DIN 4085-2011 Subsoil - Calculation of earth-pressure《地基下层土 地压的计算》.pdf

1、Mai 2011DEUTSCHE NORM Normenausschuss Bauwesen (NABau) im DINPreisgruppe 21DIN 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!$nM2“1754215www.din.deDDIN 4085Baugrund Be

2、rechnung des ErddrucksSubsoil Calculation of earth-pressureSol Calcul des pousses et butes des solsAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 4085:2007-10 undDIN 4085Berichtigung 1:2008-11www.beuth.deGesamtumfang 59 SeitenDIN 4085:2011-05 Inhalt SeiteVorwort 5 1 Anwen

3、dungsbereich .6 2 Normative Verweisungen6 3 Begriffe .6 4 Formelzeichen und Indizes.8 5 Unterlagen 9 6 Ermittlung des Erddrucks.9 6.1 Allgemeines9 6.2 Neigungswinkel des Erddrucks .11 6.3 Aktiver Erddruck12 6.3.1 Aktiver Erddruck ebener Fall .12 6.3.2 Aktiver Erddruck rumlicher Fall.28 6.4 Erdruhedr

4、uck .31 6.4.1 Erdruhedruck infolge der Eigenlast des Bodens .31 6.4.2 Anteil des Erdruhedrucks infolge einer gleichmig verteilten vertikalen Auflast 32 6.4.3 Erdruhedruck infolge von Punkt-, Linien- und Streifenlasten an der Gelndeoberflche.32 6.5 Passiver Erddruck (Erdwiderstand).33 6.5.1 Passiver

5、Erddruck ebener Fall.33 6.5.2 Passiver Erddruck rumlicher Fall fr begrenzte Wandabschnitte.34 6.6 Sonderflle .36 6.6.1 Verdichtungserddruck 36 6.6.2 Silodruck.37 6.6.3 Erddruck bei dynamischen Anregungen des Bodens.37 6.6.4 Erddruck bei vertikaler Durchstrmung des Bodens 38 7 Zwischenwerte des Erddr

6、ucks.39 7.1 Allgemeines39 7.2 Erddruck zwischen aktivem Erddruck und Erdruhedruck 39 7.3 Erddruck zwischen Erdruhedruck und passivem Erddruck (Erdwiderstand).39 8 Ansatz des Erddrucks in bautechnischen Berechnungen39 8.1 Allgemeines39 8.2 Belastender Erddruck .39 8.2.1 Allgemeines39 8.2.2 Aktiver Er

7、ddruck40 8.2.3 Erhhter aktiver Erddruck 40 8.2.4 Erdruhedruck .40 8.2.5 Erddruck grer als der Erdruhedruck .40 8.3 Sttzender Erddruck .40 Anhang A (informativ) Wandreibungswinkel und Erddruckanstze41 Anhang B (informativ) Erluterungen zum Erddruck 44 Anhang C (normativ) Gleitflchenausbildung im pass

8、iven Zustand.55 Literaturhinweise 57 2 DIN 4085:2011-05 SeiteBilder Bild 1 Gre der Erddruckkraft in Abhngigkeit von der Wandverschiebung (gilt etwa fr parallele Wandbewegung)10 Bild 2 Vorzeichenregel fr die bei der Ermittlung des Erddrucks benutzten Winkel .12 Bild 3 Ansatz der Erddruckkraft im Fall

9、 max14 Bild 4 Bezeichnungen bei der Berechnung des aktiven Erddrucks.15 Bild 5 Nherung bei nicht ebener Wand16 Bild 6 Nherung bei nicht ebener Gelndeoberflche .17 Bild 7 Erddruckansatz bei oberflchenparallel geschichtetem Boden 17 Bild 8 Magebender Erddruck bei Drehung der Wand um ihren Fu, aktiver

10、Erddruck aus Eigenlast des Bodens und Mindesterddruck .19 Bild 9 Horizontale Verteilung des Erddrucks infolge einer kurzen Streifenlast, die wie eine Punktlast behandelt werden kann .20 Bild 10 Erddruck infolge einer horizontalen Oberflchenlast, wenn sich die Wand in ihrem Kopf nicht verschieben kan

11、n .21 Bild 11 Grafisches Verfahren von Culmann zur Ermittlung der Erddruckkraft aus Eigenlast des Bodens und infolge einer Linienlast 23 Bild 12 Erweiterung des Verfahrens von Culmann zur Bercksichtigung von Kohsion 3924 Bild 13 Erweiterung des Verfahrens von Culmann zur Bercksichtigung einer Sicker

