Geotechnik und Naturgefahren - Boden Bauwerksinteraktion

Boden- und Bauwerksinteraktionen An der Schnittstelle zwischen Bauwerk und Baugrund

Alle Bauwerke stehen in einer gewissen Form in Interaktion zum Baugrund. Diese Tatsache unterstreicht die Wichtigkeit, die Wechselwirkung der Bauwerke mit dem anstehenden Baugrund besser zu verstehen.

Weshalb die Wechselwirkung so wichtig ist

Bauwerke tragen mit ihrer Tragstruktur die Lasten in den Baugrund ab. Dabei gilt es zu beachten, dass Bauwerke dies entsprechend ihrer Form und Nutzung auf sehr unterschiedliche Weise tun. Der anstehende Baugrund ist gleichermassen vielfältig in Aufbau und Verhalten wie die Bauwerke. Dies macht deutlich, dass bezüglich Ausbildung von Fundationen keine Einheitslösungen umsetzbar sind. Vielmehr gilt es, die Fundation der Nutzung und der Form des Bauwerks und gleichzeitig dem anstehenden Baugrund auszurichten. 

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Damit eine technisch und wirtschaftlich optimale Fundation geplant werden kann, ist es unerlässlich die Wechselwirkung an dieser Schnittstelle durch aussagekräftige Modelle abzubilden. Dank der vielfältigen Expertise in den Bereichen Tragwerk und Baugrund ist das Kompetenzzentrum Gebäudehülle und Ingenieurbau in der Lage, Boden-Bauwerks-Interaktionen mit modernen Hilfsmitteln zu analysieren und damit einen Erkenntnisgewinn zu ermöglichen.

Aktuelle Themen

Das Kompetenzzentrum befasst sich vor allem mit folgenden Themenschwerpunkten:

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  • Tragverhalten von Flachfundationen: Lastabtrag in Abhängigkeit der Tragstruktur und des anstehenden Baugrundes (siehe Verhalten von weichen Böden)
  • Tragverhalten von Pfahlfundationen und kombinierten Pfahl-Platten-Gründungen
  • Interaktion von Stützbauwerken mit dem Baugrund (verformungsabhängige Erddruckgrössen)
  • Zustandserfassung bestehender ungespannter Anker und Mikropfähle

Aktuelle Projekte

Tragverhalten von Schraubpfählen in feinkörnigen Böden

Die Schraubengeometrie des Pfahls ergibt eine gegenüber herkömmlichen Pfählen neuartige Boden-Bauwerks-Interaktion, welche an Modellpfählen in einer geotechnischen Zentrifuge untersucht wird.

Tragverhalten von Stützbauwerken mit Erddruckabschirmung

Die Wirksamkeit von Erddruckabschirm-ungen hängt von der Art und Qualität der Ausführung ab. Mittels grossmassstäblicher Versuche an Stützbauwerken wird das Trag-verhalten von Erddruckabschirmungen untersucht.

Optimierungspotential von statischen Pfahlbelastungsversuchen in feinkörnigen Böden

Die statischen Pfahlbelastungsversuche werden im Rahmen der Vorgaben (beschrieben in der SIA-Norm) untersucht, um den äusseren Tragwiderstand des Pfahles realitätsnaher zu ermitteln.

Blockfundamente in weichen Böden

Das Forschungsprojekt handelt von im Boden eingespannten Blockfundamenten, welche im Bahnbau vor allem zur Fundierung von Fahrleitungs- und Signalisationsmasten sowie von Lärmschutzwänden eingesetzt werden.

SG4SSI - smart grids for soil-structure-interaction

Im vorliegenden Projekt geht es darum, das sendance-grid, welches bislang in der Medizintechnik Anwendung findet, zur Messung von Druckspannungen in geotechnischen Strukturen weiterzuentwickeln.

Zentrifugenmodellversuche an Nagelwänden mit Vorspannankern

Das Forschungsprojekt befasst sich mit Vernagelungen, welche mit vorgespannten Ankern ergänzt werden. Dies ist eine Bauweise, die in der Praxis immer öfter eingesetzt wird, obwohl sie bezüglich des Tragverhaltens vorgespannter- und ungespannter Bauteile gewisse Fragen aufwirft.