EB 102 (Entwurf) Anwendung des Bettungsmodulverfahrens ... - DGGT

EB 102 (Entwurf) Anwendung des Bettungsmodulverfahrens Stand 22.06.2011
1. Zum Nachweis der Einbindetiefe, bei der Ermittlung der Schnittgrößen und auch beim
Nachweis der Gebrauchstauglichkeit darf das Bettungsmodulverfahren angewendet
werden. Damit lassen sich die Interaktion von Wand und Boden, das tatsächliche
Tragverhalten und die zu erwartenden Verschiebungen und Verformungen besser
erfassen als bei Annahme einer vorgegebenen Verteilung der Bodenreaktionen und einer
vorgegebenen Verschiebung des Wandfußes.
Die Anwendung des Bettungsmodulverfahrens setzt die Ermittlung eines
wirklichkeitsnahen Bettungsmoduls voraus. Dazu ist Sachkunde und Erfahrung auf dem
Gebiet der Geotechnik notwendig.
2. Auf der Baugrubenseite der Wand darf näherungsweise unterstellt werden, dass auch
nach Beendigung des Bodenaushubs unterhalb der Baugrubensohle der ursprüngliche
Erdruhedruck weitgehend erhalten geblieben ist [15]. Er ergibt sich nach Bild EB 102-1 im
allgemeinen Fall aus dem Ansatz
e0g,k = � � K0 � (H + zp)
Nach Aushub der Baugrube kann jedoch im Bereich unmittelbar unterhalb der Baugrubensohle
wegen der Umkehrung der Hauptspannungen infolge der Entlastung nur der
Grenzwert
eph,k = epgh,k + epch,k
des Erdwiderstandes wirksam sein. Bei der Ermittlung des Erdwiderstandes darf der
gleiche Neigungswinkel δp angesetzt werden wie bei der Ermittlung der Einbindetiefe und
der Schnittgrößen. In Bild EB 102-1 ist der Fall epch,k = 0 dargestellt.

3. Die unterhalb des Schnittpunktes von e0g,k und eph,k über den Erdruhedruck
hinausgehende Bodenreaktion darf in Abhängigkeit von der örtlichen Verschiebung sh als
Bettungsspannung
�Bh,k = ksh,k � sh
angesetzt werden, hierzu siehe Bild EB 102-1 und Bild EB 102-2. Zur Ermittlung und zum
Ansatz des Bettungsmoduls ksh,k siehe die Absätze 4 bis 8. Die Summe der Spannungen
aus Erdruhedruck e0g,k und Bodenreaktion �Bh,k darf die Erdwiderstandsspannungen eph,k
nicht überschreiten.
Liegt der Schnittpunkt von e0g,k und eph,k unterhalb der Wandunterkante, dann ist eine
Berechnung mit dem Bettungsmodulverfahren nicht möglich, weil ohnehin die
größtmögliche Bodenreaktion ohne nennenswerte Verschiebung zur Aufnahme von
Auflagerkräften zur Verfügung steht.
e ph,k
e 0g,k
�
� Bh,k
tan � ��k sh,k
s h s Bruch Örtliche Verschiebung
Bild EB 102-2. Ermittlung des Bettungsmoduls
Aus programmtechnischen Gründen kann es sinnvoll sein, in den Bettungsansatz die
Ausgangsspannung eog,k miteinzubeziehen. Dann erhält man den Bettungsmodul
Die folgenden Ausführungen beziehen sich auf den Bettungsmodul ksh,k.
4. Näherungsweise darf der Bettungsmodul ksh,k aus dem Steifemodul ESh,k abgeleitet
werden:
a) Für Ortbetonwände und Spundwände gilt näherungsweise der Ansatz:
Maßgebend ist hierbei die von der Bettung erfasste Einbindetiefe tB.
Bei Wänden, die länger sind als statisch erforderlich, darf die von der Bettung erfasste
Tiefe tB näherungsweise aus der statisch erforderlichen Einbindelänge ermittelt werden.

