159 Ermittlung wichtiger geotechnischer Eigenschaften für ... - B+S AG

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Abb. 8. Vorbelastungsspannungen ermittelt aus Drucksonden CPT-U und Laborversuchen mit Stufen 24 Stunden und CRS Oedometer für Gewerbebau. Abb. 9. Vorbelastungsspannungen ermittelt aus DMT; Drucksonden CPT-U und Laborversuchen mit Laststufen T100 + 1h Stunden für ARA. 5.2 Laboruntersuchungen Laborversuche sind nötig, um die Verformungseigenschaften im Vor- und Erstbelastungsbereich zuverlässiger zu ermitteln. Die mit in Oedometern durchgeführten Konsolidationsversuche wurden mit unterschiedlichen Methoden belastet, die Versuche für den Gewerbebau mit Laststufen von 24 Stunden Dauer, parallel konnte im Rahmen eines Forschungsprojektes der EPF Lausanne ein Oedometer mit konstanter Stauchungsgeschwindigkeit durchgeführt werden. Die beiden Oedometer für die ARA wurden mit verkürzten Laststufen durchgeführt, welche t100 + 1h entsprechen, dies entspricht der Methode B nach der amerikanischen ASTM Norm D 2435. Mit dieser Methode wird während der Laststufen weniger Sekundärsetzung erzeugt und die Vorbelastungsspannung wird höher und entspricht deshalb mehr der wirklichen Vorbelastung. Diese Feststellung wurde schon beim Bau der Schüttung Ittigenmösli gemacht (Steiner, 1993), wo dies wesentliche Auswirkungen auf die Beurteilung der Sicherheit hatte. Bei den vorliegenden Versuchen bestätigt sich dieser Unterschied, so sind die mit 24 Stunden Laststufen Oedometer ermittelten Vorbelastungsspannungen geringer als die aus dem mit konstanter Stauchgeschwindigkeiten (CRS) ermittelten Versuche. Die mit kurzen Laststufen ermittelten Vorbelastungsspannungen liegen dazwischen. Die Klassifikationsversuche sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Die Seeablagerungen sind als magerer Ton, CM, nach SN 670 004-2NA klassiert und sehr homogen. Steiner: Geotechnik weicher Baugrund SGBF Herbsttagung 2009 Lausanne Seite 9 von 12
Tabelle _________________________________________________________________________________ 2: Resultate der Laboruntersuchungen: Raumgewichte, Atterberggrenzen, Wassergehalt Ausroll Trocken- Wasser Fliess- grenze Plastizi- Dichte dichte gehalt grenzetätsindex Liq. Ton Akt. Klasse _________________________________________________________________________________ Symbol � �d w LL PL PI LI q A USCS _________________________________________________________________________________ Einheit t/m3 t/m3 % % % % -- % -- RB1- 1 1.93 1.44 34 RB1 - 2 1.94 1.48 31.5 37.6 22.1 15.4 .607 52.5 0.293 CM RB1 - 3 1.91 1.44 33.3 38.4 21.4 16.9 0.7 56.8 0.298 CM RB1 - 4 1.92 1.47 31.1 40.4 21.4 19 0.51 ---- CM B4-1 1.966 1.522 29.2 32.7 18.5 14.2 0.79 47 0.302 CM B4-2 1.945 1.486 30.9 31.6 17 14.6 .952 48 0.304 CM Tabelle ___________________________________________________________________________________ 3: Kennwerte aus Zusammendrückungsversuchen WiederErstVorbelas- Konsolidations Porenziffer belastung Entlastung belastungtungsdifferenz koeffizient Symbol e0 Cr Cru Cc ��= �p - �’v Einheit - - - - kPa cv m 2 _________________________________________________________________________________ /s RB1 - 2 0.851 0.012 0.039 0.322 58 (CRS =208) RB1 - 3 0.902 0.009 0.046 0.375 81 B4-1 0.82 0.073 0.045 0.25 124 8-12 x 10 -7 B4-2 0.78 0.072 0.045 0.225 147 7-1.1 10 -7 Design _________________________________________________________________________________ 0.90 0.034 0.034 0.285 6 Folgerungen 6.1 Geotechnische Folgerungen Aus den Feld- und Laborversuchen konnte nachgewiesen werden, dass der am Ende der Eiszeit im Becken von Belp abgelagerte Seeton eine Vorbelastungsspannung von 120 bis 200 kPa über die vertikale Spannung aufweist, dies entspricht einer flächenhaften Schüttung von 6 bis 10 Meter Höhe. Die Beurteilung setzt den kombinierten Einsatz von Feldversuchen, d.h. Flachdilatometer DMT und Drucksonden CPT-U und Laborversuchen im Oedometer mit stufenweiser Vorbelastung mit t100 + 1h voraus. Für andere Bauaufgaben wie grössere Aushübe könnten andere Untersuchungen im Labor nützlich sein. 6.2 Bautechnische Folgerungen 6.2.1 Gewerbebau Beim Gewerbebau sind folgende Bodenschichten vorzufinden. Als erstes die Deckschicht aus Verlandungssedimenten (Abb. 10), darunter in 2 bis 4 Meter Tiefe fluvioglaziale Ablagerungen (Schotter) und danach Seeton (Abb. 11). Der Gewerbebau besteht aus einem vorerst zweigeschossigen Bürotrakt mit der Möglichkeit der Erweiterung um ein drittes Geschoss in Leichtbauweise, dies ergibt eine verteilte Last von 40 kPa. Daneben ist der Produktions- und Lagertrakt von 35 m Breite und 60 m Länge vorgesehen mit Druckmaschinen und Papierlager, die Last wurde zu 25 kPa abgeschätzt. Die verteilte grösste Belastung beträgt etwa 40 kPa, also einer Schütthöhe von 2 m Kies. Setzungsberechnungen zeigten, dass im Seeton Initialsetzungen von etwa 6 mm und Konsolidationssetzungen von 20 bis 30 mm zu erwarten sind. Die Verlandungssedimente sind mit besserem Material zu ersetzen, aus Abschätzungen ergaben sich mit vorhandenen Sedimenten bis zu 20 mm Setzungen und es wären grosse Setzungsdifferenzen zu erwarten gewesen. Mit Materialersatz wurden aus den oberen Schichten Setzungen von wenigen Millimetern abgeschätzt. Die beiden Gebäude werden mit durchgehenden Betonplatten auf dem ausgetauschten Boden fundiert. Steiner: Geotechnik weicher Baugrund SGBF Herbsttagung 2009 Lausanne Seite 10 von 12
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