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Seitendruck auf Pfähle - Berechungsansätze zur Berücksichtigung quer zur Pfahlachse wirkender Bodenverschiebungen


Project Details
Project duration: 01/200712/2010


Abstract
Tritt seitlich neben einem pfahlgegründeten Bauwerk eine einseitig stärkere Belastung des Baugrundes auf, werden die eingebrachten Pfähle infolge von horizontalen Untergrundver-formungen durch "Seitendruck" beansprucht. Dieser quer zur Pfahlachse wirkende Kraftein-fluss wird insbesondere in weichen bindigen Böden beobachtet und entsteht durch Umfließen des Pfahls bzw. der Pfahlgruppe mit dem in Bewegung gesetzten Erdstoff. Durch die erhöhte Biegebeanspruchung ist die Überschreitung der Gebrauchstauglichkeit und Tragfähigkeit des Bauwerks möglich, wenn der Seitendruck unzureichend bei der Bemessung berücksichtigt wird.Eine wirklichkeitsgetreue Größenabschätzung der waagerechten Bodenverschiebungen und der daraus entstehenden Biegebeanspruchungen der Pfähle kann jedoch bislang nicht ausreichend genau prognostiziert werden.

Die Zielsetzung dieser Forschungsarbeit besteht darin, ein zutreffendes analytisches Berechnungsverfahren, welches den Seitendruck für unterschiedliche Belastungs-, Boden- und Pfahlparameter realitätsnah abbildet, zu entwickeln. In diesem Zusammenhang ist es vorrangig erforderlich, die noch unerfassten bodenmechanischen Vorgänge, die das Fließverhalten des Bodens kennzeichnen, zu untersuchen.

Hierfür sind am Fachgebiet Geotechnik experimentelle Versuche zum Fließverhalten von weichen Böden geplant. Dabei wird das dreidimensionale Umfließen in einem mit bindigen Boden gefüllten Modellkasten untersucht, in dem Pfähle mit variierendem Durchmesser und Anordnung eingebaut werden. Unter konstanter und stufenweise wechselnder Lastaufbringung wird das Bodenverhalten im dränierten und undränierten Zustand beobachtet.

Die Ergebnisse aus der eigenen Versuchsreihe sowie Messwerte aus veröffentlichten Modell-versuchen dienen als Grundlage zur Nachbildung der Versuchssituationen in einem numerischen Modell. Ein bodenmechanisches Modell, welches das nichtlineare Last-Verformungs-Verhalten des Bodens berücksichtigt, soll daraus abgeleitet werden. Um eine Beurteilung der hieraus prognostizierten Beanspruchungen durch den Seitendruck vornehmen zu können, werden diese mit Ergebnissen und Langzeitbeobachtungen aus vorliegenden In-Situ-Messungen verglichen.

Abschließend soll in Anlehnung an die Modellversuche, numerische Modellierung und den bodenmechanischen Ansatz ein praxisorientierter verbesserter Lösungsansatz für die Bestimmung des Seitendrucks entwickelt werden.


Principal Investigator

Last updated on 2017-11-07 at 14:18