Handbuch der Baugeologie und Geotechnik

11.04.2002

Deutsch

9783540413530

Springer Berlin

Nein

Wolfgang R. Dachroth

683

3

Gebundene Ausgabe

Geotechnik, Grundwasser, Festigkeit, Hydrologie, Deponien, Erdbau, Grundbau, Geophysik, Deponie, Bodenkunde

TN - Bauingenieur-, Vermessungs- und Bauwesen RBG - Geologie und die Lithosphäre RB - Geowissenschaften RBP - Meteorologie und Klimatologie (Klimaforschung) RBGK - Geochemie RB - Geowissenschaften

1 Erkunden des Untergrundes.- 1.1 Beschreiben von Boden, Gestein und Fels.- 1.1.1 Begriffe zum stofflichen Beschreiben und Benennen von Boden.- 1.1.2 Begriffe zum stofflichen Beschreiben und Benennen von Gesteinen.- 1.1.3 Begriffe zum stofflichen Beschreiben von Fels.- 1.2 Untersuchen von Boden und Fels.- 1.2.1 Allgemeine Anforderungen an geotechnische Untersuchungen.- 1.2.2 Direktes Untersuchen des Untergrundes.- 1.2.3 Indirektes Untersuchen des Untergrundes.- 1.3 Wasser im Baugrund (in Zusammenarbeit mit Hennes Obermeyer).- 1.3.1 Erscheinungsformen des Wassers.- 1.3.2 Erkunden der hydrologischen Situation.- 1.3.3 Ermitteln der Grundwasserqualität.- 1.3.4 Hydraulische Eigenschaften von Böden, Gesteinen und Gebirge.- 1.4 Schadstoffe im Baugrund (Hennes Obermeyer).- 1.4.1 Wirkung von Schadstoffen.- 1.4.2 Erkunden von Schadstoffen.- 1.4.3 Probenahme.- 1.4.4 Chemische Untersuchung.- 1.4.5 Darstellen aufgefundener Schadstoffe.- 1.4.6 Grenz-und Richtwerte der Bundesbodenschutzverordnung.- 1.4.7 Bewerten von Schadstoffen im Baugrund - rechtliche Fragen.- 1.5 pH-Wert von Böden.- 1.6 Homogenität und Inhomogenitäten im Baugrund.- 1.6.1 Stoffliche Homogenbereiche.- 1.6.2 Homogenbereiche in tektonisch verformtem Gebirge.- 1.6.3 Homogenbereiche in Verwitterungsböden.- 1.6.4 Nässe-und feuchtigkeitsbedingte Inhomogenitäten.- 1.6.5 Felsgestein an der Oberfläche - Felsen, Blöcke und Krusten.- 1.6.6 Höhlen und Hohlräume im Baugrund.- 1.7 Physikalische und mechanische Eigenschaften von Boden und Fels.- 1.7.1 Korngröße und Korngrößenverteilung (in Zusammenarbeit mit Jiri Brezina).- 1.7.2 Wassergehalt.- 1.7.3 Plastizität, Konsistenz und Schrumpfmaß feinkörniger Böden.- 1.7.4 Wichte und Dichte.- 1.7.5 Organische Substanz.- 1.7.6 Festigkeit.- 1.7.7 Verformbarkeit.- 1.8 Messen von Spannungen und Spannungsänderungen.- 2 Geogene Gefahren.- 2.1 Erdbeben und Erschütterungen.- 2.1.1 Ursache von Erdbeben.- 2.1.2 Ausbreiten von Erdbebenwellen.- 2.1.3 Stärke von Erdbeben.- 2.1.4 Erdbebenhäufigkeit, Erdbebengefährdung und Erdbebenrisiko.- 2.1.5 Erdbebensicheres Bauen.- 2.1.6 Vorhersage von Erdbeben.- 2.1.7 Meßtechnisches Überwachen erdbebengefährdeter Gebiete- Monitoring.- 2.1.8 Erschütterungen und Schwingungsübertragung auf Bauwerke.- 2.2 Vulkanismus.- 2.2.1 Vulkanische Produkte.