Sachverstand und Verantwortung gefragt

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  • 451Bautechnik 83 (2006), Heft 6

    Berichte

    Sachverstand und Verantwortung gefragt

    Diskussionsbeitrag zu:El-Mossallamy, Y., Lschner, J.: BBeeiittrraagg zzuurr SSttaannddssiicchheerrhheeiitt vvoonn BBsscchhuunnggeenn nnaacchh DDIINN 11005544 JJaannuuaarr 22000055.. Bautechnik 83 (2006), S. 288289.

    In ihrem Beitrag untersuchen die Autoren Diskrepanzenzwischen alten und neuen DIN-Normen hinsichtlich desStandsicherheitsniveaus bei Bschungen und Gelnde-sprngen. Dabei kommen sie zu dem Schlu, da entge-gen der Absicht, bei der Umstellung des globalen Sicher-heitskonzeptes auf das Konzept der Teilsicherheiten dasSicherheitsniveau zu erhalten, dies im Falle der Bschungs-und Gelndebruchsicherheit nicht gelungen sei. Hier seinach dem neuen Sicherheitskonzept das Sicherheitsni-veau geringer als zuvor. Dies wird anhand von Vergleichs-berechnungen fr einen Deich nach DIN 4084:07-1984und DIN 1054:01-2005 belegt.

    Vergleichsberechnungen hierzu sind im Zusammen-hang mit der Erarbeitung der DIN V 4084-100 durchgefhrtund beispielsweise bei Schulz/Goldscheider (1997), Teil 1,publiziert worden, wobei sich herausgestellt hat, da die Ab-sicht, das Sicherheitsniveau unter der weiter unten darge-stellten Vorgabe zu erhalten, mit den damals durch DINV 1054-100 vorgegebenen Teilsicherheitsbeiwerten y

    f

    = 1,25und yc = 1,6 im wesentlichen gelungen war. Diese Ver-gleichsberechnungen ergaben, da ohne Bercksichtigungvon vernderlichen Einwirkungen das Sicherheitsniveaunach dem Konzept der Teilsicherheiten nach DIN V

    ENV 1054-100 etwas hherwar als nach dem globalen Kon-zept. Da fr vernderliche Einwirkungen im neuen Konzepthhere Teilsicherheitsbeiwerte zugrunde zu legen sind alsfr stndige Einwirkungen, werden Vergleiche immer pro-blematisch sein. In der Regel sind aber die vernderlichenEinwirkungen bei Nachweisen der Bschungs- und Geln-debruchsicherheit im Vergleich zu den stndigen Einwir-kungen gering1. Gegenber den Teilsicherheitsbeiwerten derDIN V ENV 1054-100 ist allerdings in der spterenDIN 1054:01-2005 der Teilsicherheitsbeiwert fr die Koh-sion des Bodens deutlich niedriger angesetzt worden, wasformal gegenber DIN V ENV 1054-100 und den frherenNormen zu einem geringeren Sicherheitsniveau fhrt.

    Die angesprochene Problematik spiegelt durchaus diehistorische Entwicklung in der geotechnischen Praxis undNormung der letzten Jahrzehnte wider. Die noch aus zweiTeilen Blatt 1 Gelndebruchberechnungen bei Sttzbau-werken und Blatt 2 Berechnung der Standsicherheit von

    1 Ausnahmen hierzu stellen z. B. Eisenbahnbschungen gerin-ger Hhe dar, wo die vernderlichen Einwirkungen durchausdazu fhren knnen, da nach dem Konzept der Teilsicher-heitsbeiwerte flachere Bschungen ausgefhrt werden mssen(freundl. Mitteilung von Prof. Vogt, Mnchen).

