10.1002/bate.200710066.abs

Eingangsparameter für analytische und numerische Berechnungen eines Baugrubenverbaus ist der Wandreibungswinkel. Dieser beschreibt die Fähigkeit, wieviel Schubspannungen aus dem Boden an der Grenzfläche Boden–Verbauwand von der Verbauwand bei einer vorgegebenen Normalspannung aufgenommen werden können. Die national gültigen Normen und Empfehlungen geben für Berechnungen im GZ1 einen Wandreibungswinkel von |δ| ≤ ϕ/2 vor. Für den Nachweis der Gebrauchstauglichkeit GZ2 hat sich die Methode der Finiten Elemente etabliert. Mit zunehmender Verfeinerung der Berechnungen stellt sich somit die Frage, ob der Ansatz von |δ| ≤ ϕ/2 noch zutreffend ist.

Bei der Herstellung von Schlitzwänden sowie von unverrohrten Bohrpfahlwänden erfolgt der Bodenaushub im Schutze einer Stützflüssigkeit aus Wasser und Bentonit. Nach Erreichen der Schlitzendtiefe wird im Kontraktorbetonverfahren die Stützsuspension von unten nach oben verdrängt. Dabei können Reste der Suspension oder des entstehenden Filterkuchens in der Kontaktfläche Boden–Verbauwand verbleiben und den Wandreibungswinkel beeinflussen.

In‐situ‐Proben des Filterkuchens einer Schlitzwandbaugrube zeigten, dass die Filterkuchenfestsubstanz ein Gemisch aus Bentonit und dem anstehenden Boden ist. Durch die Aushubarbeiten vermischt sich der anstehende Boden mit der Suspension, wobei die feinen Kornfraktionen durch die Fließgrenze der Suspension in Schwebe gehalten werden. Der durch den Filtrationsprozess an der Erdwandung entstehende Filterkuchen kann daher nicht mehr als Schmierschicht aus Bentonit bezeichnet werden, sondern besitzt eine beachtliche Scherfestigkeit.

Dieser Beitrag stellt Ergebnisse von Baustellen‐ und Laboruntersuchungen zur Beschaffenheit des Filterkuchens und zur Ermittlung des Kontaktverhaltens des Boden‐Schlitzwand‐Systems vor.

Skin friction of cast‐in‐place walls.

Analytical and numerical calculations of retaining structures require the wall friction angle as an input parameter. It is specified as the maximal shear strength of the concrete‐soil interface due to normal effective load. For the design of diaphragm walls the national engineering standards recommend an angle of wall skin friction of |δ| ≤ ϕ/2. In the framework of present design numerical calculations are performed to determine the deformation behaviour of structures, so that the contact formulation becomes fundamental. Bentonite suspensions are used to support the sides of excavation for diaphragm walls and uncased cast‐in‐place piles. When concrete is cast by tremie methods the filter cake remains adhering on side walls and becomes part of the concrete‐soil interface and influences the characteristics of wall skin friction. In‐situ specimens of the filter cake were taken from a diaphragm wall and examinations reveal that the filter cake consists of bentonite and fine soil particles. Due to the excavation process fine particles from the soil are suspended into the supporting fluid due to the liquid limit of the bentonite slurry. Thus, the suspension, in a process of filtration into the surrounding soil, forms a filter cake with a certain shear strength caused by the fine soil particles. This paper presents the results of field and laboratory tests for the investigation of the effective contact behaviour between cast‐in‐place walls and the surrounding soil.