Die Geotechnik ist ein Teilgebiet des Bauingenieurwesens, das sich mit dem Verhalten von Boden und Fels unter Einwirkung von Lasten befasst. Kein Bauwerk kann ohne fundierte Kenntnisse der Baugrundverhältnisse sicher gegründet werden.
Boden als Baustoff und Baugrund
Boden unterscheidet sich grundlegend von anderen Ingenieurbaustoffen. Er ist ein natürliches Material mit großer Variabilität, dessen Eigenschaften von Ort zu Ort und even mit der Tiefe stark schwanken können. Die Bodenmechanik liefert die theoretischen Grundlagen zur Beschreibung und Berechnung des Bodenverhaltens unter Last.
Die wichtigsten bodenmechanischen Parameter sind die Scherfestigkeit, die Steifigkeit und die Durchlässigkeit. Diese Eigenschaften bestimmen maßgeblich, wie sich der Boden unter Beanspruchung verhält und wie er auf Wasser reagieren wird.
Fundamentierung
Die Wahl des richtigen Fundamenttyps hängt von den Baugrundverhältnissen und den Lasten aus dem Oberbau ab. Flachenfundamente leiten die Lasten direkt in den oberflächennahen Baugrund weiter. Sie eignen sich für gleichmäßig festen Boden und mittlere Lasten.
Pfähle werden eingesetzt, wenn der oberflächennahe Boden die Lasten nicht aufnehmen kann. Sie leiten die Lasten in tiefere, tragfähigere Bodenschichten weiter. Die Dimensionierung von Pfählen erfordert eine sorgfältige Analyse der Mantelreibung und der Spitzentragfähigkeit.
Baugruben und Verbau
Baugruben ermöglichen die Herstellung von Untergeschossen und tiefliegenden Bauteilen. Die Sicherung der Baugrubenwände erfordert spezielle Konstruktionen wie Bohrpfahlwände, Spundwände oder Anker. Die Standsicherheit muss für alle Bauzustände nachgewiesen werden.
Der Grundwasserspiegel stellt eine besondere Herausforderung dar. Wasserhaltungsmaßnahmen oder abdichtende Konstruktionen wie Schlitzwände kommen zum Einsatz, um trockene Baugruben zu ermöglichen.
In-situ-Untersuchungen
Die Baugrunduntersuchung umfasst Feld- und Laborversuche zur Bestimmung der bodenphysikalischen Parameter. Standard Penetration Tests, Rammsondierungen und Pressiometerprüfungen liefern Informationen über die Festigkeit und Verformbarkeit des Bodens.
Laborversuche an entnommenen Proben ergänzen die Felduntersuchungen. Die Triaxialprüfung, der Proctor-Versuch und die Bestimmung der Konsolidationseigenschaften sind Standardversuche mit bodenmechanischer Fragestellung.