- 2.2.2 Vulkanische Landschaftsformen.- 2.2.3 Arten und Gefahrenpotential der Vulkaneruptionen.- 2.2.4 Von Vulkanen ausgehende Gefahren.- 2.2.5 Vulkan-Observation (Monitoring).- 2.2.6 Katastrophenvorhersage und Schutzmaßnahmen.- 2.3 Verwitterung.- 2.3.1 Physikalische Verwitterung.- 2.3.2 Chemische Verwitterung.- 2.3.3 Klimazonale Unterschiede der Verwitterung.- 2.3.4 Bausteinverwitterung und Verwitterung an freistehenden Felsen.- 2.3.5 Gruppieren der Bausteine nach den Verwitterungsformen.- 2.3.6 Prüfen und Bewerten verwitterungsgefährdeter Bausteine und Bauwerke.- 2.4 Krusten und Verkrustungen.- 2.4.1 Kalkkrusten.- 2.4.2 Gips-und Salzkrusten, Versalzung.- 2.4.3 Eisen-und Mangankrusten.- 2.4.4 Kieselkrusten (Silcretes, Duricretes).- 2.5 Natürlicher Erdabtrag - Erosion, Denudation.- 2.5.1 Erosion.- 2.5.2 Winderosion, Deflation, Windabrasion.- 2.5.3 Erdabtrag durch Betreten, Bearbeiten und Befahren.- 2.5.4 Überwachen und Beurteilen erosionsgefährdeter Bereiche.- 2.6 Rutschungen - unmittelbare Massenschwerebewegungen.- 2.6.1 Rutschungstypen.- 2.6.2 Rutschungsmerkmale.- 2.6.3 Rutschungsdimensionen.- 2.6.4 Zustand der Rutschungsaktivitäten.- 2.6.5 Verteilung der Rutschungsaktivitäten.- 2.6.6 Art der Rutschungsaktivitäten.- 2.6.7 Beobachten und meßtechnisches Überwachen von Rutschungen (Monitoring).- 2.6.8 Gefahrenbeurteilung.- 2.7 Erdfälle und Bodensenkungen.- 2.7.1 Geländeformen und Merkmale von Erdfällen und Bodensenkungen.- 2.7.2 Klassifikation gesteinstypischer Subrosionsformen.- 2.7.3 Dimensionen von Erdfällen und Senkungen.- 2.7.4 Abschätzen des Schadenrisikos in Erdfallgebieten.- 2.7.5 Meßtechnisches Überwachen erdfallgefährdeter Gebiete (Monitoring).- 2.8 Anlanden und Anwehen von Boden.- 2.8.1 Art der von Flüssen transportierten und abgelagerten Feststoffe.- 2.8.2 Schichtfluten und Flächenspülungen - Art der Ablagerungen.- 2.8.3 Flußlandschaften und Flußtypen - Art der Ablagerungen.- 2.8.4 Fließwege und Strömungen im Küstenbereich- Art der Ablagerungen.- 2.8.5 Art der von unterirdischem Wasser transportierten und abgelagerten Feststoffe.- 2.8.6 Art der von Wind transportierten und abgelagerten Feststoffe.- 2.9 Ansteigen und Absinken von Wasserständen.- 2.9.1 Schwankungen des Meeresspiegels.- 2.9.2 Schwankungen bei Seewasserständen.- 2.9.3 Schwankungen bei Flußwasserständen.- 2.9.4 Schwankungen bei Grundwasserständen.- 2.10 Frost im Baugrund.- 2.10.1 Eigenschaften des gefrorenen Bodens.- 2.10.2 Frostsprengung und Frostbeständigkeit.- 3 Umweltverträglichkeitsprüfung (Baldur Junker).- 3.1 Zweck, Inhalt und Verfahren der Umweltverträglichkeitsprüfung.- 3.2 Anwendung des Leitfadens mit Tabellen.- 3.3 Aufbau der Tabellen.- 3.3.1 Betroffenheiten der Schutzgüter.- 3.3.2 Geowissenschaftliche Untersuchungsschwerpunkte.