DIN 4126-2013 Stability analysis of diaphragm walls《隔墙的稳定性分析》.pdf

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1、September 2013DEUTSCHE NORM Normenausschuss Bauwesen (NABau) im DINPreisgruppe 11DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 93.020!$HU“1923750www.din.deDDIN 4126Nachwe

2、is der Standsicherheit von SchlitzwndenStability analysis of diaphragm wallsAnalyse de stabilit de parois moulesAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinMit DIN EN 1538:2010-12Ersatz frDIN 4126:1986-08;Ersatz frDIN V 4126-100:1996-04www.beuth.deGesamtumfang 18 SeitenDIN 4126:201

3、3-09 2 Inhalt Seite Vorwort . 3 1 Anwendungsbereich 4 2 Normative Verweisungen . 4 3 Begriffe 5 4 Formelzeichen . 8 5 Standsicherheit der mit Sttzflssigkeit gefllten Schlitze . 10 5.1 Voraussetzung fr die Nachweise der Standsicherheit 10 5.2 Sicherheit gegen den Zutritt von Grundwasser in den Schlit

4、z und gegen Verdrngen der Sttzflssigkeit . 10 5.3 Sicherheit gegen Abgleiten von Einzelkrnern oder Korngruppen 11 5.4 Sicherheit gegen den Schlitz gefhrdende Gleitflchen im Boden . 12 5.4.1 Grenzzustandsbedingung 12 5.4.2 Ermittlung des charakteristischen Werts der Sttzkraft Sk13 5.4.3 Ermittlung de

5、s charakteristischen Werts der Erddruckkraft Eah,k. 14 5.4.4 Befreiung vom Standsicherheitsnachweis 16 6 Standsicherheit erhrteter Ortbeton-Schlitzwnde . 18 6.1 Standsicherheitsnachweis . 18 6.2 Stahlbetonbemessung und Verbundfestigkeit 18 6.3 Erddruckneigungswinkel . 18 DIN 4126:2013-09 3 Vorwort D

6、ieses Dokument wurde vom Arbeitsausschuss NA 005-05-13 AA Baugrund, Schlitzwnde“ im Normenausschuss Bauwesen (NABau) im DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. erarbeitet. Die Norm enthlt gegenber DIN 1054 erweiternde und ergnzende Berechnungsverfahren und bercksichtigt das Konzept der Teilsicherhei

7、tsbeiwerte nach DIN EN 1990, Eurocode: Grundlagen der Tragwerksplanung und DIN EN 1997-1, Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik Teil 1: Allgemeine Regeln DIN 4126 regelt den Nachweis der Standsicherheit der offenen Schlitze und enthlt ergnzende Regelungen fr den Standsicher

8、heitsnachweis der erhrteten Ortbeton-Schlitzwandelemente. Die Prfverfahren fr Sttzflssigkeiten und Schlitzwandtone wurden wieder in E DIN 4127 bernommen, die als reine Prfnorm keine Anforderungen an Sttzflssigkeiten und Schlitzwandtone mehr enthlt. Diese sind in DIN EN 1538 geregelt. Es wird auf die

9、 Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN und/oder die DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. nderungen Gegenber DIN 4126:1986-08 und DIN V 4126-100:1996-04 wurden folgende nderungen vo

10、rgenommen: a) Abschnitt 4 Bautechnische Unterlagen, Abschnitt 5 Bauleitung, Abschnitt 6 Baustoffe und Abschnitt 7 Bauausfhrung wurden durch DIN EN 1538 ersetzt; b) Struktur und Inhalt wurden DIN 1054, DIN EN 1997-1 und DIN EN 1538 angepasst; c) die in DIN V 4126-100:1996-04 gegenber DIN 4126:1986-08

11、 vorgenommenen Ergnzungen wurden bernommen. Frhere Ausgaben DIN 4126: 1984-01,1986-08 DIN V 4126-100: 1996-04 DIN 4126:2013-09 4 1 Anwendungsbereich Diese Norm gilt fr vertikale Schlitzwnde mit einer Mindestnenndicke von 40 cm. Sie dient der Vereinheitlichung der Bemessung von Schlitzwnden. Diese Sc

12、hlitzwnde knnen als Teile einer Baukonstruktion einen bleibenden oder z. B. als Baugrubenwnde einen vorbergehenden Zweck haben. In beiden Fllen knnen sie eine tragende oder eine dichtende oder eine tragende und dichtende Funktion ausben. Als tragende Konstruktion sind sie nicht nur zur Aufnahme von

13、normal zur Wandflche wirkenden horizontalen Erd- und Wasserlasten, sondern auch zur Aufnahme von parallel zu der Wand wirkenden Lasten, z. B. zur bertragung lotrechter Lasten auf den Boden, geeignet. Schlitzwnde werden durch Aneinander-reihen von Schlitzwandelementen, die auch I-, L-, T- oder andere

