Ein Ansatz zur Berücksichtigung pfahlartiger Tragglieder beim Nachweis der Gesamtstandsicherheit

Stabilisierungssäulen (StS) sind hydraulisch gebundene, pfahlartige Tragglieder und werden zur Reduzierung von Setzungen bzw. zur Erhöhung der Gesamtstandsicherheit angewandt. Aufgrund der fehlenden Bewehrung in Verbindung mit häufig geringen Durchmessern sind StS nicht zum planmäßigen Abtrag von Einwirkungen quer zur Traggliedachse geeignet. Der Beitrag erläutert das laterale Tragverhalten unbewehrter pfahlartiger Tragglieder. In einem Überblick werden typische Ansätze zur Berücksichtigung von StS beim Nachweis der Gesamtstandsicherheit vorgestellt und es wird herausgearbeitet, dass die bestehenden Ansätze den Beitrag der Tragglieder meist unzutreffend berücksichtigen und häufig erheblich überschätzen. Es wird ein numerisches Strukturmodell vorgestellt, mit welchem das laterale Tragverhalten unbewehrter, hydraulisch gebundener, pfahlartiger Tragglieder untersucht wurde. Anhand systematischer Untersuchungen wird dargelegt, wie StS bei lateralen Gleitkörperbewegungen versagen und welche Versagensmechanismen zu erwarten sind. Die Aktivierung des Traggliedquerwiderstands wird für undrainierte Bedingungen anhand eines einfachen mechanischen Modells erläutert und es werden daraus grundsätzliche Hinweise zu Entwurf und Bemessung geotechnischer Konstruktionen mit StS abgeleitet. Schließlich werden zwei Ansätze zur Berücksichtigung von StS beim Nachweis der Gesamtstandsicherheit im Gleitkreisverfahren nach Bishop vorgestellt und deren Anwendung anhand eines Schadensfalls aufgezeigt.

Consideration of rigid inclusions at the proof of overall-stability
Rigid inclusions are hydraulically bound, unreinforced pile-like elements, which are used to reduce settlements and to improve the overall-stability. Due to the non-existing reinforcement and the small diameters, rigid inclusions are not adapted for bearing lateral stresses. The present article explains the lateral load-bearing behaviour of rigid inclusions. In a short overview existing approaches for consideration of rigid inclusions at the proof of overall-stability are shown and worked out, that the contribution of rigid inclusions is often overestimated. A numeric model for investigation of the lateral load-bearing behaviour of unreinforced, pile-like elements is presented. As a result of systematic studies on the numeric model, the activation of the ulitmate transverse force is being explained in a simple mechanical model and outlined, which failure mechanisms will be relevant for consideration. Based on the findings from the mechanical model, fundamental guidelines for design of structures on rigid inclusions are being given. Two approaches for consideration of rigid inclusions at the proof of overall-stability in Bishop's slip-circle method are introduced. The applicability of the approaches is been demonstrated on a published damage case.