- 3.3.3 Untersuchungsfelder.- 3.4 Schlußbemerkungen.- 3.5 Schriftenverzeichnis zur Umweltverträglichkeitsprüfung.- 3.5.1 Zeitschriften, Periodika.- 3.5.2 Rechtsgrundlagen, Prüfungsinhalte und -methoden.- 3.5.3 Literatur.- 4 Klassifizieren und Bewerten von Boden und Fels für bautechnische Zwecke.- 4.1 Klassifizieren.- 4.1.1 Bodenklassifikation für bautechnische Zwecke nach DIN 18196.- 4.1.2 Klassifizieren von Boden und Fels nach VOB und ATV.- 4.1.3 Klassifizieren nach dem Merkblatt über Felsgruppenbeschreibungen für bautechnische Zwecke im Straßenbau.- 4.2 Bewerten von Boden-und Felsarten für den Einbau.- 4.2.1 Feinkörnige Böden.- 4.2.2 Gemischtkörnige Böden.- 4.2.3 Grobkörnige Böden.- 4.2.4 Felsgestein.- 4.2.5 Klassifikation zur Verdichtbarkeit von Böden nach ZTVA-StB.- 4.3 Klassifizieren von Böden zur Frostempfindlichkeit nach ZTVE-StB.- 5 Abtrag von Boden und Fels.- 5.1 Abtrag für den Aushub von Baugruben, Gräben und Geländeanschnitten.- 5.1.1 Abtrag von Boden.- 5.1.2 Abtrag von Fels.- 5.2 Abtrag zum Gewinnen von Baustoffen.- 5.2.1 Gewinnen von Sand und Kies.- 5.2.2 Gewinnen von Ton und Lehm.- 5.2.3 Gewinnen von Naturstein.- 5.2.4 Gewinnen von Naturwerksteinen.- 6 Wasserhaltung, Entwässerung und Wasserversickerung.- 6.1 Offene Wasserhaltung.- 6.1.1 Wasserhaltung mit Fangdämmen in offenen Gewässern.- 6.1.2 Offene Wasserhaltung im Grundwasser.- 6.2 Geschlossene Wasserhaltung.- 6.2.1 Grundwasserabsenkung mit Brunnen.- 6.2.2 Unterdruckentwässerung.- 6.2.3 Entwässerung mit dem Elektroosmose-Verfahren.- 6.3 Grundwasserabsenkung bei gespanntem Grundwasserspiegel.- 6.3.1 Hydraulischer Grundbruch.- 6.3.2 Erosionsgrundbruch.- 6.4 Bauen im Schutz wasserdichter Wannen.- 6.4.1 Möglichkeiten der Sohlabdichtung bei Baugrubenkonstruktionen.- 6.5 Dränanlagen.- 6.6 Abdichten von Kellern und Tiefgeschossen.- 6.7 Versickern von Oberflächenwasser.- 6.8 Verpressen von Wasser über Bohrbrunnen.- 7 Standfestigkeit, Sicherung und Verbau von Ein-und Anschnitten im Gelände.- 7.1 Böschungen in anstehendem Boden.- 7.1.1 Böschungsneigung in anstehendem Boden.- 7.1.2 Geböschte Baugruben in Böden.- 7.2 Böschungen im Felsgestein.- 7.2.1 Standardisierte Entwurfsböschungen in Fels.- 7.2.2 Gefügeangepaßte Böschungen in Fels.- 7.3 Böschungssicherung gegen Verwitterung und Erosion.- 7.3.1 Entwässerung.- 7.3.2 Böschungssicherung mit ingenieurbiologischen Bauweisen.- 7.3.3 Böschungssicherung durch Pflaster.- 7.3.4 Böschungssicherung durch Futtermauern.- 7.3.5 Böschungssicherung durch Spritzbeton.- 7.4 Erddruck.- 7.5 Konstruktive Böschungssicherung gegen Geländebruch.- 7.5.1 Stützkonstruktionen.- 7.5.2 Stützwände.- 7.5.3 Anker und verankerte Konstruktionen.- 7.5.4 Nägel, Vernagelungen und Nagelwände.- 7.6 Verbau von Baugruben und Gräben.