14、 Grundrissformen besitzen knnen, gebildet. Diese Norm gilt nicht fr Wnde, die in trockenen oder mit polymeren Lsungen gesttzten Schlitzen erstellt werden. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses D

15、okuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 1053-1:1996-11, Mauerwerk Teil 1: Berechnung und Ausfhrung DIN 1054:2010-12, Baugrund

16、 Sicherheitsnachweise im Erd und Grundbau Ergnzende Regelungen zu DIN EN 1997-1 DIN 1055-2:2010-11, Einwirkungen auf Tragwerke Teil 2: Bodenkenngren DIN 4085, Baugrund Berechnung des Erddrucks DIN 4123:2011-05, Ausschachtungen, Grndungen und Unterfangungen im Bereich bestehender Gebude E DIN 4127:20

17、13-02, Erd- und Grundbau; Prfverfahren fr Sttzflssigkeiten im Schlitzwandbau und fr deren Ausgangsstoffe DIN 18123, Baugrund Untersuchung von Bodenproben Bestimmung der Korngrenverteilung DIN EN 1538, Ausfhrung von Arbeiten im Spezialtiefbau Schlitzwnde DIN EN 1992-1-1:2011-01, Eurocode 2: Bemessung

18、 und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln fr den Hochbau; Deutsche Fassung EN 1992-1-1:2004 + AC:2010 DIN 4126:2013-09 5 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokumentes gelten die Begriffe nach DIN EN 1538 und E DIN 4127 und die folgend

19、en Begriffe. 3.1 Schlitzwand Wand, die in einem im Baugrund ausgehobenen flssigkeitsgesttzten Schlitz erstellt wird 3.2 Kontraktorverfahren Verfahren zum Einbau von Beton unter einer Sttzflssigkeit Anmerkung 1 zum Begriff: Dabei wird der Beton ohne Ver- und Entmischung mit Hilfe eines Kontraktorrohr

20、s durch die Sttzflssigkeit hindurch eingebracht. 3.3 Abmessungen der Schlitzwandelemente Siehe Bild 1. Anmerkung 1 zum Begriff: Die Schlitzwandelemente werden in der Regel durch Abstellkonstruktionen voneinander getrennt. Legende 1 Schlitzwandelemente 2 Leitwand 3 Gelndeoberflche dnNenndicke (Breite

21、 des Aushubwerkzeugs) daAusbruchdicke lELnge (Achsabstand der Abstellkonstruktionen) t Tiefe h Wandhhe Bild 1 Schlitzwandelemente und Leitwnde DIN 4126:2013-09 6 3.4 Korngre d10fr den Durchlssigkeitsbeiwert magebende Korngre eines Bodens, die der Ordinate 10 % Massenanteil des Siebdurchgangs der Krn

22、ungslinie entspricht Anmerkung 1 zum Begriff: Siehe DIN 18123. 3.5 Druckgeflle einer infolge ihrer Fliegrenze Fim Porenraum eines Bodens stagnierten (zum Stillstand gekommenen) Sttzflssigkeit fs0Verhltnis des lngs der Eindringtiefe s an das Korngerst abgegebenen Flssigkeitsdruckes p zur Eindringtief

23、e s der Flssigkeit spf=0s(1) Anmerkung 1 zum Begriff: Der lngs der Eindringtiefe s an das Korngerst abgegebene Flssigkeitsdruck p = p1 p2ist nach Bild 2 die Differenz der am Anfang (1) und am Ende (2) der Eindringtiefe im Porenraum herrschenden Flssigkeitsdrcke. Die Gre fs0stellt gleichzeitig die Kr

24、aft dar, die die Sttzflssigkeit auf eine Volumeneinheit des Bodens in ihrem Eindringbereich am Ende und nach dem Ende des Strmungsvorgangs ausbt. Legende 1 von der Sttzflssigkeit durchdrungenes Bodenelement h1Flssigkeitshhe h2Grundwasserhhe Bild 2 Verlauf des Flssigkeitsdruckes entlang der Eindringt

25、iefe s und Berechnung der Druckdifferenz p 3.6 Sttzkraft S Anteil der hydrostatischen Druckkraft SH der Sttzflssigkeit, der fr die Sttzung des ungnstigsten Gleitkrpers verfgbar bleibt Anmerkung 1 zum Begriff: Grenzflle siehe Bild 3. DIN 4126:2013-09 7 Legende 1 Sttzflssigkeit 2 Membran 3 Gleitflche

