Nachweis erforderlicher Ankerlängen mit der FEM bei zweifacher Rückverankerung und Wandeinspannung

Im Beitrag wird untersucht, ob der Nachweis der Mindestlänge von Verpressankern bei der Stützung von Verbauwänden mit der Finite‐Elemente‐Methode (FEM) auch dann zu plausiblen Ergebnissen führt, wenn die Verbauwand zusätzlich am Erdwiderlager eingespannt ist. Dadurch soll gezeigt werden, dass der zugehörige Nachweis der erforderlichen Ankerlänge nicht nur über den etablierten „Nachweis der Standsicherheit in der tiefen Gleitfuge“ geführt werden kann, sondern auch bei einer entsprechenden Festigkeitsreduktion im Anschluss an eine FEM‐Berechnung, wie das absehbar durch die zukünftig europaweit gültige Normung durch den Eurocode 7 grundsätzlich ermöglicht wird. Bei den Überlegungen wird auch der Nachweis gegen Versagen des Erdwiderlagers einbezogen. Eine besondere Bedeutung kommt dabei der Ermittlung der Bruchmechanismen im Untergrund zu. Eine Frage ist, ob sich bei einer Variation beider Ankerlängen sowie des Erdwiderlagers die unterschiedlichen Bruchmechanismen einstellen, wie sie bei den klassischen Verfahren vorgegeben werden. Ebenfalls soll gezeigt werden, wie sich die mit der FEM berechnete Standsicherheit über die Bauphasen hinweg entwickelt. Daraus lassen sich Erkenntnisse über die spezielle Rolle der Einbindung des Wandfußes und Aspekte zur Optimierung einer derartigen Verbaukonstruktion gewinnen.

The article examines whether the verification of the minimum length of grouted anchors for the support of excavation walls using the finite element method (FEM) also leads to plausible results if the wall has an additional fixed earth support. This is intended to show that the associated verification of the required anchor length can not only be carried out using the established “verification of stability in the lower failure plane”, but also with strength reduction method following an FEM calculation, as will be made generally possible in the foreseeable future by the Europe‐wide standardization of Eurocode 7. The verification against failure of the earth support is also included in the considerations. Determining the failure mechanisms in the subsoil is of particular importance here. One question is whether a variation of both anchor lengths and the earth support results in different failure mechanisms, as they are specified in the classic methods. It will also be shown how the stability calculated with the FEM develops over the construction phases. From this, knowledge can be gained about the special role of the mode of the wall's earth support and aspects for the optimization of such a construction.