- 7.6.1 Senkrechter Verbau.- 7.6.2 Waagerechter Verbau.- 7.6.3 Trägerbohlwände.- 7.6.4 Moderner Grabenverbau.- 8 Erdbau - Bauen in und mit Erde.- 8.1 Gründungsvorbereitende Arbeiten auf tragfähigem Untergrund.- 8.2 Gründungsvorbereitende Arbeiten auf wenig tragfähigem Untergrund.- 8.2.1 Baugrundverbesserung durch Entwässern.- 8.2.2 Baugrundverbesserung durch tiefgründiges Verdichten.- 8.2.3 Baugrundverbesserung durch Einarbeiten von Grobkorn.- 8.2.4 Baugrundverbesserung durch Bodenaustausch.- 8.2.5 Baugrundverbesserung durch Verfüllen von Hohlräumen.- 8.2.6 Baugrundverbesserung durch Einbau verfestigter Säulen und Scheiben.- 8.3 Einbauen und Verdichten von Boden.- 8.3.1 Wirkungsweise von Verdichtungsgeräten.- 8.3.2 Verbessern der Einbaueigenschaften von Erdbaustoffen.- 8.4 Bodenverbesserung und Bodenverfestigung mit Bindemitteln.- 8.4.1 Chemische Wirkung des Kalkes in Böden.- 8.4.2 Physikalische Wirkung des Kalkes in Böden.- 8.4.3 Zement und Reaktionen von Zement beim Abbinden.- 8.4.4 Eignungsprüfungen bei Bodenbehandlungen mit Kalk.- 8.4.5 Eignungsprüfungen bei Bodenverfestigung mit Zement.- 8.5 Bodenverfestigung mit bituminösen Bindemitteln.- 8.6 Einbau von Geotextilien, Geogittern, Bewehrungsbändern und Folien.- 8.6.1 Geotextilien.- 8.6.2 Geogitter und Bewehrungsbänder.- 8.6.3 Folien.- 8.7 Überwachen und Prüfen von Erdbaumaßnahmen.- 8.8 Ermitteln des Massenbedarfs bei Auflockerung und Überverdichtung.- 8.8.1 Faktoren für das Auflockern und Überverdichten.- 8.8.2 Dichte des aufgelockerten Bodens beim LKW-Transport.- 9 Standfestigkeit und Sicherung von Erdbauwerken.- 9.1 Standsicherheit von Erdbauwerken.- 9.1.1 Grundbruchsicherheit von Erdbauwerken.- 9.1.2 Böschungsneigung und Sicherheit gegen Böschungsbruch.- 9.1.3 Gleitsicherheit von Erdbauwerken.- 9.1.4 Abschätzen der Standsicherheit über wenig tragfähigem Untergrund.- 9.1.5 Setzung und Eigenkonsolidation von Dämmen.- 9.2 Sichern der Erdbauwerke vor Verwitterung und Erosion.- 9.3 Konstruktive Böschungssicherung bei Erdbauwerken.- 9.3.1 Winkelstützmauern.- 9.3.2 Bewehrte Erde.- 9.3.3 Stützbauwerke aus TEXSOL.- 9.3.4 In sich verankerte Mauern (Schlaufenwände).- 10 Sicherungmaßnahmen in durch Rutschung gefährdetem Gelände.- 10.1 Maßnahmen gegen Steinschlag, Blocksturz, Felssturz und Bergsturz.- 10.1.1 Vorbeugende Maßnahmen gegen Steinschlag und Blocksturz.- 10.1.2 Vorbeugende Maßnahmen gegen Felssturz.- 10.1.3 Vorbeugende Maßnahmen bei Bergsturzgefahr.- 10.2 Sicherungsmaßnahmen zum Vorbeugen gegen Lawinen und Muren.- 10.2.1 Vorbeugende Maßnahmen gegen Murgang.- 10.2.2 Vorbeugende Maßnahmen gegen Stein-und Blocklawinen.- 10.2.3 Vorbeugende Maßnahmen gegen Schneelawinen.- 10.3 Stabilisieren von Rutschhängen.- 11 Gründen von Bauwerken.