Bemessung von Stahlspundbohlen
Methoden und Überlegungen für die Bemessung von Stahlspundbohlen
- Technik
- Bemessung von Stahlspundbohlen
Es gibt mehrere Methoden zur Bemessung einer Spundwand. Im Folgenden werden die gängigsten Methoden kurz beschrieben.
In der Vergangenheit war der globale Sicherheitsfaktor die Regel: ein Faktor wurde auf die Stahlspundbohlen angewandt, ein weiterer auf die geotechnische Bemessung (üblicherweise auf den passiven Erdwiderstand,...). Er ist in einigen Ländern als Allowable Stress Design (ASD, Bemessung der zulässigen Spannung) für Spundbohlen bekannt.
Die neuesten Eurocodes basieren auf einem semiprobabilistischen Ansatz: DIN EN 1997 – Teil 1 (EC 7-1) für die geotechnische Bemessung und DIN EN 1993 - Teil 5 (EC 3-5) für die Stahlspundbohlen und Rammpfähle.
Heutzutage sollte die Boden-Bauwerk-Interaktions-Methode (Soil Structure Interaction Method, SSIM) die Standardmethode für die Bemessung von Stützwänden sein, auch wenn in einigen europäischen Ländern die Grenzgleichgewichtsmethode (LEM) immer noch weit verbreitet ist, selbst für die endgültige Bemessung großer Bauwerke.
Außerdem ist für komplexe Bauwerke oder in empfindlichen Böden die Finite-Elemente-Methode (FEM) besser geeignet. In jedem Fall ist es von größter Wichtigkeit, sich bei der Planung auf umfangreiche Bodenerkundungen zu stützen: Je mehr Daten Sie über die Bodenverhältnisse haben (Bodensondierungen, Laboruntersuchungen,...), desto besser können Sie die geotechnische Bemessung und die Wahl des Spundwandprofils optimieren. Wenn Sie etwas mehr Zeit und Ressourcen für die geotechnische Untersuchung aufwenden, können Sie die Kosten des Bauwerks erheblich senken, vor allem aber das Risiko eines Versagens verringern.
EC 7-1 ist eine recht komplexe Norm. Es gibt viele neue Begriffe und seltsamerweise gibt es 3 verschiedene Ansätze für ein und dieselbe Bemessung. Jedes europäische Land kann selbst entscheiden, welcher Ansatz in seinem Land anwendbar ist. Außerdem haben einige Länder, wie Frankreich und die Niederlande, sogar eine nationale Norm entwickelt, um die EG 7-1 zu ergänzen.
Der Nachteil einer nationalen Norm ist, dass Konstrukteure, die in anderen Ländern tätig sind, möglicherweise mit unterschiedlichen Bemessungsansätzen zurechtkommen müssen, und das ist genau das Problem, das mit den gemeinsamen Eurocodes hätte gelöst werden sollen! Außerdem ist es für Softwareentwickler schwieriger, eine benutzerfreundliche Software anzubieten, die in verschiedenen europäischen Ländern verwendet werden kann. In dieser Norm gibt es mehrere Fragen, wie z. B. die Art und Weise, wie mit dem Wasserdruck umzugehen ist (welche Teilsicherheitsbeiwerte sind anzuwenden,...). Dennoch ist es ein erster Schritt zu einer einheitlichen Berechnungsmethode: Das Grundkonzept ist dasselbe, aber es ist klar, dass das Endergebnis vom gewählten Bemessungsansatz abhängt. Welche ist realistischer? Niemand weiß es...
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Bei der Auswahl einer Spundbohle ist die Wahl der Stahlgüte zu berücksichtigen. Sie hat Einfluss auf die Klassifizierung der Profile, so dass es nicht möglich ist, eine einfache, alle Fälle abdeckende Regel aufzustellen, aber generell führt die Verwendung einer höherwertigen Stahlsorte (höhere Streckgrenze) zu einer leichteren Spundbohle und damit zu einer kostengünstigeren Lösung. Beachten Sie, dass der zusätzliche Aufpreis für eine höherwertige Stahlsorte bei weitem durch die Gewichtsreduzierung der Spundbohle ausgeglichen wird.
Schließlich sollte der Ingenieur die Rammbarkeit von Stahlspundbohlen berücksichtigen, die von den Bodenverhältnissen, der Länge des Pfahls, den Einbringgeräten, der zulässigen Durchbiegung/Verformung, abhängt....
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