Der Einfluss eines Auflastfilters auf den Bruchvorgang beim hydraulischen Versagen nichtbindiger Böden

Numerische Untersuchungen zum hydraulischen Grundbruch an Baugrubenumschließungen mit geringer Einbindung der Baugrubenumschließung und baugrubenseitiger Sicherung durch einen Auflastfilter haben gezeigt, dass die herkömmlichen Nachweise nach DIN EN 1997-1:2009-09 (Eurocode 7) und DIN 1054:2010-12 bzw. nach EAU für geringe Einbindetiefen und bei luftseitiger Sicherung durch einen Auflastfilter auf der unsicheren Seite liegen können. Dies kann auf die vereinfachte Form des Ersatzkörpers zurückgeführt werden, bei welcher die Strömungskräfte unterhalb des Wandfußes nicht berücksichtigt werden. Des Weiteren werden bei den herkömmlichen Nachweisen keine rückhaltenden Reibungskräfte im Boden oder im Auflastfilter angesetzt.
Anhand von eigenen theoretischen und experimentellen Untersuchungen zum Versagen vertikal durchströmter Bodensäulen in einem Zylinder sowie zum Versagen durch hydraulischen Grundbruch an einer Baugrubenumschließung konnte der Einfluss eines Auflastfilters auf die im Boden und im Auflastfilter wirkenden Reibungskräfte sowie auf die Bruchkörperform beim hydraulischen Grundbruch bestimmt werden.
Die gewonnenen Erkenntnisse aus den theoretischen und experimentellen Untersuchungen dienten als Grundlage zur Entwicklung eines modifiziertes Verfahrens zum Nachweis der Sicherheit gegen hydraulischen Grundbruch an Baugrubenumschließungen bei baugrubenseitiger Sicherung durch einen Auflastfilter in nichtbindigen Böden.

The influence of a surcharge filter on hydraulic failure.
Numerical investigations of hydraulic heave failure at excavation walls with a small embedded depth and a surcharge filter on the excavation side of the wall have shown that the traditional proof of hydraulic heave according to DIN EN 1997-1:2009-09 (Eurocode 7) and DIN 1054:2010-12 or to EAU can be unsafe. This is caused by the negligence of the flow forces below the pit wall. Moreover friction forces are not considered. By the means of proper theoretical and experimental analysis of the failure mode due to vertical flow through a soil column and due to hydraulic heaves, the influence of a surcharge filter due to the acting friction forces during hydraulic failure and the failure body during hydraulic heave could be determined.
Based on the results of the theoretical and experimental investigations a modified method to determine the hydraulic heave safety with a surcharge filter on the excavation bottom is presented.