- 11.1 Gründungsarten.- 11.1.1 Flächengründungen.- 11.1.2 Pfahlgründungen.- 11.2 Bemessen von Flächengründungen nach Erfahrungswerten.- 11.3 Bemessen von Flächengründungen durch den Nachweis der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit für die geplanten Bauwerke.- 11.3.1 Sicherheitsanforderungen.- 11.3.2 Standsicherheitsnachweis gegen Grundbruch.- 11.3.3 Standsicherheitsnachweis gegen Gelände-und Böschungsbruch.- 11.3.4 Nachweis der Gleitsicherheit.- 11.3.5 Nachweis der Sicherheit gegen Auftrieb.- 11.4 Bemessen von Flächengründungen durch Nachweis der Setzung.- 11.4.1 Setzungsberechnung mit Hilfe geschlossener Formeln.- 11.4.2 Setzungsberechnung mit Hilfe lotrechter Spannungen im Boden.- 11.4.3 Berechnungsbeispiele.- 11.4.4 Rechenansatz nach dem Sicherheitskonzept von DIN V 4019-10o.- 11.4.5 Ungleiche Setzungen.- 11.4.6 Berechnen des Setzungsanteils aus einer Grundwasserabsenkung.- 11.4.7 Bestimmen der Setzungszeiten.- 11.5 Spannungsverteilung in der Gründungssohle.- 11.5.1 Wechselwirkung zwischen Baugrund und Bauwerk.- 11.5.2 Bettungsmodulverfahren.- 11.5.3 Steifemodulverfahren.- 11.6 Belasten des Baugrundes über Pfahlgründungen.- 11.6.1 Belasten von Bohrpfählen nach Erfahrungswerten.- 11.6.2 Belasten von Verdrängungspfählen nach Erfahrungswerten.- 11.6.3 Belasten von Verpreßpfählen nach Erfahrungswerten.- 11.7 Dynamische Testverfahren an Pfählen.- 11.7.1 Integritätsmessungen.- 11.7.2 Tragfähigkeitsermittlung.- 11.8 Gründen über Hohlräumen und nachgebendem Baugrund.- 11.9 Gründen auf schwellfähigem Baugrund -Vermeiden von Hebungen.- 11.10 Unterfangen von Bauwerken.- 11.11 Kolkschutz bei Gründungen in Flüssen oder in Überschwemmungsgebieten.- 11.11.1 Kolkgefahr und Kolkschutz für Bauwerke in und an Flüssen.- 11.11.2 Kolkgefahr und Kolkschutz für Bauwerke in Überschwemmungsgebieten.- 12 Bau von Verkehrswegen.- 12.1 Planung und Anlage von Verkehrswegen.- 12.2 Erkunden der Bodenverhältnisse für den Verkehrswegebau.- 12.2.1 Morphologie.- 12.2.2 Geologie.- 12.2.3 Hydrogeologie.- 12.2.4 Abschätzen des Wasserabflusses.- 12.2.5 Geotechnisches Beschreiben der einzelnen Bodenschichten.- 12.2.6 Baugrunduntersuchung für Verkehrswegebau in Moorgebieten.- 12.3 Erdarbeiten im Verkehrswegebau.- 12.3.1 Abtrag von Boden und Fels beim Verkehrswegebau.- 12.3.2 Einbauen und Verdichten von Schüttmaterial.- 12.4 Mindestanforderungen an Planum und Untergrund bzw. Unterbau.- 12.4.1 Verdichtungsanforderungen bei Erdbauwerken im Straßenbau.- 12.4.2 Verdichtungsanforderungen bei Erdbauwerken der Deutschen Bahn.- 12.5 Anforderungen an Baustoffe und deren Verdichtung bei Tragschichten.- 12.5.1 Anforderungen an Tragschichten im Straßenbau.- 12.6 Bauverfahren auf wenig tragfähigem Untergrund.