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Mechanismen der dynamischen Bodenverdichtung bei der Anwendung von Tiefenverdichtungsverfahren

Veröffentlicht am: 31. März 2005

Zur Bebauung von Böden mit unzueichender oder ungleichmäßiger Lagerungsdichte steht eine Vielzahl von Bodenverbesserungsmaßnahmen zur Verfügung, die eine Erhöhung der Tragfähigkeit des Baugrunds bewirken soll. Die Umsetzung kann entweder durch Austausch, Verfestigen oder Verdichten des Bodenmaterials erfolgen. Verdichtungsmaßnahmen bewirken eine Verringerung des Porenraums. Daraus resultiert eine erhöhte Lagerungsdichte, die das Lastsetzungsverhalten des anstehenden Bodens verbessert. Es kommen sowohl statische als auch dynamische Verdichtungsverfahren zum Einsatz.

Die dynamische Bodenverdichtung durch Tiefenrüttler ist eines der am längsten angewendeten Verfahren. Dabei wird ein länglicher, vibrierender Stahlzylinder in den Boden eingefahren, der den ihn umgebenden Boden verdichtet. Die Interaktion zwischen Rüttler und Boden sowie der dadurch bedingte Verdichtungsvorgang sind noch nicht erschöpfend untersucht worden. Aus diesem Grund existieren bisher nur empirische Ansätze zur Bemessung von Tiefenrüttelverfahren.

Ziel dieser Arbeit ist die Darstellung der Mechanismen, die maßgeblich an der dynamischen Bodenverdichtung mittels Tiefenverdichtungsverfahren beteiligt sind. Anhand einer Literaturrecherche sollen zunächst die Grundlagen der Bodendynamik im Hinblick auf die dynamischen Prozesse im Boden während des Verdichtungsvorganges erläutert werden, bevor auf die Faktoren eingegangen wird, die sich nachhaltig auf die dynamische Verdichtung auswirken. Die Schwerpunkte werden dabei auf den Einfluss der Erregerfrequenz des Tiefenrüttlers sowie auf entstehende Resonanzerscheinungen im Rüttler-Boden-System in nichtbindigen Böden gelegt.

Im Anschluss daran wird erläutert, inwieweit sich bestehende Modelle des Resonanzzustandes, wie sie beispielsweise aus der Festigkeitslehre bekannt sind, auf die dynamische Bodenverdichtung übertragen lassen. Abschließend wird für einen Modelltiefenrüttler rechnerisch abgeschätzt, bei welchen Betriebszuständen unter den gegebenen Versuchsbedingungen Resonanzerscheinungen des Rüttler-Boden-Systems prinzipiell möglich sind und welche Randbedingungen dabei eingehalten werden müssen.

Informationen

Fachgebiet: Geotechnik » Bodenmechanik
Hochschule: Technische Universität Braunschweig | Prof. Dr. Joachim Stahlmann
Grad der Arbeit: Diplomarbeit
Umfang: 149
Note: 1
Abgabedatum: 31.03.2005