26、4 Grundwasserspiegel WSS =H21FH5,0 hS = 22w0,5 hW = a) Membranwirkung fs0 Legende 1 Sttzflssigkeit 2 Gleitflche 3 Eindringgrenze der Sttzflssigkeit in den Boden 4 Grundwasserspiegel ( )AAWSSsH= (Strmungskraft im Gleitkrper am Ende des Strmungsvorganges) mit 0sw2F1fhhs = 21FH5,0 hS = 21W5,0 hW = AsFl

27、che 1-5-3-4-1 A Flche 1-2-5-3-4-1 b) Stagnation der Sttzflssigkeit im Korngerst 0 5 mm und einer Mchtigkeit 0,5 m sind nur dann standsicher, wenn Fliegrenzen F 70 N/m2gewhlt oder Sondermanahmen durchgefhrt werden, wie: Einbringen von Einpressgut in die Kies- und Steinschicht vor den Aushubarbeiten;

28、Zugeben von Sand, Zement, granuliertem Bentonit oder hnlichem Material whrend der Aushub-arbeiten. DIN 4126:2013-09 12 Der Nachweis der Standsicherheit kann auch erbracht werden durch Herstellen eines Versuchsschlitzes in einem fr die Bauarbeiten reprsentativen Bereich. Der fr die Standsicherheit no

29、twendige Wert der Fliegrenze ergibt sich aus der beim erfolgreichen Versuch vorhandenen Fliegrenze durch Multiplikation mit dem Sicherheitsbeiwert 1,5; positive Erfahrungen an mindestens 20 Schlitzwandelementen in gleichartigen oder ungnstigeren Bden. In diesem Fall ist die Arbeitsweise (einschlieli

30、ch der Eigenschaften der Sttzflssigkeit) unverndert zu bernehmen. 5.4 Sicherheit gegen den Schlitz gefhrdende Gleitflchen im Boden 5.4.1 Grenzzustandsbedingung Beim Auftreten von Gleitflchen im Boden, die ein Zusammendrcken des flssigkeitsgefllten Schlitzes zur Folge haben, steht die ungnstige stndi

31、ge Einwirkung der Erddruckkraft Eahder gnstigen stndigen Einwirkung der Sttzkraft S gegenber. Magebend ist fr diesen Nachweis der Grenzzustand HYD bzw. UPL nach DIN 1054. Eine ausreichende Sicherheit ist nachgewiesen, wenn in jeder Aushubtiefe die Bedingung stbG,kdstG,kah, SE(5) erfllt ist. Dabei is

32、t Eah,kder charakteristische Wert der aktiven Erddruckkraft nach 5.4.3. Sofern Lasten aus baulichen Anlagen im kritischen Bereich nach Bild 4 vorhanden sind, ist die Erddruckkraft im Sinne eines erhhten aktiven Erddrucks bei einer geringeren Bewegung der Wand mit dem Anpassungsfaktor o= 1,2 zu erhhe

33、n; Skcharakteristischer Wert der Sttzkraft nach 5.4.2; G,dstder Teilsicherheitsbeiwert fr destabilisierende stndige Einwirkungen im Grenzzustand HYD bzw. UPL in den Bemessungssituationen BS-P und BS-T nach DIN 1054:2010-12, Tabelle A.2.1; G,stbder Teilsicherheitsbeiwert fr stabilisierende stndige Ei

34、nwirkungen im Grenzzustand HYD bzw. UPL in den Bemessungssituationen BS-P und BS-T nach DIN 1054:2010-12, Tabelle A.2.1. ANMERKUNG Nach DIN 1054:2010-12, Tabelle A.2.1, sind die Werte G,dst= 1,05 und G,stb = 0,95 magebend. DIN 4126:2013-09 13 Legende 1 Schlitz Bild 4 Kritischer Bereich eines Schlitz

35、es, dargestellt im Grundriss, und Ermittlung der Schlitzlnge lslinks bei rechteckigem, rechts bei gerundetem Abschluss 5.4.2 Ermittlung des charakteristischen Werts der Sttzkraft SkDer Spiegel der Sttzflssigkeit darf bei der Ermittlung der Sttzkraft Sknicht hher als 0,2 m unter der Oberkante der Lei

36、twand angesetzt werden. Der charakteristische Wert der Sttzkraft Skinfolge Eindringens der Sttzflssigkeit in das Korngerst des Bodens nach Bild 3 b) darf gleich dem um die Druckkraft des Grundwassers verminderten charakteristischen Wert der hydrostatischen Druckkraft SH,kder Sttzflssigkeit kkH,kWSS

37、=(6) gesetzt werden, wenn in jeder Aushubtiefe )(95,0kkH,kWSS (7) oder 3s0kN/m200f (8) ist. Wird das Druckgeflle fs0nicht genauer ermittelt, darf es bei Tonsuspensionen oder selbsterhrtenden Suspensionen mit der Gleichung 10Fs02df= (9) berechnet werden. DIN 4126:2013-09 14 Der charakteristische Wert