- 12.7 Frostschäden und Frostsicherheit im Straßenbau.- 12.7.1 Frostschäden.- 12.7.2 Voraussetzungen für Frostschäden.- 12.7.3 Maßnahmen gegen Frostschäden.- 13 Tunnelbau - unterirdischer Hohlraumbau (aktualisiert von Hans-Joachim Graetz).- 13.1 Geologie und Tunnelbau.- 13.1.1 Regionalgeologische Bestandsaufnahme.- 13.1.2 Baugeologische Bestandsaufnahme.- 13.1.3 Hydrogeologische Bestandsaufnahme.- 13.1.4 Gasführung im Gebirge.- 13.1.5 Gebirgswärme.- 13.1.6 Geotechnische Beschreibung des Gebirges.- 13.2 Gebirgsklassifikation.- 13.2.1 Gebirgsklassifikation nach Lauffer.- 13.2.2 RQD-System (Rock Quality Designation; Deere 1973).- 13.2.3 RMR-Gebirgskennwert (Rock Mass Classes and their Ratings; Bieniawski 1973,1977).- 13.2.4 Q-Gebirgsqualitätswert (Rock Quality Value; Barton et al. 1974).- 13.2.5 Ausbruchsklassifizierung nach dem Standardleistungsbuch StLB 007 der Deutschen Bahn AG und DIN 18312 der Verdingungsordnung für Bauleistungen (VOB, Teil C).- 13.3 Gebirgsdruck im Tunnel-und Stollenbau.- 13.3.1 Primäre Spannungsverteilung in unverritztem Gebirge.- 13.3.2 Sekundäre Spannungsverteilung in verritztem Gebirge infolge Schaffung des Hohlraumes.- 13.3.3 Tertiäre Spannungsverteilung infolge Ausbauwiderstand und Fülldruck.- 13.3.4 Quartäre Spannungsverteilung durch benachbarte Baumaßnahmen.- 13.4 Tunnelbau in Festgestein.- 13.4.1 Ausbruch und Störung des bestehenden Gleichgewichtes.- 13.4.2 Vortriebsarten.- 13.5 Grundsätze des modernen Tunnelbaus.- 13.5.1 Neue Österreichische Tunnelbauweise.- 13.5.2 Vollausbruch oder Teilausbruch.- 13.6 Verbau-und Sicherungsmaßnahmen.- 13.6.1 Holz-und Stahlverbau.- 13.6.2 Spritzbeton.- 13.6.3 Ankersicherung.- 13.6.4 Vereisungsverfahren.- 13.6.5 Bau großer Felshohlräume und Kavernen.- 13.6.6 Schachtbau.- 13.7 Tunnelvortrieb in grundwassererfülltem Gebirge.- 13.7.1 Beeinträchtigung der Standfestigkeit des Gebirges.- 13.7.2 Beeinträchtigung der Haltbarkeit der Tunnelkonstruktion.- 13.7.3 Arbeitserschwernis.- 13.8 Tunnelbau in Lockermaterial.- 13.8.1 Schildbauweise.- 13.8.2 Tunnelbau in offener Bauweise.- 13.8.3 Deckelbauweise.- 13.9 Meßtechniken im Tunnelbau.- 13.10 Tunneldokumentation.- 13.11 Einbringen von Rohrleitungen in geschlossener Bauweise (Mikrotunnelbau).- 13.11.1 Verdrängungsverfahren.- 13.11.2 Bodenentnahmeverfahren.- 13.12 Baugrunduntersuchung für das Einbringen von Rohrleitungen in geschlossener Bauweise.- 14 Wasserbau.- 14.1 Wildbachverbau.- 14.1.1 Maßnahmen in Erosionstrichtern.- 14.1.2 Maßnahmen zum Stabilisieren auf Schwemmkegeln.- 14.2 Regulieren von Bach-und Flußläufen.- 14.2.1 Baumaßnahmen an Flüssen.- 14.2.2 Renaturieren und naturnaher Wasserbau (aktualisiert von Peter Walter).- 14.3 Küstenschutz.- 14.3.1 Deckwerke als Küstenschutz.- 14.3.2 Strandauffüllungen als

279 mm

21 cm