12、strmung .25 Bild 14 Verfahren zu Ermittlung von Gre und Neigung der aktiven Erddruckkraft in einem Erdkrper 36 26 Bild 15 Auslenkung der Massenkraft des Coulombschen Erdkeils infolge einer Strmungskraft bzw. einer horizontalen Erdbebenkraft .27 Bild 16 Wand in der Falllinie einer Bschung (Querflgelw

13、and)30 Bild 17 Sttzwnde in gebschten Erdkrpern, Draufsicht 30 Bild 18 Wand in einer Bschung (Schrgflgelwand), Draufsicht und Schnitte 31 Bild 19 Ansatz des Verdichtungserddrucks36 Bild 20 Bezeichnungen bei der Berechnung des Silodrucks37 Bild 21 Beispiel fr eine berwiegend vertikale Durchstrmung des

14、 Bodens in der Umgebung einer Sttzkonstruktion 38 Bild B.1 Erddruckbeiwerte Kaghnach Gleichung (7) fr ebene Gleitflche bei = = 049 Bild B.2 Erddruckbeiwerte Kachnach Gleichung (19) fr ebene Gleitflche bei = = 049 Bild B.3 Neigungswinkel agder Gleitflche infolge Eigengewicht des Bodens nach Gleichung

15、 (8) bei = = 050 Bild B.4 Vergrerungsfaktor nach Gleichung (43) und Gleichung (44) fr den aktiven Erddruck bei in Wandebene geneigtem Gelnde fr = a= 050 Bild B.5 Verhltnis der rechnerischen Lnge zur wirklichen Lnge der Wand lleragbzw. llEragnach Gleichung (39) bzw. Gleichung (40)51 Bild B.6 Verhltni

16、s der rechnerischen Lnge zur wirklichen Lnge der Wand llerapbzw. llErapnach Gleichung (39) und Gleichung (41) .51 3 DIN 4085:2011-05 SeiteBild B.7 Erddruckbeiwert Kpghfr gekrmmte Gleitflchen nach Anhang C fr = = 0 nach 35 .52 Bild B.8 Erddruckbeiwert Kpphfr gekrmmte Gleitflchen nach Anhang C fr = =

17、0 nach 35 .52 Bild B.9 Erddruckbeiwerte Kpchfr gekrmmte Gleitflchen nach Anhang A fr = = 0 nach 35 .53 Bild B.10 Gleitflchenneigungswinkel pam Fu der Wand nach Anhang C fr = = 0 nach 35 .53 Bild B.11 Verhltnis Bruchkrperlnge l zur Wandhhe h im passiven Bruchzustand nach Anhang A fr = = 0 nach 3554 B

18、ild B.12 Verhltnis der rechnerischen Lnge zur wirklichen Lnge der Wand nach Gleichung (74) und Gleichung (76) bzw. Gleichung (75) und Gleichung (77) bei der Berechnung des rumlichen passiven Erddrucks .54 Bild C.1 Gleitflchenausbildung.55 Tabellen Tabelle 1 Formelzeichen8 Tabelle 2 Indizes.9 Tabelle

19、 3 Angaben zum Ansatz des Verdichtungserddrucks nach Bild 19 .36 Tabelle A.1 Wandreibungswinkel .41 Tabelle A.2 Erddruckansatz in Abhngigkeit von der Nachgiebigkeit der Sttzkonstruktion bei Dauerbauwerken42 Tabelle A.3 Erddruckansatz in Abhngigkeit von der Nachgiebigkeit der Sttzung bei Baugrubenwnd

20、en oder anderen kurzzeitig bestehenden Sttzkonstruktionen 53 43 Tabelle B.1 Anhaltswerte fr die zur Erzeugung der aktiven Erddruckkraft erforderlichen Wandbewegungen (sa) und einfach e Lastfiguren fr die Verteilung des Erddrucks aus Bodeneigenlast (eagh) fr verschiedene Arten der Wandbewegung fr ein

21、en nichtbindigen Boden, senkrechte Wand und horizontale Gelndeoberflche .44 Tabelle B.2 Gre der Erddruckkraft aus Streifen- oder Linienlasten EaVhbzw. Eaphund einfache Lastfiguren fr die Verteilung des Erddrucks .45 Tabelle B.3 Anhaltswerte fr die zur Erzeugung der passiven Erddruckkraft (Erdwiderst