  • Bschungen bestehende DIN 4084 entstand Anfang der1970er Jahre, zu einer Zeit, in der noch keine weitgehen-den Anforderungen fr die Baugrunduntersuchung erlas-sen waren. Die DIN 19700, Teil 10/1986 verlangte, ebensowie bereits die Fassung von 1965, fr die wesentlich an-spruchsvolleren und risikotrchtigen Staudmme fr nor-male Lastflle den Sicherheitsbeiwert von h = 1,3. DerGrund fr diese uerliche Diskrepanz waren die hherenAnforderungen an die geotechnischen Untersuchungen,Nachweisverfahren und Baukontrollen bei Staudmmengegenber sonstigen Bschungen und Gelndesprngen.Bei Stauhaltungsdmmen, zum Teil auch bei Fludeichen,lehnte man sich hufig an die DIN 19700 an.

    Durch die Einfhrung der DIN 4020 und zahlreicherVersuchsnormen verbesserte sich bereits in den 1980erJahren der Standard der geotechnischen Bearbeitung soweit, da im DIN-Ausschu Baugrund/Berechnungsver-fahren eine Herabsetzung der in der DIN 4084 geforder-ten Werte um 0,1 beschlossen wurde. In der in Verbindungmit der Umstellung des Sicherheitskonzepts entstandenenFassung DIN V 4084-100 (1996) waren keine Zahlenwertefr die neuen Teilsicherheiten angegeben, jedoch schriebdie DIN V 1054-100 (ebenfalls von 1996) im Lastfall 1 frden Reibungsbeiwert y

    f

    = 1,25 und fr die Kohsion yc =1,60 vor, Werte, die der ENV 1997-1 entstammten und seitJahrzehnten in Dnemark blich waren.

    Die Teilsicherheitsbeiwerte sind jedoch auf die charak-teristischen Werte der Bodenkenngren anzuwenden, dielaut DIN EN 1971-1:2004, Abs. 2.4.5.2 (2P) als vorsichtigeSchtzung desjenigen Wertes festzulegen sind, der im Grenz-zustand wirkt. Bei dieser Schtzung sind zahlreiche Krite-rien einzuhalten und Randbedingungen zu bercksichtigen,die in Abschnitt 2.4.3 und in den weiteren Abstzen des Ab-schnittes 2.4.5.2 derselben DIN EN aufgelistet sind. Darausist ersichtlich, da der charakteristische Wert der Scher-festigkeit von Bden bereits mit Sicherheiten zu versehen ist;dieselben Bestimmungen stellen aber auch dem Sachver-stndigen fr Geotechnik einen erheblichen Spielraum be-reit, um entsprechend seinen Kenntnissen und Fhigkeitenauch hhere Scherfestigkeiten zu vertreten, als es frher un-ter den Magaben der DIN 1055, Teil 2 blich war, z. B.durch Bercksichtigung der Spannungsabhngigkeit desWinkels der inneren Reibung bei einigen Bodenarten. Fer-ner verlangt 2.4.5.2 (3P), die grere Streuung von c imVergleich zu tan j bei der Festlegung des charakteristischenWertes zu bercksichtigen. Die Folge davon ist die Anglei-chung derTeilsicherheiten fr beide Teile der Scherfestigkeit.Ob sich die vorsichtige Schtzung auf einen Mittelwert be-zieht oder z. B. fr verschiedene Versagensmechanismenunterschiedliche charakteristische Werte anzunehmen sind,wird von Fall zu Fall zu entscheiden sein. Bei flachenBschungskreisen in als homogen eingestuften Bden z. B.wre von vorsichtigen, d. h. auf der sicheren Seite liegendenMittelwerten fr geringe Normalspannungen auszugehen.Fr hhere Bschungen und tiefliegende Gleitkreise wreeine Mittelung sowohl ber einzelne Versuchsergebnisse alsauch ber die Normalspannungen angemessen, wenn nichteine Unterteilung in Schichten vorgenommen wird.

    Die Kommentare zur ENV 1997-1 und EN 1997-1 vonSadgorski/Smoltczyk, Smoltczyk/Vogt und Simpson/Discollsetzten sich weiter mit dem Wesen und der Problematik dercharakteristischen Werte fr Bodenkenngren auseinander.

