aus statischer Probebelastung
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0
500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
4.000
Charakteristischer Pfahlwiderstand Rk [kN]Se
tzun
g s,
k [m
m]
Rm1,k
s1,k
s2,k
R2,k
DIN
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Auswertung einer statischen Probebelastung (Druck)
1. Rm1,k = 4100 kN
2. R1,k = Rm1,k / ξ = 4100 kN / 1,15 = 3565 kN
3. R1,d = R1,k / γPc = 3565 kN / 1,2 = 2970 kN
4. R1,d = 2970 ≥ E1,d = 2745 kN
5. s2,k = 3 mm
DIN
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Zu erreichende “Grenzlast” bei einer
stat. Probebelastung auf Druck
1 Probebelastung (ξ = 1,15)
→ R1,k = 3788 kN = 1,9 x E1,k
2 Probebelastungen (ξ = 1,05)
→ R1,k = 3459 kN = 1,7 x E1,k
>2 Probebelastungen (ξ = 1,00)
→ R1,k = 3294 kN = 1,65 x E1,k
DIN
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Beispiel 3:
Pfahlgründung - Bohrpfahl
HN-F
SE-SU
DIN
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Angaben im Baugrundgutachten:
Charakteristische Widerstände für Mantelreibung qs,k
und für Spitzenwiderstand qb,k
qs,k [kN/m²] qb,k [kN/m²]
s = 0,02*D 0,03*D 0,1*D
5 m u. GOK HN-F --- --- --- ---
10 m u. GOK SE-SU 50 --- --- ---
30 m u. GOK SE-SU 120 1750 2250 4000
DIN
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Vorbemessung / Bemessung:
1. Ermittlung der charakteristischen Beanspruchung
eines Einzelpfahls
(getrennt nach ständig und ungünstig veränderlich)
EG,k = 1700 kN
EQ,k = 300 kN
→ E1,k = 2000 kN
2. Ermittlung des Bemessungswerts der Beanspruchung
eines Einzelpfahls
→ E1,d = 1700 kN * (γG = 1,35) + 300 kN * (γQ = 1,5) = 2745 kN
DIN
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Vorbemessung / Bemessung:
3. Ermittlung des charakteristischen Pfahlwiderstands
eines Einzelpfahls (Ds = 0,8 m, Länge 17 m)
R1,k (s/D = 0,1) = 4736 kN
4. Ermittlung des Bemessungswerts des Pfahlwiderstands
eines Einzelpfahls
→ R1,d = 4736 kN / (γp = 1,4) = 3383 kN
5. Aufstellen der Grenzzustandsgleichung
R1,d = 3383 kN ≥ E1,d = 2745 kN
γp = Teilsicherheitsbeiwert für Pfahlwiderstand aus Erfahrungswerten
DIN
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 500
1.00
0
1.50
0
2.00
0
2.50
0
3.00
0
3.50
0
4.00
0
4.50
0
5.00
0
C h a ra k te ris tis c h e r P fa h lwid e rs ta n d R k [k N]
Setz
ung
s,k
[cm
]
Widerstands - Setzungs - Linie
R1,k
s/D = 0,02
s/D = 0,03
s/D = 0,1 = s1,k
R2,ks2,k
DIN
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
6. Ermittlung der Setzung unter Gebrauchslast
s2,k = 0,8 cm
→ Nachweis der Gebrauchstauglichkeit im GZ 2
Vorbemessung / Bemessung:
DIN
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Beispiel 4:
Anwendung der Beobachtungsmethode
Überschüttverfahren auf gering tragfähigem Baugrund
DIN
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Bauvorbereitende Arbeiten
Porenwasser-
überdruck [kN/m²]
1. Erstellung einer rechnerischen Prognose über die zu
erwartende Setzungs- und Porenwasserdruckentwicklung
2. Festlegung von Grenzwerten des max. Porenwasserüberdrucks
unter Aufrechterhaltung der notwendigen Standsicherheit
(i.d.R. konventionelle Standsicherheitsberechnungen unter
Ansatz der Porenwasserüberdrücke)
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bau
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Bauvorbereitende Arbeiten
3. Festlegung eines vorläufigen Schüttregimes
4. Erarbeitung eines Mess- und Prüfplans
(Porenwasserdruck-, Setzungs-, Grundwassermessungen)
5. Einbau des notwendigen Messinstrumentariums
Ventilgeber der Fa.
Glötzl Baumesstechnik
Rheinstetten
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Baubegleitende Arbeiten
6. Durchführung der Messungen gemäß Prüfplan
7. Zeitnahe Auswertung -100,0
-80,0
-60,0
-40,0
-20,0
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
Okt
. 03
Nov.
03
Dez.
03
Set
zung
[cm
]
-60,0
-48,0
-36,0
-24,0
-12,0
0,0
12,0
24,0
36,0
48,0
60,0
Por
enw
asse
rübe
rdru
ck /
Dam
mla
st [k
N/m
²]
SP 2LastPWD 1PWD 2
1. L
age
2. L
age
3. L
age
DIN
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Seminarveranstaltung des VSVI Mecklenburg-VorpommernLinstow, 04.03.2004
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BAUGRUND STRALSUND
Ingenieurgesellschaft mbH
Baubegleitende Arbeiten
7. Zeitnahe Auswertung
→ Ermittlung der aufgetretenen Porenwasserüberdrücke aus den
gemessenen Gesamtporenwasserdrücken unter Einbeziehung
der Setzungs- und Grundwassermessungen
→ Kontrolle der Grundwasserstände (benachbarte Bebauung)
8. Steuerung der Schüttungen in Abhängigkeit der Messergebnisse
9. Bestimmung des Endes der Liegezeit nach ausreichender Konsolidation
(Porenwasserdruck- und Setzungsmessungen)
→ Abklingen der Setzungen