Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung

Veröffentlichung Ausführung von Hebungsinjektionen unter besonderen Randbedingungen

Experimentelle Versuche und numerische Simulation

Titelseite: Ausführung von Hebungsinjektionen unter besonderen Randbedingungen

Herausgeber: BBSR Reihe: BBSR-Online-Publikation Ausgabe: 10/2022 Erschienen: 2022 ISSN: 1868-0097 Seitenzahl: 173

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Mithilfe des Spezialtiefbauverfahrens der Hebungsinjektionen können Gebäude vor schädlichen Setzungen geschützt oder deren Höhenlage nach aufgetretenen Setzungen korrigiert werden. Allerdings ist bei der Ausführung von Hebungsinjektionen in grobkörnigen Böden unklar, wie groß die Suspensionsverluste (Porenraumverfüllung des Bodens und Ausfiltern der Wasserphase aus der Suspension) sind und welche Injektionskörperstrukturen entstehen. Diese beiden Faktoren wirken sich jedoch maßgeblich auf die Größe der Hebungen und damit auf die erforderliche Bauzeit aus.

Mit dem Ziel die Planung und Ausführung von Hebungsinjektionsmaßnahmen in grobkörnigen Böden zu verbessern, wurden umfangreiche experimentelle und numerische Untersuchungen durchgeführt.
Mit Hilfe der entwickelten Bodenfilterpresse konnte gezeigt werden, dass durch die Reduzierung des Wasser/Feststoff-Werts der Suspension die Porenraumverfüllung und das Ausfiltern deutlich reduziert werden können. Welche Feststoffe in der Suspension verwendet wurden, wirkte sich hingegen kaum auf die Suspensionsverluste aus.

Die räumliche Ausbildung der durch Hebungsinjektionen erzeugten Injektionskörperstrukturen wurde in Großversuchen untersucht. Es entstanden ca. 0,5-1 cm dicke, plattenförmige Injektionsrisse, die sich infolge mehrerer Injektionsdurchgänge zu großflächigen Injektionskörperstrukturen ausbildeten. Diese Erkenntnisse konnten für die Modellierung von Hebungsinjektionen in Finiten-Elemente-Berechnungen genutzt und damit die infolge der Hebungsinjektionen auftretenden Oberflächenhebungen abgeschätzt werden.


Fachbetreuer
Dr.-Ing. Michael Brüggemann, Brüggemann Kisseler Ingenieure
im Auftrag des BBSR, Referat WB 3 „Forschung im Bauwesen“
zb@bbr.bund.de

Autoren
Zentrum Geotechnik, Technische Universität München
Prof. Dr.-Ing. Roberto Cudmani (Antragsteller)

apl. Prof. Dr.-Ing. habil. Jochen Fillibeck (Projektleitung)

Martin Sailer, M. Sc. (Projektbearbeiter)

Inhaltsverzeichnis

Kurzfassung

  1. Einleitung

    1. Anlass und Forschungsziele
    2. Das Verfahren der Hebungsinjektionen
  2. Verwendete Materialien

    1. Böden
    2. Suspensionen und deren Feststoffe
  3. Die Bodenfilterpresse – Versuchsgerät zur Eignungsprüfung von Suspensionen

    1. Allgemeines – Anforderungen an das Versuchsgerät
    2. Filtrations- und eindimensionale Eindringversuche
    3. Prototyp der Bodenfilterpresse
    4. Die finale Bodenfilterpresse – Versuchsbeschreibung
    5. Versuche mit der Bodenfilterpresse
    6. Zusammenfassung und Fazit
  4. Großversuche zur Ausführung von Hebungsinjektionen

    1. Ziel der Untersuchungen und Anforderungen an den Versuchsaufbau
    2. Allgemeine Angaben zu den Großversuchen
    3. 1. Großversuch
    4. 2. Großversuch
    5. Zusammenfassung und Schlussfolgerungen aus den beiden Großversuchen
  5. Numerische Berechnungen

    1. Allgemeines
    2. Modellierungskonzept für Hebungsinjektionen in grobkörnigen Böden
    3. Verwendete Stoffmodelle
    4. Finite-Elemente-Berechnungen zum 2. Großversuch
    5. Anwendungsbeispiel - Hebungsinjektionen am Probefeld Oberau
    6. Zusammenfassung und Bewertung der FE-Berechnungen
    7. Empfehlungen für die projektspezifische Modellierung von Hebungsinjektionsmaßnahmen
  6. Zusammenfassung und Ausblick

Literaturverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Anhang

Die Veröffentlichung ist ein Ergebnis des Projekts „Ausführung von Hebungsinjektionen unter besonderen Randbedingungen - experimentelle Untersuchungen und numerische Simulation“.

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