Klausur Geotechnik 1 Wintersemester 2016/2017

Name

Matrikelnummer

Klausur Geotechnik 1 Wintersemester 2016/2017

Teil a1 a2 a3 b c 

Prozente 30 25 25 10 15 105

In der Aufgabestellung fehlende oder widersprüchliche Angaben sind sinnvoll zu ergänzen oder zu ändern!!!

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Gastronomiebereich Rosenstraße

Hauptstraße 3 m

30 m

55,0 m 111,0 m

vorhandene Stützmauer

27,0 m

Skizze

unmaßstäblich !!!!

Markthalle

B2 B1

7,0 m 2,0 m

50,0 m

Kranfundamente 0,3 m

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= geplantes Gebäude

Klausur Geotechnik1 WS 2016/2017 2

Auf dem in der Skizze dargestellten Grundstück wird ein weiterer Gebäudekomplex errichtet. Die Un- terkante der Sohlplatte dieses Gebäudes liegt hinter der Stützmauer (Bereich Hauptstraße) bei 151,05 m NN, vor der Stützmauer (Bereich Rosenstraße) bei 148,27 m NN. Der neue Gebäudekompflex schließt direkt an den schon bestehenden Gastronomiebereich an. Dieser ist in einer Tiefe von 148,23 m NN gegründet, die setzungsempfindliche Markthalle in einer Tiefe von 154,20 m NN. Grundwasser wurde in einer Tiefe von 142,00 m NN (Bemessungswasserstand) angetroffen.

Die durch das Grundstück laufende Stützmauer (Schwergewichtsmauer) sichert den Geländesprung.

Die 1,0 m dicke Wand steht senkrecht auf einem 2,0 m breiten Fundament (L-förmig, d = 1,0 m; UK 154,28 m NN).

Während der Bauzeit wird ein Autokran benötigt (Standort s. Skizze Seite 1). Die Lasten aus dem Kran werden über Ortbetonfundamente (a = b = 1,10 m, h = 0,8 m, γBeton = 24 kN/m³) in den Unter- grund eingeleitet. Die Oberkante der Fundamente ist gleich der Geländeoberkante. Die Kranfunda- mente haben untereinander einen Abstand von 6,0 m. Der Abstand zur Schwergewichtsmauer beträgt 0,3 m.

Die für die Bearbeitung der folgenden Aufgaben erforderlichen Ergebnisse der Baugrunduntersuchung sind in den folgenden Tabellen zusammengefasst. Fehlende Angaben sind sinnvoll zu ergänzen.

/´ [kN/m³]  [^o] c [kN/m²] Es [MN/m²] Auffüllung 18/10 27,5 0

Sand 19/10 35 0 50 qc = 20 MN/m²

Schluff 20/10 27,5 10 10 cu = 0,2 MN/m²

Kies 22/11 40 0 70 qc = 25 MN/m²

Schichtunterkanten in Reihenfolge der angetroffenen Schichten [m NN]

GOK [m NN] A S U

B1 155,28 154,85 146.31 142,25

B2 157,08 156,67 146,55 142,31

Unterhalb der Schluffschicht steht eine 30 m mächtige Kiesschicht an.

Klausur Geotechnik1 WS 2016/2017 3

a1) Welche Art der Baugrubensicherung wählen Sie in den unterschiedlichen Bereichen. Skizzieren Sie Ihre Lösung und begründen Sie Ihre Wahl ausführlich.

a2) Überprüfen Sie, ob der Nachweis der äußeren Standsicherheit für die Schwergewichtsmauer mit Belastung aus den Kranfundamenten eingehalten wird. Ermitteln Sie die zugehörige Sohlnormal- spannung und stellen Sie diese zeichnerisch dar. Als Lasten sind mittig auf einem Kranfundament eine Vertikallast von 30 kN (aus Eigenlast des Krans) und 15 kN (aus veränderlichen Lasten) zu berücksichtigen. Erddruckkräfte auf die Kranfundamente sind nicht zu berücksichtigen, Erdwider- stand vor der Schwergewichtsmauer darf nicht angesetzt werden. Sollten Nachweise nicht erfüllt sein, so sind die weiteren Nachweise trotzdem zu führen.

a3) Der Neubau wird im Bereich der Hauptstraße auf Pfählen Ø 65 cm gegründet werden. Berechnen Sie für 2 benachbarte Pfähle die erforderlichen Pfahllängen (eine gegenseitige Beeinflussung der Pfähle untereinander ist nicht zu berücksichtigen). Pfahl 1 ist mit 1500 kN (1020 kN aus ständigen Lasten, 480 kN aus Verkehrslasten) belastet, Pfahl 2 ist mit 2100 kN (1100 kN aus ständigen Las- ten, 1000 kN aus Verkehrslasten) belastet. Überprüfen Sie, ob die zulässige Setzungsdifferenz von 1 mm eingehalten wird. Was würden Sie tun, wenn die Setzungsdifferenz nicht eingehalten wird (die Antwort soll sich auf dieses System beziehen).

b) Für einen nichtbindigen, feuchten Boden wurde im Labor der Porenanteil und die Feuchtwichte mit folgenden Ergebnissen ermittelt: n = 30 %,  = 19 KN/m³. Wie hoch ist der Wassergehalt dieses Bodens, wenn zum Erreichen des wassergesättigten Zustands die Zugabe von 190 Litern Wasser pro m³ erforderlich ist?

c) Im Labor wurde eine Proctorversuch nach DIN 18127 durchgeführt. Der Versuchszylinder hat eine Höhe von 125 mm und einen Durchmesser von 150 mm. Die Ergebnisse der 5 Einzelversuche sind der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen.

Versuchsnr. 1 2 3 4 5

Masse der Feuchtprobe mit Zylinder [g] 15047 15155 15311 15352 15338

Masse des Zylinders [g] 10380 10380 10380 10380 10380

Wassergehalt [%] 2 4 6 7 8

Bestimmen Sie die Proctordichte Pr und den zugehörigen optimalen Wassergehalt (zeichnerische Darstellung gefordert!)

Wieviel Prozent von Pr sind bei einem Wassergehalt von 8 % erreicht?