W. Reitmeier: Ground improvement by the <strong>CSV</strong> method Bild 12 Kompressionsversuch Compression test V* = b *2 · l (4,80 m) 2 · 7,80 m = 179,71 m 3 4.3 Ermittlung der Wassergehaltsänderung eingebauter Trockenmörtel m Tr = 0,07 2 · π · 7,80 · 64 · 2 050,0 kg/m 3 = 15 753,4 kg gesamter Wasserentzug 10 % von m Tr m Δw = 10 % · 15 753,4 = 1 575,3 kg m f = V* · ρ = 179,71 · 1 890,0 kg/m 3 = 339 651,9 kg m d mf 339651,9 260869,4 kg 1 w 1,302 m w = m f – m d = 78 782,5 kg m w (<strong>nach</strong> Einbau des Trockenmörtels) = m w – m Δw = 77 207,2 kg w n (<strong>nach</strong> Einbau des Trockenmörtels) 77207,2 260869,4 0,2960 4.4 Änderung der Konsistenz und der undränierten Scherfestigkeit c u , abgeleitet aus Regressionsbeziehungen von I c v c u 44,9 30,2 Ic0 ( w 30,2%) 44,9 22,7 0,6622 I w 44,9 29,6 c ( 29,6%) 44,9 22,7 0,6892 Mit der von KIEKBUSCH [3] vorgeschlagenen Regressionsbeziehung I 0,218 ln( c ) 0,1477 und c e folgt für den Verbesserungsgrad, resultierend allein aus <strong>dem</strong> Wasserentzug, 4.5 Abschätzung des Verbesserungsgrades aus der Porenzahländerung ψ Δw durch Wasserentzug c u u c c u u0 w Ic Ic0 0,218 V mw 1,5753 V * V * 1,0 179,71 0,00877 w 0,6892 0,6622 0,218 I c 0,1477 0,218 e e 1,132 fach Verbesserung des Steifemoduls E s und der undränierten Kohäsion c u, berechnet aus der Änderung der Porenzahl [7]. 1,89 3 1,452 mit d 1,452 gcm / n0 1 0,4622 1,302 2,70 e 0 0,4622 1 0,4622 0,8594 0,302 2,70 Es Sr 0,9488 und (1 ) 10 0,8594 1,0 E s0 u0 ( 1 e0 ) C ( 1 e0 ) Cc c c / c 10 folgt u autechnik 90 (2013), Heft
W. Reitmeier: <strong>Baugrundverbesserung</strong> <strong>nach</strong> <strong>dem</strong> <strong>CSV</strong>-<strong>Verfahren</strong> 4.6 Verbesserungsgrad für E s infolge der horizontalen Verdichtung (Verdrängungseinfluss), abgeschätzt aus der Porenzahländerung ψ Δe Für diese Abschätzung ist vorab zu prüfen, ob der Sättigungsgrad S r < 100 % und damit der vorhandene Luft - porenanteil n a ausreichend groß für eine Verringerung der Porenzahl zur Verfügung steht. Bei Verdrängungs - anteilen über <strong>dem</strong> verfügbaren Luftporenanteil n a bewirkt der darüber liegende Materialeintrag (Vollverdrängung) Hebungen der Baugrubensohle. 4.7 Zusammengesetzter Verbesserungsgrad aus Wasserentzug und Verdichtung η res.(E s) = 1,12 · 1,35 = 1,51 – fach 4.8 Abschätzung eines Ersatzsteifemoduls aus <strong>dem</strong> Verformungswiderstand des Bodens und der Säulen für den „oberen 2/3-Bereich“ des Säulenwaldes Sofern die Verformungsberechnung <strong>nach</strong> der Ersatzflächenmethode durchgeführt wird, kann die aus verbessertem Boden und Steifigkeit der Stabilisierungssäulen im oberen 2/3-Bereich des Säulenwaldes resultierende Ersatzsteifigkeit anhand der <strong>nach</strong>folgenden Gl. (6) [9] abgeschätzt werden. Gl. (6) setzt voraus, dass 100 % der