Bemessung

Die Berechnung des Erdruck erfolgt nach dem am häufigsten verwendete Verfahren der Coulomb’sche Erddrucktheorie (kinematische Methode). Diese Methode geht von einem vereinfachten Bruchmechanismus aus.

Sollte der Geländeverlauf nicht eben sein, wird das Erdreich, das sich oberhalb des tiefsten Geländepolygonpunkts befindet, als Belastung angesetzt.
D.h., das Programm unterteilt das Gelände in einzelne Abschnitte. Zur Berechnung können jetzt diese Streifen wie eine Belastung (kleine Streckeneinwirkungen) auf ebenem Gelände behandelt werden. Als Bezugspunkt für die Höhe der Streifen wird der tiefste Geländepolygonpunkt herangezogen.

Danach wird für jeden Streifen die z-Ordinate berechnet (mit Winkel phi und theta), an der die Wirkungsstrahlen auf die Wand treffen. Jeder Streifen erzeugt somit eine Erddruckfläche die sich aus 4 Wirkungsstrahlen zusammensetzt.
Zusätzlich wird auch an der Höhenkote des Wasserstandes eine Schichtgrenze eingefügt. Ab dieser Höhenkote ist die Wichte des Bodens geringer (gamma Auftrieb).

Die so ermittelten Erddruckflächen aus aktivem und passivem Erddruck werden durch Addition zu einer Erddruckfläche zusammengefasst. Mit dieser Erddruckfläche und der Wandgeometrie wir nun iterativ die Einspannlänge der Spund-/ Bohlwand ermittelt.

Wenn die theoretische Einspannlänge ermittelt ist werden an diesem System die Schnittgrößen und Ankerkräfte errechnet und mit diesen die Spannungs- und Verformungsnachweise geführt.

Für die statischen Berechnungen und die Zuordnung der zulässigen Spannungen werden im Grundsätzlichen folgende Lastfälle unterschieden:

Lastfall 1

Belastungen aus Erddruck und aus Wasserüberdruck bei häufig auftretenden ungünstigen Außen- und Innenwasserständen. Erddruckeinflüsse aus den normalen Nutzlasten, aus Eigengewicht und normaler Nutzlast. Die für Lastfall 1 zugelassenen Spannungen dürfen nur angewendet werden, wenn der Baugrund sorgfältig untersucht ist und einwandfreie Schichtenverzeichnisse nach DIN 4022 vorliegen.

Lastfall 2

Wie Lastfall 1, jedoch mit bodenphysikalischen Untersuchungen einer Versuchsanstalt, mit außergewöhnlichen Wasserüberdruck, mit dem Sogeinfluss vorbeifahrender Großschiffe, mit Erddruckeinflüssen aus außergewöhnlichen örtlichen Auflasten, mit Lasten aus Trossenzug und aus Schiffsstoß und bei vorübergehenden ungünstigsten Belastungen im Bauzustand.

Lastfall 3

Wie Lastfall 2, jedoch unter Berücksichtigung aller nur erdenklichen ungünstigsten Umstände, wie Erhöhung des Wasserüberdrucks durch restlosen Ausfall einer Entwässerungsanlage, ursprünglich nicht einge-plante außergewöhnliche Auflasten oder ungewöhnli-cher Kolkbildung. Falls dies möglich ist, muss auch das Zusammenwirken mehrerer Einflüsse berücksichtigt werden.

Die Schubfläche ergibt sich bei den Bolhträgerprofilen aus folgender Formel:
Aq = h * t
h = Höhe des Profils
t = Flanschdicke des Profils

Die Schubfläche ergibt sich bei den Spundwänden aus folgender Formel:
Aq = h * t * 1 / e
h = Höhe des Profils
t = Dicke des Stegblechs
e = Länge einer halben Spundbohle