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Grundbruch
Die Standsicherheit eines Fundamentes ist nicht mehr gegeben, wenn die Belastung
immer weiter gesteigert wird: schlie
ß
lich weicht der Boden unter dem Fundament
aus und das System versagt. Diesen Grenzzustand bezeichnet man als
Grundbruch
.
Dabei bildet sich eine Gleitfuge aus, die sich mit drei Teilkörpern idealisieren lässt
(Abb.12.19). Am freigeschnittenen ersten Teilkörper wirken die Sohlspannungen, die
als Fundamentaulast
F
[kN] zusammengefasst werden, und das Eigengewicht
G
[kN]
des ersten Teilkörpers sowie weiterhin die unter dem Reibungswinkel
ˆ
[
°
] angreifen-
de (unbekannte) Reibungskrat
Q
[kN] und der vom Teilkörper 2 ausge
ü
bte Erdwider-
stand
E
p
[kN]. Aus dem Krateck folgt die Grenzzustandsbedingung
F
ü
r die Grundbruchlast gilt also
Der passive Erddruck ergibt sich aus dem Freischneiden der Teilkörper 2 und 3 und
der Bilanzierung der an ihnen angreifenden Kräte. Schlie
ß
lich folgt f
ü
r die auf die
Gr
ü
ndungsbreite
b
[m] bezogene Grundbruchlast (Gudehus 1981: 181)
Darin ist
k
pt
der sich aus dem angenommenen Teilkörpermechanismus (Translation)
ergebende Erdwiderstandsbeiwert. Durch Variation der Winkel
ʱ
und
ˑ
lässt sich mit
dem
Prinzip der kleinsten Sicherheit
die minimale und somit zutrefende Grundbruch-
last ermitteln. In
ist
N
bo
[-] ein
Tragfähigkeitsbeiwert
, der die kritische Kombination von
ʱ
und
ˑ
wie-
dergibt. Mit der Herleitung des Tragfähigkeitsfaktors befassten sich bereits viele Bo-
denmechaniker, u.a. Prandtl (1920), der eine logarithmische Spirale als Gleitebene an-
nahm (anstelle des Dreikörper-Systems von Gudehus). Eine Vielzahl von Labor- und
Feldversuchen wurde durchgef
ü
hrt, um diesen Parameter zu bestimmen. Bindet das
Fundament in den Boden ein, zum Beispiel bis zur frostfreien Tiefe
d
[m], dann wird
der Boden neben dem Fundament zusätzlich mit
belastet, mit
ʳ
d
als Wichte des Bodens oberhalb der Gr
ü
ndungssohle. Ist weiterhin
noch eine Kohäsion
c
[kN/m
2
] zu ber
ü
cksichtigen, ergibt sich die Grundbruchspan-
nung in Anlehnung an Terzaghi (1940) zu