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    Insbesondere die letzteren gehen auf die wesentlichen Unter-schiede zwischen den charakteristischen Werten des kon-struktiven Ingenieurbaus und der Geotechnik ein. Sie beto-nen, da der Kenntnisstand des geotechnischen Mitplaners(bzw. Sachverstndigen fr Geotechnik) ber die rtlichenVerhltnisse stets hher ist als derjenige der Verfasser derNormen. Die EN 1997-1verlange vom erstgenannten, diesenKenntnisstand in die Wahl und Begrndung der charakteri-stischen Werte einflieen zu lassen. Diese, durchaus briti-sche, Formulierung eines bekannten Sachverhaltes fhrt er-neut die Verantwortung der Beteiligten, insbesondere unterden Bedingungen weitgehender Gewerbefreiheit, vorAugen.

    So gesehen, wre die Sicherheit gegen Bschungs- undGelndebruch nach den neuen Kriterien nicht geringer,sondern eher hher als bisher, eine kompetente und pro-funde geotechnische Bearbeitung vorausgesetzt, die von derNormung auch imperativ verlangt wird (DIN 4020, Ab-schnitt 5.2). Die neue Sicherheit scheint allerdings einenHauch der Subjektivitt zu enthalten, wodurch eine bishernur in Sonderfllen bliche, kritische Prfung der geotech-nischen Annahmen und Festlegungen einen hheren Stel-lenwert erhalten mu. Andererseits ist hinreichend be-kannt, da die verschiedenen gngigen vereinfachten undgenaueren Verfahren zur Ermittlung der Standsicherheitvon Bschungen schon bisher zu recht unterschiedlichenglobalen Sicherheitsbeiwerten fhrten, siehe z. B. Bishop(1954), Franke (1967), ein Umstand, der bei der Gesamtbe-urteilung der Sicherheit bercksichtigt werden sollte, auchwenn nach der DIN 4084 vorgegangen wird.

    Literatur

    Bishop, A. W.: The use of slip circle in the stability analysis ofslopes. Proc.Europ.Conf. on stability of slopes in Stockholm,1954, Vol. 1, Session 1/1.

    Franke, E.: Einige Bemerkungen zur Definition der Standsicher-heit von Bschungen und der Gelndebruchsicherheit beimLamellenverfahren. Die Bautechnik 12 (1967), S. 415419.

    Sadgorsky, W., Smoltczyk, U.: Sicherheitsnachweise im Erd-und Grundbau. Kommentar u. a. zu DIN V ENV 1997-1: Eu-rocode 7. Beuth Verlag Berlin 1996.

    Schulz, H., Goldscheider, M.: Vergleiche zur Standsicherheitvon Bschungen zwischen altem und neuem Sicherheitskon-zept, Eurocode 7, Entwurf, Berechnung und Bemessung inder Geotechnik, Beispiele, Herausgeber: DIN Deutsches In-stitut fr Normung, 1. Auflage 1997.

    Simpson, B., Driscoll, R.: Eurocode 7, a commentary. Construc-tion Research Communications Ltd. Watford, GB 1998.

    Smoltczyk, U., Vogt, N.: Entwurf, Berechnung und Bemessungin der Geotechnik, Teil 1: Allgemeine Regeln. Kommentar zuDIN EN 1997-1: Eurocode 7. Beuth Verlag Berlin 2005.

    Thurnbull, W. J., Hvorslev, M. J.: Special Problems in Slope Sta-bility. Journ. of Soil Mechanics and Foundations Division,Proc. ASCE, SM4, (1967) S. 499527.

    Vollenweider, U.: Standsicherheit von Bschungen, Anwendungdes neuen Bemessungskonzeptes. In Neue Normen fr Geo-technik (CEN und SIA), Referate der Studientagung vom 2.November 1995 in Zrich. SBGF/ SIA.

    Autoren dieses Beitrages:Prof. Dr.-Ing. Hartmut Schulz, Sachverstndiger fr Erd- und Grundbau,Laurentiusstrae 24, 76477 Elchesheim-Illingen, Prof. Dr.-Ing. Thomas Richter, Sachverstndiger fr Bodenmechanik, Dudenstrae 78, 10965 BerlinDr.-Ing. Welin Sadgorski, Rotbuchenstrae 73, 81547 Mnchen

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