Belastungs- und Verformungsverhalten von geschichteten Bodensystemen unter starren Kreisfundationen

Jedes erstellte Bauwerk hat eine direkte Anbindung zum Untergrund. Sein Gewicht, die Nutzlast, Einwirkungen auf das Gebäude, wie z.B. Wind oder Temperatur, müssen über eine Fundation in den Untergrund eingeleitet werden. Umgekehrt werden Einwirkungen aus dem Untergrund, wie z.B. Kriechen, Erdbeben und Rutschungen, Temperatureffekte und Wasserdrücke über die Fundation an das Bauwerk weitergegeben.

Eine der Fundationstypen, die als Schnittstelle zwischen Bauwerk und Untergrund dienen, ist die Flachfundation. Sie ist eine gebräuchliche und billige geotechnische Struktur, die vor allem auf gutem Baugrund eingesetzt wird. Es kann aber durchaus Sinn machen, Flachfundationen auch auf bautechnisch problematischem Untergrund, wie z.B. feinkörnigen oder auch geschichteten Böden einzusetzen. Dazu müssen aber die Wirkungsbeziehungen zwischen der Fundation und dem Untergrund bekannt sein.

Die experimentellen Daten zu dieser Arbeit wurden mit einer geotechnischen Zentrifuge erhoben, welche erlaubte, das Verhalten von Bodenmodellen unter Belastung im kleinen Massstab zu beobachten. Sowohl die Zentrifugenmodellversuche als auch die numerische Modellierung haben gezeigt, dass die Bruchlast einer Fundation auf einem geschichteten System stark von den geometrischen Randbedingungen abhängig ist. Auf dieser Basis konnte ein einfacher analytischer Ansatz entwickelt werden, mit dem sich die Bruchlast gemäss den geometrischen Randbedingungen berechnen lässt. Der Ansatz besteht aus der Superposition der Lastanteile aus der Sandschicht und aus der Tonschicht und benötigt sieben Parameter.