Variantenuntersuchung zum Bau von Verkehrswegen auf gering tragfähigen Untergrund

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

1.1 Problemstellung

1.2 Ziele der Arbeit

2 Bauverfahren beim Straßenbau auf wenig tragfähigen Untergrund

2.1 Abgrenzung der Bauverfahren

2.2 Konsolidationsverfahren

2.2.1 Statische Methoden

2.2.2 Dynamische Konsolidation

2.2.3 Hilfsmaßnahmen zur Unterstützung der Konsolidierung

2.3 Bodenersatzverfahren

2.3.1 Bodenaustausch

2.3.2 Bodenverdrängung

2.4 Verfahren mit aufgeständerten Gründungspolstern

2.4.1 Methode ohne verdrängender Wirkung

2.4.2 Methode mit verdrängender Wirkung

2.5 Zusammenfassende Darstellung der Baugrundverbesserungsmaßnahmen

3 Variantenuntersuchung im Rahmen des Neubaus der B 247 / B 249 in der Ortslage von Mühlhausen

3.1 Projektbeschreibung

3.2 Der Vorbemessungsdamm

3.3 Analyse der Verfahren hinsichtlich ihrer Ausführbarkeit

3.4 Vorbemessung der Verfahren

3.4.1 Überschüttverfahren mit Konsolidierungshilfe

3.4.2 Rüttelstopfverdichtung

3.4.3 Verfahren mit aufgeständerten Gründungspolstern

3.5 Vergleichende Betrachtung der Baugrundverbesserungsverfahren

3.6 Verfahrensauswahl zur genaueren Untersuchung

4 Analytische und numerische Untersuchung der ausgewählten Gründungsverfahren

4.1 Berechnungsquerschnitte und Baugrundmodelle

4.2 Standsicherheitsuntersuchungen zum Überschüttverfahren

4.2.1 Ergebnisse der Konsolidationsberechnung

4.2.2 Ergebnisse der Standsicherheitsberechnungen

4.2.3 Numerische Berechnungen zum Zeit-Setzungsverhalten

4.3 Standsicherheits- und Gebrauchstauglichkeitsuntersuchungen für das Verfahren mit aufgeständerten Gründungspolstern

4.3.1 Nachweis der Tragfähigkeit der Säulen

4.3.2 Bemessung der Geokunststoffbewehrung

4.3.3 Standsicherheitsuntersuchungen des aufgehenden Dammbauwerkes

4.3.4 Numerische Verformungsberechnungen

5 Vergleichende Betrachtung der vorgestellten Gründungsvarianten

5.1 Allgemeines

5.2 Bewertungskriterien

5.2.1 Einsatzbereich, Anwendbarkeit, geotechnische Eignung

5.2.2 Bauzeiten

5.2.3 Baukosten

5.2.4 Standsicherheit

5.2.5 Gebrauchstauglichkeit und Langzeitbeständigkeit

5.2.6 Verfahrensrisiko

5.2.7 Bewertungsmatrix

6 Zusammenfassung

Zielsetzung und Themen

Diese Arbeit zielt darauf ab, die Vielfalt der derzeit existierenden Baugrundverbesserungsverfahren für den Verkehrswegebau auf gering tragfähigem Untergrund zu erfassen und deren technische sowie wirtschaftliche Eignung anhand einer konkreten Fallstudie (Neubau B 247/B 249) zu evaluieren, um Entscheidungsgrundlagen für die Praxis zu schaffen.

• Klassifizierung und Analyse von Baugrundverbesserungsmethoden
• Variantenuntersuchung und Vorbemessung für spezifische Bodenverhältnisse
• Analytische und numerische Untersuchung der Standsicherheit und Verformung
• Vergleichende Bewertung der Verfahren hinsichtlich Wirtschaftlichkeit, Bauzeit und Risiko

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1 Einleitung: Vorstellung der Problemstellung bei der Trassenführung auf wenig tragfähigem Baugrund und Definition der Zielsetzung der Arbeit.

