Hydraulischer Grundbruch - Formel zur Ermittlung der erforderlichen Einbindetiefe

In der Bautechnik 86 (2009), Heft 9 [1] wurden Erkenntnisse zum hydraulischen Grundbruch und zur erforderlichen Einbindetiefe in homogenem, isotropem Baugrund vorgestellt. Die dafür angestellten Untersuchungen wurden für den räumlichen Fall fortgesetzt und auch auf anisotrope sowie geschichtete Böden ausgeweitet. In Summe entstanden so über 100 Bemessungsdiagramme (siehe [2]), mit denen die erforderliche Einbindetiefe für beliebige Baugrundsituationen und unter Berücksichtigung der geometrischen Randbedingungen direkt abgelesen werden kann. Auf Grundlage dieser Diagramme und der dazu durchgeführten numerischen Strömungsberechnungen wurde weiterhin eine Formel entwickelt, mit der sich alternativ zu den Diagrammen die erforderliche Einbindetiefe direkt bestimmen lässt. Die relativ einfache Grundform der Formel gilt zunächst für ebene Verhältnisse. In der erweiterten Form ermöglicht sie aber auch die Bestimmung der erforderlichen Einbindetiefe für räumliche Verhältnisse getrennt für die Ecke, die Stirn- und die Längsseite einer Baugrube. Durch zusätzliche Erweiterungen ist außerdem die Bestimmung der erforderlichen Einbindetiefe für anisotrope oder geschichtete Böden möglich. Weiterhin wurden Ansätze entwickelt, mit denen verschiedene Wichten des Baugrunds und auch ein beliebiges Sicherheitsniveau berücksichtigt werden können. Mit der Formel steht somit ein Bemessungsinstrument zur Verfügung, das in vielen Fällen aufwändige Berechnungen ersetzen kann und auch für komplizierte Baugruben oder Baugrundverhältnisse realistische Anhaltswerte für die erforderliche Einbindetiefe liefert. Insbesondere kann die Formel direkt in Rechenprogramme implementiert werden, die zur Ermittlung der statisch erforderlichen Einbindetiefe verwendet werden. Die aufwändige Iteration verbunden mit dem Wechsel vom Statik- zum Strömungsprogramm entfällt dadurch.

Hydraulic heave - Formula to determine the required embedded length
In Bautechnik 86 (2009), Vol. 9 [1] first results of the investigations on hydraulic heave and the required embedded length for homogenous, isotropic soil have been presented. These investigations have been continued for spatial conditions and have been extended to both stratified and anisotropic soil. More than 100 design charts (see [2]) have been evolved from these results. These design charts allow the determination of the required embedded length considering the soil conditions and the geometrical conditions. In addition to the numerical investigations and the related design charts a formula for the determination of the required embedded length has been developed. The basic formula is quite simple and can be used for two-dimensional conditions. However an extended formula can be used for spatial conditions, separated for the corner, the front and the long side of construction pits. Furthermore by the use of add-ons the formula allows the determination of the required length for anisotropic or stratified soil as well as for different unity weights or a variant safety-level. Hence the formula is a tool which can replace extensive calculations in many cases or can provide realistic reference values for complicated construction pits and soil conditions. Moreover the formula can be implemented into software for the determination of the statically required embedded length. Thus the effortful switchover between software for the static and flow calculation becomes lapsed.