) Für Bohlträger gilt in Anlehnung an DIN 1054 der Ansatz
Bei gerammten Bohlträgern ist die Flanschbreite b maßgebend. Bei Bohlträgern, die in
vorgebohrte Löcher eingesetzt und im Fußbereich einbetoniert werden, tritt der
Bohrlochdurchmesser D an die Stelle der Flanschbreite b. Im übrigen setzt der Ansatz
voraus, dass damit eine rechnerische Verschiebung von s = 0,03 � b bzw. s = 0,03 � D,
maximal 20 mm nicht überschritten wird. Nach DIN 1054 ist der Durchmesser D
rechnerisch auf einen Meter zu begrenzen. Dies gilt hier sinngemäß allgemein für die
Breite b.
c) Der Steifemodul ES,h ist dem zu erwartenden Spannungsbereich zu entnehmen. Ist nur
der Steifemodul ES für Vertikalbeanspruchung bekannt, dann ist dieser
näherungsweise mit einem Faktor von 0,5 � f � 1,0 auf Horizontalbeanspruchung
umzurechnen.
5. Anhaltswerte für mittlere Bettungsmoduln für durchlaufende Wände in nichtbindigen
Böden sind in Tabelle EB 102-1 angegeben. Die Werte hängen von der Lagerungsdichte
ab und wurden auf Erfahrungsgrundlage ermittelt. Sie enthalten näherungsweise den
Einfluss der Vorbelastung aus dem Gewicht des Bodenaushubs und gelten unter Wasser
ohne Strömungseinfluss. Über Wasser dürfen die Werte verdoppelt werden.
Die Werte wurden bei einem Ausnutzungsgrad des Erdwiderstands �a � 1 für die
Bemessungssituation BS-T ermittelt. Bei einem Ausnutzungsgrad �a = Bh,d/Eph,d < 1
können sich aufgrund der Nichtlinearität der Mobilisierungskurven auch höhere Werte für
den Bettungsmodul ergeben, s. Bild EB 102-2.
Nichtbindiger Boden
Lagerungsdichte
locker mitteldicht dicht sehr dicht
1 – 4
MN/m
3
3 – 10
MN/m 3
8 – 15
MN/m 3
12 – 20
MN/m 3
Tabelle EB 102-1: Bettungsmodul unter Wasser: Spanne für Erfahrungswerte bei einem
Ausnutzungsgrad des Erdwiderstands �a ≈ 1 für die Bemessungssituation BS-T.
Für bindige Böden mit steifer bis halbfester Konsistenz dürfen Werte zwischen 3 und
9 MN/m 3 angesetzt werden. Aufgrund regionaler Erfahrung dürfen abweichend davon
auch höhere Werte festgelegt werden.
6. Außer mit dem linearen Ansatz für den Bettungsmodul bei gleichzeitiger Begrenzung
durch den passiven Erddruck kann die Bettung auch durch lokale nichtlineare
Mobilisierungsansätze modelliert werden [2], [8], [13], [16]. Realistische Werte für den
Bettungsmodul lassen sich auch aus Finite-Elemente Berechnungen ermitteln. Dabei ist
EB 103 zu beachten.

7. Sofern die Steifigkeitsverhältnisse von Baugrubenwand und Boden eine Einspannung
und eine Rückdrehung des Wandfußes zulassen, darf unterhalb des
Verschiebungsnullpunktes auf der Erdseite
� anstelle des aktiven Erddruckes der Erdruhedruck angesetzt werden,
� der ermittelte Bettungsmodul ohne näheren Nachweis bis auf das Doppelte vergrößert
werden, sofern sich die Bodenverhältnisse nicht verschlechtern.
8. In der Regel darf bei den Verfahren nach Absatz 4 und 5 von einem konstanten
Bettungsmodul ausgegangen werden. Bei großer Einbindetiefe kann es zweckmäßig sein,
einen mit der Tiefe zunehmenden Bettungsmodul anzunehmen oder ihn mit der Tiefe
abzustufen. Bei Schichtwechseln ist der Bettungsmodul schichtweise den
Bodenverhältnissen anzupassen, sofern nicht ein auf der sicheren Seite liegender
Durchschnittswert gewählt wird.
9. In der Regel darf für die Berechnung ein wirklichkeitsnaher Mittelwert des Bettungsmoduls
zugrunde gelegt werden. In Zweifelsfällen kann es erforderlich sein, die Berechnung mit
oberen und unteren Rechenwerten durchzuführen, damit die möglichen Auswirkungen
erkennbar werden.
10.Nach EB 80, Absatz 8 (Abschnitt 4.3) muss sichergestellt sein, dass eine ausreichende
Sicherheit gegen Aufbruch des Bodens vor dem Fuß der Bohlträger bzw. der Wand
vorhanden ist:
a) Bei durchlaufenden Wänden ist nachzuweisen, dass die Grenzzustandsbedingung
Bh,d = BBh,d + EV,d � Eph,d
erfüllt ist. Dabei ist:
Bh,d der Bemessungswert der resultierenden Auflagerkraft nach Absatz 11,
BBh,d der Bemessungswert der Resultierenden aus den Bettungsspannungen �Bh,k,
EV,d der Bemessungswert der verbleibenden Erdruhedruckkraft,
Eph,d der Bemessungswert des Erdwiderstandes nach Absatz 12.
Bei der Ermittlung des charakteristischen Erdwiderstandes darf der gleiche
Neigungswinkel �p angesetzt werden wie bei der Ermittlung der Einbindetiefe und der
Schnittgrößen.
b) Bei Trägerbohlwänden ist nachzuweisen, dass die Grenzzustandsbedingung
= BBh,d + b ∙ EV,d �
erfüllt ist. Dabei ist über die vorherigen Angaben hinaus:
der Bemessungswert der resultierenden Auflagerkraft nach Absatz 11 bezogen
auf einen Bohlträger,
b die Breite des Bohlträgers bzw. der Durchmesser des einbetonierten Bohlträgers,
der Bemessungswert des räumlichen Erdwiderstandes vor dem Bohlträger nach
EB 14, Absatz 1 (Abschnitt 5.3).
Bei der Ermittlung des charakteristischen Erdwiderstandes darf der gleiche
Neigungswinkel �p angesetzt werden wie bei der Ermittlung der Einbindetiefe und der
Schnittgrößen.
11.Der charakteristische Wert der Bodenreaktion BBh,k aus den Bettungsspannungen �Bh,k
setzt sich aus einem Anteil aus ständigen und einem Anteil aus veränderlichen