2 Bauverfahren beim Straßenbau auf wenig tragfähigen Untergrund: Systematische Übersicht über diverse Baugrundverbesserungsmaßnahmen unterteilt in Konsolidations-, Bodenersatz- und Aufständerungsverfahren.

3 Variantenuntersuchung im Rahmen des Neubaus der B 247 / B 249 in der Ortslage von Mühlhausen: Anwendung der Verfahren auf ein konkretes Projekt unter Berücksichtigung von Vorbemessungen und Ausführbarkeitsanalysen.

4 Analytische und numerische Untersuchung der ausgewählten Gründungsverfahren: Vertiefte technische Bewertung der Standsicherheit und des Verformungsverhaltens durch analytische Modelle und Finite-Elemente-Methoden.

5 Vergleichende Betrachtung der vorgestellten Gründungsvarianten: Synoptischer Vergleich der Verfahren hinsichtlich Baukosten, Zeitaufwand, Setzungsverhalten und methodischer Risiken zur Unterstützung der Entscheidungsfindung.

6 Zusammenfassung: Resümee der Arbeit und Fazit über die Eignung der verschiedenen Ansätze für die Baupraxis.

Schlüsselwörter

Baugrundverbesserung, Verkehrswegebau, Konsolidationsverfahren, Bodenersatzverfahren, aufgeständerte Gründungspolster, Standsicherheit, Setzungsverhalten, Finite-Elemente-Methode, Geokunststoffe, Bodendynamik, Dammbau, Tragfähigkeit, Wirtschaftlichkeit, Geotechnik, Bodenmechanik.

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?

Die Diplomarbeit befasst sich mit der technischen und wirtschaftlichen Untersuchung verschiedener Verfahren zur Baugrundverbesserung für den Bau von Verkehrswegen auf Böden mit geringer Tragfähigkeit.

Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?

Die Arbeit fokussiert auf Konsolidationsverfahren, Bodenersatzverfahren sowie Verfahren mit aufgeständerten Gründungspolstern. Zusätzlich wird die Standsicherheit und das Setzungsverhalten bei diesen Verfahren analysiert.

Was ist das primäre Ziel der Arbeit?

Das Hauptziel besteht darin, für ein konkretes Bauvorhaben (Neubau der B 247/B 249 in Mühlhausen) das wirtschaftlich und technisch sinnvollste Gründungsverfahren durch einen systematischen Vergleich zu ermitteln.

Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?

Neben einer umfassenden Literaturstudie nutzt die Arbeit analytische Berechnungsverfahren sowie numerische Analysen mittels der Finiten-Element-Methode (FEM), um das Trag- und Verformungsverhalten der verschiedenen Gründungsvarianten zu prognostizieren.

Was wird im Hauptteil behandelt?

Im Hauptteil erfolgt eine detaillierte Vorbemessung ausgewählter Verfahren für den Neubau in Mühlhausen sowie die anschließende analytische und numerische Untersuchung der Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit.

Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?

Die Arbeit lässt sich durch Begriffe wie Baugrundverbesserung, Geotechnik, Standsicherheit, Setzungsberechnung, finite Elemente und Verkehrswegebau charakterisieren.

Was ist das Ergebnis der numerischen Berechnung für das Profil C-C?

Die numerische Auswertung für das Profil C-C zeigt eine gute Übereinstimmung mit dem angenommenen Tragmodell und verdeutlicht das günstige Setzungsverhalten bei der gewählten Gründungsvariante.

Warum wird im Überschüttverfahren eine zusätzliche Überschüttung aufgebracht?

Die zusätzliche Überschüttung dient dazu, den Konsolidierungsvorgang zu beschleunigen und Sekundärsetzungen bereits während der Bauphase vorwegzunehmen, um spätere Instandhaltungsaufwände zu minimieren.