Untersuchungen zum Tragverhalten von Baugruben und Gründungen im Frankfurter Ton auf der Basis aktueller Meßergebnisse

Diplomarbeit aus dem Jahr 1999 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Bauingenieurwesen, Note: 1,0, Technische Universität Darmstadt (Bauingenieurwesen, Geotechnik), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Einleitung:
Die in den letzten Jahren stetig gewachsene Nachfrage nach Büro- und Wohnraum im Ballungsgebiet Frankfurt am Main hat auf dem begrenzten, innerstädtischen Raum zu einer verdichtenden, in die Höhe gerichteten Bauweise geführt. Die entstandenen Hochhäuser prägen seither die Skyline von Frankfurt.
Da sich diese Hochhäuser aus städteplanerischer und historischen Gründen an einigen Plätzen der Stadt konzentrieren, müssen neue Hochhausprojekte in diesem Gebiet dieser Situation angepaßt werden. Eine besondere Rolle spielt in diesem Zusammenhang der anstehende Baugrund. Während die erste Hochhausgeneration flach auf dem ausgeprägt verformbaren Frankfurter Ton gegründet wurde und damit hohe, meist gleichmäßige Setzungen hervorgerufen wurden, würden in ihrer Nähe ebenfalls flach gegründete Hochhäuser und die hierdurch verursachten Mitnahmesetzungen eine unzulässige Schiefstellung der bestehenden Bebauung bewirken.
Also muß bereits bei der Planung von solchen Hochhäusern ein Gründungskonzept sowie ein Konzept zur Herstellung der Baugrube bzw. Kellergeschosse gewählt werden, das Verformungen auf ein Minimum reduziert.
Gang der Untersuchung:
Diese Arbeit beschäftigt sich mit den zwei Bauteilen eines Hochhauses, die maßgeblich für die Entwicklung von Verformungen verantwortlich sind: Gründung und Baugrubenverbau, und gliedert sich somit in zwei Abschnitte.
Der erste Teil stellt das auf einer Kombinierten Pfahl-Plattengründung (KPP) gegründete Hochhaus in Frankfurt/Main (DG Bank) aus geotechnischer Sicht vor. Dazu wird das installierte geotechnische Meßprogramm dargestellt, die vorhandenen, erfaßten Daten im Detail ausgewertet und interpretiert und die Ergebnisse einer computergestützen FE-Modellierung (SoFiStik) der Gründung im Rahmen einer back-analysis gegenübergestellt.
Das ebenfalls auf einer Kombinierten Pfahl-Plattengründung gegründete, kurz vor der Fertigstellung stehende Hochhaus in Frankfurt/Main wird im zweiten Teil der Arbeit hinsichtlich der gleichen Aspekte des ersten Teils vorgestellt und untersucht. Zusätzlich wird der in einer Spezialausführung hergestellte Verbau (Druckring als Aussteifung zur Einsparung von zwei Ankerlagen) der Baugrube beschrieben und die meßtechnisch erfaßten Größen dargestellt. Anschließend wird anhand dieser Datengrundlage mit Hilfe einer 2D-Modellierung das Trag- und Verformungsverhalten des Baugrubenverbaus berechnet und den Meßwerten gegenübergestellt.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
Einleitung1
1.Hochhaus3
1.1Baugrund- und Grundwassersituation5
1.2Gründung8
1.3Bauablauf9
1.4Baubegleitende Messungen10
1.4.1Porenwasser- und Sohldruck der Hochhausplatte11
1.4.2Meßpfähle11
1.4.3Verformungen des Untergrundes14
1.5Geotechnische Meßergebnisse17
1.5.1Totale Sohlspannungen17
1.5.2Neutrale Sohlspannungen22
1.5.3Pfahlkopfkräfte23
1.5.4Pfahldehnungen25
1.5.5Baugrundverformungen37
1.6Geodätische Meßergebnisse46
1.7Plattentragverhalten (effektive Sohlspannungen)64
1.8Ultraschallmessungen69
1.9Tragverhalten der Pfähle69
1.10Tragverhalten der KPP86
1.11FEM-Modellierung der Gründung94
1.11.1Finite-Element-Methode (FEM)94
1.11.2Rechenansätze von SOFiSTiK 95
1.11.3Beschreibung des Modells100
1.11.4Beispiel eines SOFiSTiK Eingabesatzes106
1.11.5Ergebnisse108
2.Hochhaus121
2.1Baugrund- und Grundwassersituation122
2.2Gründung und Konzept der Baugrubensicherung123
2.3Baubegleitende Messungen125
2.4Geotechnische Meßergebnisse127
2.5Geodätische Meßergebnisse131
2.6Trag...

Klappentext

Inhaltsangabe:Einleitung: Die in den letzten Jahren stetig gewachsene Nachfrage nach Büro- und Wohnraum im Ballungsgebiet Frankfurt am Main hat auf dem begrenzten, innerstädtischen Raum zu einer verdichtenden, in die Höhe gerichteten Bauweise geführt. Die entstandenen Hochhäuser prägen seither die ?Skyline? von Frankfurt. Da sich diese Hochhäuser aus städteplanerischer und historischen Gründen an einigen Plätzen der Stadt konzentrieren, müssen neue Hochhausprojekte in diesem Gebiet dieser Situation angepaßt werden. Eine besondere Rolle spielt in diesem Zusammenhang der anstehende Baugrund. Während die erste Hochhausgeneration flach auf dem ausgeprägt verformbaren Frankfurter Ton gegründet wurde und damit hohe, meist gleichmäßige Setzungen hervorgerufen wurden, würden in ihrer Nähe ebenfalls flach gegründete Hochhäuser und die hierdurch verursachten Mitnahmesetzungen eine unzulässige Schiefstellung der bestehenden Bebauung bewirken. Also muß bereits bei der Planung von solchen Hochhäusern ein Gründungskonzept sowie ein Konzept zur Herstellung der Baugrube bzw. Kellergeschosse gewählt werden, das Verformungen auf ein Minimum reduziert. Gang der Untersuchung: Diese Arbeit beschäftigt sich mit den zwei Bauteilen eines Hochhauses, die maßgeblich für die Entwicklung von Verformungen verantwortlich sind: Gründung und Baugrubenverbau, und gliedert sich somit in zwei Abschnitte. Der erste Teil stellt das auf einer Kombinierten Pfahl-Plattengründung (KPP) gegründete Hochhaus in Frankfurt/Main (DG Bank) aus geotechnischer Sicht vor. Dazu wird das installierte geotechnische Meßprogramm dargestellt, die vorhandenen, erfaßten Daten im Detail ausgewertet und interpretiert und die Ergebnisse einer computergestützen FE-Modellierung (SoFiStik) der Gründung im Rahmen einer ?back-analysis? gegenübergestellt. Das ebenfalls auf einer Kombinierten Pfahl-Plattengründung gegründete, kurz vor der Fertigstellung stehende Hochhaus in Frankfurt/Main wird im zweiten Teil der Arbeit hinsichtlich der gleichen Aspekte des ersten Teils vorgestellt und untersucht. Zusätzlich wird der in einer Spezialausführung hergestellte Verbau (Druckring als Aussteifung zur Einsparung von zwei Ankerlagen) der Baugrube beschrieben und die meßtechnisch erfaßten Größen dargestellt. Anschließend wird anhand dieser Datengrundlage mit Hilfe einer 2D-Modellierung das Trag- und Verformungsverhalten des Baugrubenverbaus berechnet und den Meßwerten