22、and), erforderlichen Wandbewegungen (sp) und einfache Lastfiguren fr die Verteilung des Erddrucks aus Bodeneigenlast (epgh) fr verschiedene Arten der Wandbewegung fr einen nichtbindigen Boden, senkrechte Wand ( = 0) und horizontale Gelndeoberflche ( = 0).46 Tabelle B.4 Neigungswinkel des Erddrucks 4

23、7 Tabelle B.5 Exponenten fr die angegebene Gleichung (88), 3 48 4 DIN 4085:2011-05 5 Vorwort Diese Norm wurde vom Arbeitsausschuss NA 005-05-04 AA Baugrund, Berechnungsverfahren“ im Normen-ausschuss Bauwesen (NABau) des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. erarbeitet. Die in dieser Norm enthalten

24、en Berechnungsverfahren sind unabhngig vom Sicherheitskonzept. Sie knnen daher sinngem sowohl im Zusammenhang mit dem globalen Sicherheitskonzept, als auch mit dem Sicherheitskonzept nach DIN 1054 unter Zugrundelegung von Teilsicherheitsbeiwerten angewendet werden. Dieses Dokument beinhaltet DIN 408

25、5:2007-10, die durch DIN 4085 Berichtigung 1:2008-11 und die nderung A1 modifiziert wurde. Anfang und Ende der durch die nderung eingefgten oder genderten Texte sind jeweils durch die Textmarkierungen !“, der durch die Berichtigung eingefgten oder genderten Texte sind jeweils durch die Textmarkierun

26、gen . Neben den in der Norm angegebenen Berechnungsverfahren sind auch andere zulssig, wenn sichergestellt ist, dass sie den in der Norm angegebenen gleichwertig sind. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN und/oder die DKE sind

27、 nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. nderungen Gegenber DIN 4085:2007-10 und DIN 4085 Berichtigung 1:2008-11 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Vorgnger-Norm wurde mit der nderung 1 und der Berichtigung 1 konsolidiert; b) Gleichung (35) w

28、urde korrigiert; c) die berschrift 6.4.3 wurde gendert; d) die Anwendung von Gleichung (88) wurde gendert; e) nderungen in Anhang B, Tabelle B.5 und in Anhang C wurden vorgenommen; f) die Norm wurde redaktionell berarbeitet. Frhere Ausgaben DIN 4085: 1982-08, 1987-02, 2007-10 DIN 4085 Berichtigung 1

29、: 2008-11 DIN V 4085-100: 1996-04 DIN 4085:2011-05 1 Anwendungsbereich Diese Norm gilt fr die Berechnung des Erddrucks auf Bauwerke. Die enthaltenen Erddruckanstze beziehen sich auf den ebenen und rumlichen Fall fr den aktiven und den passiven Grenzzustand und fr dazwischen liegende Spannungszustnde

30、. Die in die Norm aufgenommenen Regeln ermglichen ein einheitliches Vorgehen beim Ansatz des Erddrucks in bautechnischen Berechnungen. Sie enthalten notwendigerweise dem Kenntnisstand angemessene Verein-fachungen. Die Norm gilt nicht fr bergmnnisch hergestellte Bauwerke. 2 Normative Verweisungen Die

31、 folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments 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 1054, Baugrund Sicherhei

32、tsnachweise im Erd- und Grundbau DIN 4149, Bauten in deutschen Erdbebengebieten Lastannahmen, Bemessung und Ausfhrung blicher Hochbauten 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 Erddruck e Druck des angrenzenden Bodens auf eine Bauwerkswand 3.2 Erddruckkraft E

33、Resultierende des Erddrucks 3.3 aktiver Erddruck eakleinstmglicher Erddruck, der sich infolge von Bodeneigenlast, Auflasten und sonstigen Einwirkungen auf eine Wand einstellt, wenn durch Bewegungen von Wand und Boden Entspannungen im Boden bis zur vollstndigen Mobilisierung der Scherfestigkeit auftr

34、eten ANMERKUNG Diese knnen durch Wandbewegungen oder auch durch anderweitig verursachte Bewegungen im Boden entstehen. 3.4 passiver Erddruck Erdwiderstand epgrtmglicher Erddruck, der sich infolge von Bodeneigenlast, Auflasten und sonstigen Einwirkungen auf eine Wand einstellt, wenn im Boden Pressung

