Hydraulischer Grundbruch: neue Erkenntnisse

Abstract

Der Beitrag beinhaltet die Ergebnisse von Untersuchungen zum Nachweis gegen hydraulischen Grundbruch bei unterströmten, relativ gering in den Untergrund einbindenden Wänden mit baugrubenseitigem Auflastfilter. Auf Grundlage von numerischen Grundwasserströmungsberechnungen wird dargestellt, dass sich in diesem Fall unterhalb des Wandfußes signifikante, vertikale Strömungsanteile ergeben, die beim Nachweis gegen hydraulischen Grundbruch berücksichtigt werden müssen. Zur Ermittlung der erforderlichen Höhe des Auflastfilters in Abhängigkeit vom Wandabstand wird ein auf der Strömungsberechnung basierendes Verfahren vorgestellt und mit den bisher verwendeten Berechnungsansätzen verglichen. Weiterhin wird die Berücksichtigung von Sicherheiten nach DIN 1054 sowie von Reibungskräften innerhalb des Auflastfilters auf Grundlage dieses Verfahrens erläutert.

Anwendungen einer Näherungslösung für die Grundwasserströmung bei Restwasserhaltung

“…Die Einbindetiefe t i könnte demnach sehr klein sein und ein Nachweis gegen hydraulischen Grundbruch wäre dann rechnerisch sogar erfüllt, weil bei einer verschwindend geringen Einbindetiefe die Strömungskraft im Vergleich zur großen Auflast p an Bedeutung verliert. Diesen Effekt haben Odenwald und Herten anhand von Berechnungsbeispielen belegt. Eine solche Lösung ist technisch jedoch meistens nicht akzeptabel, da sie die Absperrung der stärker durchlässigen Schicht innerhalb und außerhalb der Baugrube durch das System Verbauwand und schwächer durchlässige Schicht nicht sicherstellt.…”

“…Darüber hinaus könnte der hydraulische Gradient in Höhe des Schichtwechsels eine gigantische Größenordnung annehmen, für die das auf Terzaghi zurückgehende Nachweiskonzept gegen hydraulischen Grundbruch nicht mehr gültig sein kann. Zu diesem Schluss sind bereits Odenwald und Herten gelangt. Eine Lösung mit einer geringen Einbindetiefe kann nur dann akzeptabel sein, wenn die Einbindung als solche gesichert ist und der im Folgenden behandelte hydraulische Gradient für die Kombination der betroffenen Böden verträglich ist.…”

Hydraulischer Grundbruch: Literaturübersicht und offene Fragen

“…Anlass für den folgenden Beitrag und den ergänzenden Beitrag von Odenwald und Herten [19] waren Diskussionen im Fachkollegenkreis, wie der Nachweis der Sicherheit gegen hydraulischen Grundbruch im Falle eines Auflastfilters zu führen sei. Für den Fall ohne Auflastfilter bestand sofort Einigkeit.…”

“…Kommt es z. B. infolge eines Potentialunterschieds zu einer Umströmung einer Baugrubenwand mit der Einbindetiefe t, werden nach Terzaghi und Peck [28] [19].…”

“…Im allgemeinen Fall müsste man noch die Lage der Unterkante des Bruchkörpers und die Form des Bruchkörpers variieren. Es bietet sich an, mit FE-Methoden die haltenden Kräfte an der Fuge des Bruchkörpers zu ermitteln sowie die Strömungsdrücke zu berechnen und daraus den maßgebenden Bruchkörper zu bestimmen, s. auch Odenwald und Herten [19]. Geht die Einbindetiefe t der Wand gegen null, können sich beim klassischen Nachweis der Sicherheit gegen hydraulischen Grundbruch für den Fall mit Auflasten Ungereimtheiten ergeben.…”