38、 der Sttzkraft Skdarf auch mit den Anpassungsfaktoren 2nach Tabelle 2 aus dem um die Druckkraft des Grundwassers verminderten charakteristischen Wert der hydrostatischen Druckkraft SH,knach Gleichung (10) berechnet werden: )(kkH,2kWSS =(10) Tabelle 2 Anpassungsfaktoren 2in Gleichung (10) fs0 2kN/m31

39、00 fs0 200 0,85 50 fs0 100 0,80 fs0 50 0,70 Dynamische Einwirkungen aus den blichen Verkehrslasten bewirken keine Abminderung der Sttzkraft. Bei der Ermittlung der Sttzkraft S im Bereich der Leitwnde darf statt der Druckkraft der Sttzflssigkeit die Erddruckkraft aus Bodeneigenlast und stndiger gleic

40、hmig verteilter Auflast bis zur Hhe des Erdruhedrucks angesetzt werden, wenn die Leitwnde und ihre Aussteifung fr diese Belastung bemessen sind. 5.4.3 Ermittlung des charakteristischen Werts der Erddruckkraft Eah,kFr Lasten aus baulichen Anlagen mit durchgehend tragfhiger Grndung darf ein vermindert

41、er Lastansatz sinngem nach DIN 1053-1:1996-11, 8.5.3, gewhlt werden. Lasten aus Baufahrzeugen und Aushubgerten brauchen bei der Erddruckermittlung nicht bercksichtigt zu werden, wenn die Leitwnde und ihre Aussteifung fr den Erdruck aus diesen Lasten bemessen sind. Bei der Wahl der charakteristischen

42、 Werte der Scherparameter darf bercksichtigt werden, dass der Nachweis fr einen kurzzeitigen Bauzustand zu fhren ist. DIN 4126:2013-09 15 Legende 1 Gleitflche =+=FytandATc4Bildsiehesin1s0lK =Bild 5 Nherung fr den Bruchkrper, Ansatz der sttzenden Schubspannungen in den dreieckfrmigen Flankenflchen de

43、s Bruchkrpers Wenn nicht Verfahren angewendet werden, die den rumlichen Spannungs- und Bruchzustand besser erfassen, darf der Erddruck nherungsweise fr einen Bruchkrper nach Bild 5 berechnet werden. Sttzende, parallel zur Gleitflche gerichtete Schubspannungen in den Flankenflchen des Bruchkrpers drf

44、en bercksichtigt werden, sofern folgende Einschrnkungen beachtet werden: a) die Reibung darf hchstens durch einen bilinearen Ansatz fr die Normalspannung y,gaus Bodeneigenlast und durch einen dreieckfrmigen Ansatz fr die Normalspannung y,paus seitlichen Auflasten p nach Bild 5 angenhert werden; b) d

45、ie Kohsion darf nur mit zwei Dritteln des charakteristischen Wertes cknach Absatz 3 in die Rechnung eingefhrt werden; c) der Gleitflchenwinkel aist zur Auffindung des Hchstwertes der Erddruckkraft Eah,kfr jede untersuchte Aushubtiefe zu variieren. DIN 4126:2013-09 16 5.4.4 Befreiung vom Standsicherh

46、eitsnachweis Der Nachweis ist bei beliebig langen Schlitzen nicht erforderlich, wenn eine der Gleichungen (7) oder (8) und die im Bild 6 dargestellten Bedingungen eingehalten sind. Mae in Meter Legende 1 Leitwand 2 Aussteifung 3 Spiegel der Sttzflssigkeit 4 Lasten aus Baufahrzeugen und Aushubgerten

47、5 Arbeitsebene 6 Grundwasserspiegel Bild 6 Beliebig lange Schlitze im Boden nach DIN 1055-2:2010-11, Tabellen 1 und 2 (nichtbindige Bden) DIN 4126:2013-09 17 Mae in Meter Legende 1 Leitwand 2 Aussteifung 3 Spiegel der Sttzflssigkeit 4 Lasten aus Baufahrzeugen und Aushubgerten 5 Arbeitsebene 6 Grundw

48、asserspiegel 7 Wandeigenlast 10 kN/m2Wandflche Bild 7 Schlitze mit einer Lnge ls 3,5 m und unmittelbar an den Schlitz angrenzenden Gebuden Der Nachweis ist auch fr Schlitze mit einer Lnge ls 3,5 m mit unmittelbar an den Schlitz angrenzenden Gebuden (siehe Bild 7) nicht erforderlich, wenn folgende Bedingungen gleichzeitig erfllt sind: a) zwischen zwei gleichzeitig mit Sttzflssigkeit gefllten Schlitzen verbleibt ein lichter Abstand 2 ls; b) eine der Gleichungen (7) o