Säulenlasten allein über Mantelreibung im „unteren Drittel“ des Säulenwaldes in den Baugrund übertragen werden können. A B c c u u0 E E s s0 1 wn na 1d s 2 w 1 1 1,452 2,70 0,302 1,00 0,0237 V 0,07 7,8 64 0,0428> na 0, 0237 V * 179,71 n ist maßgebend E E E s s0 0,00877 ( 1 0,8594) 0,3122 10 1,128 fach Ersatz ( 1 0,00877) 10 1,118 fach a ( 1 e0 ) C c ( 1 ) 10 ( 1 0,0237)· 0,0237 ( 1 0,8694) 0,3122 0,00877 ( 1 0,8594) 0,3122 10 1,351 fach A E A E A A B w s s Säule B S Fläche des Bodens (A B =A* = b* 2 ) abzüglich der Fläche der Stabilisierungssäulen A S Querschnittsfläche aller Stabilisierungssäulen innerhalb der Bezugsfläche A* E S Steifemodul des Bodens η Δw Verbesserungsgrad aus Wasserentzug (ohne Verdrängungsanteil) Im oberen 2/3-Bereich des Säulenwaldes kann infolge der zu geringen Auflast der Verbesserungsgrad aus <strong>dem</strong> Verdichtungsanteil nicht quantifiziert werden und sollte daher, auf der sicheren Seite liegend, ver<strong>nach</strong>lässigt werden. E Säule E-Modul der Trockenmörtelsäule im abgebundenen Zustand Erfahrungswert: 1 000 MN/m 2 < E Säule < 10 000 MN/m 2 A S = 0,07 2 π · 64 = 0,9852 m 2 A B = 4,8 2 – A S = 22,0548 m 2 EErsatz 22,0548 1,12 2,54 0,9852 4000 173,8 MN/ m 2 4,8 4.9 Ergänzende Hinweise für die baupraktische Anwendung Gegenüber den im Beispiel gewählten vereinfachten Randbedingungen sind in der Praxis in der Regel die Baugrundverhältnisse weder homogen noch isotrop. Das vorgestellte Bemessungsverfahren kann aber auch auf einen geschichteten Baugrund übertragen werden. Bei der Berechnung des „bodenmechanischen“ Verbesserungsgrades wird nur der <strong>nach</strong> Merkblatt der DGGT bezeichnete Zustand B1 (Granulat) betrachtet. Die durch den Aushärteprozess <strong>nach</strong> wenigen Tagen sich entwickelnde Druckfestigkeit q u (Zustand B2) verändert auch die Lasteinleitung in den Baugrund. Während im Zustand B1 vorrangig die oberen Boden - horizonte beansprucht werden, werden bei ausreichender Druckfestigkeit der Säulen die in der Fundamentaufstandsebene „aufgenommenen“ Lastanteile in tiefere Bodenhorizonte eingeleitet. Auch für diesen Fall kann näherungsweise eine konventionelle Setzungsberechnung <strong>nach</strong> DIN 4019 mithilfe einer in der Tiefe von 2/3·l anzusetzenden Ersatzfläche durchgeführt werden. Gegenüber einem unverbesserten Baugrund mit einer rechnerischen Endsetzung von 6,4 cm reduziert sich im vorliegenden Zahlenbeispiel die zu erwartende Verformung im Zustand B1 (granularer Zustand des Trockenmörtels – Anfangszustand) auf 5,7 cm und im Zustand B2 (abgebundener Trockenmörtel – Endzustand) auf 3,6 cm. Die angegebene Gesamtverformung setzt sich rechentechnisch aus den drei Einzelabschnitten zusammen – oberer 2/3-Säulenbereich mit Ersatzsteifemodul E Ersatz , 2 (6) autechnik 90 (2013), Heft 9
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