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Zum Tragverhalten von statisch und zyklisch belasteten geokunststoffummantelten Sandsäulen


Project Details
Project duration: 08/199609/1999


Abstract
Bei der Gründung von Bauwerken auf weichen bindigen oder organischen Böden ist häufig mit einem so ungünstigen Setzungsverhalten zu rechnen, daß eine Gründung nur durch einen Bodenaustausch oder durch eine Bodenverbesserung ausgeführt werden kann. Bei herkömm-lichen Verfahren unter dem Einsatz von Schottersäulen ist eine ausreichende Stützwirkung des weichen Bodens aber nicht oder nur teilweise gegeben. Bei einem neuen Gründungsver-fahren werden Sandsäulen bis auf tragfähige Schichten abgeteuft und mit einem Geokunst-stoff ummantelt, welcher die Filterstabilität sicherstellt und die radiale Stützung der Sandsäu-len vergrößert. Dabei wird die Geokunststoffummantelung durch Ringzugkräfte beansprucht. Das Tragverhalten wird durch eine sich einstellende Aufteilung der Belastung auf die Säulen bzw. die dazwischen liegende Weichschicht charakterisiert und stellt ein sehr komplexes Sy-stem dar, da es auf der Interaktion von verschiedenen Komponenten beruht Durch Feldmes-sungen konnte nachgewiesen werden, daß sich das Gründungsverfahren bei ausgeführten Projekten bewährt. Ausgehend von den ausgeführten Gründungen wurden groß- und klein-maßstäbliche Modellversuche unter statischer und zyklischer Belastung durchgeführt. Die numerischen Analysen wurden sowohl unter Zugrundelegung von rotationssymmetri-schen, als auch von ebenen Berechnungsmodellen durchgeführt. Besonderer Wert wurde auf die Wahl von entsprechenden Stoffgesetzen und der in diesem Zusammenhang erforderlichen Laborversuche zur Ermittlung der entsprechenden bodenmechanischen Eingangskenngrößen gelegt. Durch den Vergleich mit den Ergebnissen der Modell- und Feldversuche konnte fest-gestellt werden, daß eine gute Annäherung an die Meßwerte erreicht wird. Ausgehend von den Berechnungsverfahren für Schottersäulen, welche durch die Einbeziehung der Geokunststoffummantelung erweitert bzw. ergänzt wurden, wurde ein analytisches Be-rechnungsmodell entwickelt. Durch einen Vergleich von analytischen Ergebnissen mit aus-gewählten Versuchsergebnissen und den FEM-Berechnungen konnte festgestellt werden, daß eine befriedigende Prognose ermöglicht wird. Zusätzlich wurden von Parameterstudien durchgeführt, wobei nachgewiesen werden konnte, daß die einzelnen Eingabeparameter im analytischen Modell befriedigend einbezogen und berücksichtigt werden. Mit einem verein-fachten Berechnungsverfahren kann zudem eine Handrechnung ermöglicht werden. Da die erhaltenen Berechnungsmodelle nur eine statische Belastung als Randbedingung voraussetz-ten, wurde, ausgehend von den Ergebnissen der Modellversuche unter zyklischer Belastung, ein einfaches Verfahren zur Berücksichtigung von zyklischen Einflüssen vorgestellt. Zudem wurden Möglichkeiten zur Berücksichtigung von Kriecherscheinungen dargestellt.


Principal Investigator

Last updated on 2017-11-07 at 13:52