Laborversuche an Bodenproben Ermittlung von · PDF fileGrundbau-Taschenbuch DIN EN 1997 (EC7) P DIN EN ISO 22475-1 DIN EN ISO 14688 DIN 18121 bis 18123 DIN 18128 bis 18129 DIN 18132

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www.baw.de

Laborversuche an Bodenproben

Ermittlung von Bodenkenngrößen

Dr.-Ing. Martin Pohl

Seite 2Laborversuche an Bodenproben

Geotechnik � Geotechnik Nord � Martin Pohl � 08. Mai 2014

Ziel aller Untersuchungen:

Realistische Beurteilung des Baugrundes

Erfordernis:

1) „Ungestörte“ Bodenproben für bodenphysikalische Untersuchungen

2) Herleitung der charakteristischen „Baugrundschichtung“ im Projektbereich

Ziel / Nutzen:

• realistische Bodenkenngrößen & Baugrundmodell

• zutreffende Berechnungsannahmen / -eingangsgrößen

• Planung geeigneter Bauverfahren / Bauteile

• Sichere und wirtschaftliche Bauweisen

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Quelle: EC7

1) „Ungestörte“

Bodenproben für

bodenphysikalische

Untersuchungen



alle 1-2 m in bindigen Schichten

GK1 - Proben

30 cm

aufgeweicht ≠ GK1

Erforderlich:

- gewissenhafter Bohrgeräteführer

- QS beim Bohren

- zutreffende GK-Einordnung im Labor

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Undränierte Scherfestigkeit / Anfangsscherfestigkeit

GK1 - Proben

Gerätschaften:

• Laborflügelsonde

• Taschenpenetrometer



Scherfestigkeiten: Triaxialversuchsgerät

GK1 - Proben

σ3 : Spannung gem. Tiefe

im Bodenσ1: steigernde Spannung

bis Versagen

Bodenprobe

Proben nach dem Abscheren

9 cm

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Scherfestigkeit: Versuchsergebnis, 3 Teilversuche

GK1 - Proben

σ3 σ1

c

φ



Scherfestigkeit: Versuchsergebnisse einer Bodenart (Homogenbereich)

GK1 - Proben

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GK1 - Proben

Scherfestigkeiten: Triaxial-Versuchsarten

• CD-Versuch (Konsolidiert dränierter Versuch)

• CU-Versuch (Konsolidiert undränierter Versuch, ∆u ≠ 0)

• UU-Versuch (Unkonsolidierter undränierter Versuch)

Quelle: Grundbautaschenbuch



Zusammendrückbarkeit: Oedometerversuch

GK1 - Proben

Bodenprobe

steigernde Spannung

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Zusammendrückbarkeit: Einzelergebnis

GK1 - Proben

Steifemodul Ent- / Wiederbelastung

Steifemodul Erstbelastung



Zusammendrückbarkeit: Versuchsergebnisse einer Bodenart (Homogenbereich)

GK1 - Proben

7



Bodenkenngrößen

für Berechnung und

Planung [im Gutachten]

GK1 - Proben

beim Oedometer



Quelle: EC7

2) Charakteristische

„Baugrundschichtung“

im Projektgebiet

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Kerne (jeden Meter)

GK3 – Proben

Sand

Ton /

Schluff

Muscheln

(Nest)

100 cm

Becher



Kerne (jeden Meter)

GK3 – Proben

aufgeweicht ≠ GK3

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Klassifikation

GK3 – Proben

Systematisierung und Gruppenbildung:

Bodengruppen / Homogenbereiche mit vergleichbaren geotechnischen Eigenschaften

Einheitliche Begriffsverwendung

Einfache Versuche zur Bodenbeschreibung:

- Kornverteilung

- Fließgrenze / Ausrollgrenze / Schrumpfgrenze

- Plastizität

- Organischer Anteil

- Kalkgehalt



Kornverteilung: Siebung nicht bindiger Böden

Klassifikation

0,063 mm 0,25 mm0,125 mm

1 mm

16 mm

0,5 mm

2 mm

4 mm8 mm

> 0,063 mm

Siebmaschine

Korngemisch

Feinsand

Feinkies

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Kornverteilung: Sedimentation bindiger Böden

Aufbereitung Sedimentation Aräometer

Klassifikation



Kornverteilung

SiebungSedimentation

Klassifikation

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d60d30d10

• Ungleichförmigkeitszahl

10

60

d

dCU=

Steilheit der Kurve

• Krümmungszahl

( )

1060

2

30

dd

dCC

⋅=

Verlauf der Kurve

Ableitung weiterer Parameter, wie:

- Durchlässigkeit

- Verdichtbarkeit

- PKornverteilung

Klassifikation



Zustandsgrenzen

• Fließgrenze wL

Wassergehalt an der Grenze von der

flüssigen zur bildsamen Zustandsform

• Ausrollgrenze wP


bildsamen zur halbfesten Zustandsform

• Schrumpfgrenze wS


halbfesten zur festen Zustandsform

Klassifikation

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Zustandsgrenzen

• leicht plastisch wL ≤ 35 %Plastizität (Ip)

SU

Tone

Schluffe

ST

• ausgeprägt plastisch wL > 50 %

• mittel plastisch 35 % < wL ≤ 50 %

A-Linie

Baupraktische Auswirkungen:

- Sensitivität des Bodens

gegenüber Wasserkontakt

- Befahrbarkeit Baugrubensohle

- Lösen, Laden, Wiedereinbau

- Tragfähigkeiten Verpreßanker

- P

Klassifikation



Organischer Anteil

Vm m

mgl

d g

d

=−

Baupraktische Auswirkungen:

- Setzungen

- Tragfähigkeiten

- Suspension (Ausflockungen)

- Beton- & Stahlangriff

- P

Klassifikation

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Kalkgehalt

Vm

mca

ca

d

=

Erfahrungswerte / Salzsäuretest:

kein Aufbrausen < 1 %

schwaches, nicht anhaltendes Aufbrausen 1 % bis 2 %

deutliches, nicht anhaltendes Aufbrausen 2 % bis 4 %

starkes, anhaltendes Aufbrausen > 5 %.

Auswirkungen / Hinweise:

- Zementation des Bodengefüges

Höhere Tragfähigkeiten

- Geologisches Ablagerungsmilieu

- P

Klassifikation



Literatur

Weitere Informationen

Grundbau-Taschenbuch

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DIN EN ISO 14688

DIN 18121 bis 18123

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DIN 18137

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