Einwirkungen zusammen. Bei der Ermittlung der anteiligen Auflagerkräfte BBGh,k aus
ständigen und BBQh,k aus veränderlichen Einwirkungen darf in Anlehnung an EB 82,
Absatz 4 (Abschnitt 4.4) der Anteil aus veränderlichen Einwirkungen BBQh,k durch
Subtraktion des Anteils aus ständigen Einwirkungen BBGh,k von der Gesamtreaktion BBh,k
ermittelt werden:
BBQh,k = BBh,k – BBGh,k
Die Bemessungswerte BBGh,d und BBQh,d ergeben sich durch Multiplikation der
charakteristischen Werte mit den Teilsicherheitsbeiwerten �G und �Q. Der
Bemessungswert EV,d des resultierenden verbliebenen Erdruhedruckes ergibt sich aus
dem charakteristischen Wert EV,k durch Multiplikation mit dem Teilsicherheitsbeiwert �G.
12.Bei freier Auflagerung darf nach Bild EB 102-3 a) beim Nachweis nach Absatz 10 der
Erdwiderstand EphP,k für Parallelbewegung zugrunde gelegt werden. Bei voller oder
teilweiser Einspannwirkung ist der Erdwiderstand EphF,k für Drehung um den Fußpunkt
nach Bild EB 102-3 b) maßgebend, sofern sich bei gestützten Wänden im Bruchzustand
nicht eine Drehung um einen höherliegenden Punkt und damit eine Kombination aus
Fußpunktdrehung und Parallelverschiebung einstellen kann.
Näherungsweise gilt nach [11] und [1] für durchlaufende Wände in nichtbindigem Boden
der Zusammenhang:
0,50 � EphP,k � EphF,k � 0,62 � EphP,k
Näherungsweise darf dieser Zusammenhang auch auf bindige Böden angewendet
werden.
13.Der Anteil EV,k ist beim Nachweis nach Absatz 10 auch dann zu berücksichtigen, wenn er
für die praktische Berechnung aus programmiertechnischen Gründen ganz oder teilweise
gegen die Belastungen auf der Erdseite der Wand aufgerechnet wird.
14.Beim Nachweis nach EB 9 (Abschnitt 4.8), mit dem das Auftreten des gewählten
negativen Neigungswinkel �B = �p beim Erdwiderstand sichergestellt wird, ist Bh,k der

charakteristische Wert der Auflagerkraft nach Absatz 11. Er ergibt sich bei durchlaufenden
Wänden zu
Bh,k = BBh,k + EV,k

Bei Trägerbohlwänden ist die auf die Längeneinheit bezogene Auflagerkraft
Bh,k = (BBh,k + b · EV,k) / a
maßgebend.
15.Beim Nachweis nach EB 84 (Abschnitt 4.9), mit dem sichergestellt wird, dass die von
oben nach unten wirkenden Vertikalkräfte im Einbindebereich der Wand mit
ausreichender Sicherheit in den Untergrund übertragen werden können, darf die
Vertikalkomponente der Resultierenden der Bodenreaktion wahlweise durch
Mantelreibung ersetzt werden.
Aktuell setzt sich der Arbeitskreis aus folgenden Mitgliedern und Gästen zusammen:
Prof. Dr.-Ing. A. Hettler (Obmann), Dipl.-Ing. U. Barth, Prof. Dr.-Ing. K.-M. Borchert,
Dipl.-Ing. P. Gollub, Dipl.-Ing. W. Hackenbroch, Dr.-Ing. M. Herten,
Dipl.-Ing. Hans-Uwe Kalle, Prof. Dr.-Ing. H.-G. Kempfert, Dr.-Ing. F. Könemann,
Prof. Dr.-Ing. Christian Moormann, Dipl.-Ing. Ch. Sänger, Dipl.-Ing. W. Vogel
Gäste: Dipl.-Ing. Thomas Brand, Dipl.-Ing. Rainer Haussmann,
Dr. Dipl.-Ing. Robert Hofmann, Prof. Dr.-Ing. Eugen Perau, Dipl.-Ing. St. Kinzler