35、en bis zur vollstndigen Mobilisierung der Scherfestigkeit auftreten ANMERKUNG Diese knnen durch Wandbewegungen oder auch durch anderweitig verursachte Bewegungen im Boden entstehen. 6 DIN 4085:2011-05 3.5 Erdruhedruck e0Erddruck im gewachsenen, ungestrten Boden 3.6 Verdichtungserddruck evErddruck, d

36、er sich zustzlich zum aktiven Erddruck bzw. zum Erdruhedruck aus Bodeneigenlast einstellt, wenn der Hinterfllungsboden lagenweise eingebracht und verdichtet wird ANMERKUNG Siehe 6.6.1. 3.7 Wandreibungswinkel Reibungswinkel zwischen Wand und Boden ANMERKUNG Der Wandreibungswinkel kann nur unter besti

37、mmten Bedingungen voll mobilisiert werden, siehe 6.2. 3.8 Neigungswinkel des Erddrucks Winkel zwischen der Erddruckrichtung und der Wandnormalen 3.9 Mindesterddruck Erddruck, der sich bei Ansatz von = 40 und c = 0 ergibt und der bei der Bemessung eines Sttzbauwerks mindestens anzusetzen ist 3.10 erh

38、hter aktiver Erddruck eaErddruck, der sich infolge von Bodeneigenlast, Auflasten und sonstigen Einwirkungen auf eine Wand einstellt, wenn die Entspannung im Boden nicht ausreicht, um das Eintreten des aktiven Erddrucks zu erzeugen 3.11 verminderter passiver Erddruck epErddruck, der sich infolge von

39、Bodeneigenlast, Auflasten und sonstigen Einwirkungen auf eine Wand einstellt, wenn die Bewegungen zwischen Boden und Wand nicht ausreichen um den passiven Erddruck zu erzeugen 3.12 Silodruck esErddruck, der sich einstellt, wenn der Bodenkrper hinter einer Wand geometrisch so begrenzt ist, dass der E

40、rddruck auf die Wand kleiner ist als wenn der Erdkrper nicht begrenzt wre ANMERKUNG Das trifft im aktiven Fall zu, wenn sich die unter dem Winkel agauftretende ebene Gleitflche nicht vollstndig ausbilden kann. 7 DIN 4085:2011-05 4 Formelzeichen und Indizes Die in dieser Norm hufig verwendeten Formel

41、zeichen sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1 Formelzeichen Nr. Formel-zeichen Benennung Einheit 1 b Breite m 2 bpBreite der Vibrationsplatte m 3 c Kohsion kN/m24 d Einbindetiefe einer Wand m 5 D Lagerungsdichte 6 e Erddruck kN/m27 E Erddruckkraft kN oder kN/m 8 f Hilfsbeiwert 9 g Hilfsbeiwert 10 G

42、 Eigenlast eines Erdkrpers kN oder kN/m 11 h Hhe m12 i hydraulischer Gradient 13 ICKonsistenzzahl 14 l Lnge, Lnge der Wand in der Draufsicht m 15 K Erddruckbeiwert 16 pvgleichmig verteilte vertikale Flchenlast kN/m217 phgleichmig verteilte horizontale Flchenlast kN/m218 pv vertikale Streifenlast kN/

43、m219 ph horizontale Streifenlast kN/m220 V vertikale Linienlast kN/m 21 V* vertikale Punktlast kN 22 H horizontale Linienlast kN/m 23 H* horizontale Punktlast kN 24 Q Resultierende aus Normal- und Reibungskraft in einer Gleitflche kN oder kN/m 25 s Wandverschiebung m26 z Tiefe unter der Schnittlinie

44、 der Gelndeoberflche mit der Wand m 27 Wandneigungswinkel 28 Gelndeneigungswink29 Wichte des Bodens kN/m330 Neigungswinkel des Erddrucks 31 Reibungswinkel des Bodens 32 Neigungswinkel der Gleitflche 8 DIN 4085:2011-05 Die in dieser Norm hufig verwendeten Indizes sind in Tabelle 2 angegeben. Tabelle

45、2 Indizes Nr. Index Benennung fr 1 a aktiver Zustand 2 B infolge einer Bschung 3 c infolge von Kohsion 4 dyn infolge dynamischer Einwirkung 5 g infolge von Bodeneigenlast 6 h H Horizontalkomponente, infolge einer horizontalen Flchenlast 7 0 Ruhezustand 8 p passiver Zustand, oder infolge vertikaler O

46、berflchenlast 9 u undrnierter Zustand 10 v V Vertikalkomponente, infolge einer vertikalen Flchenlast 5 Unterlagen Fr die Erddruckberechnung sind Kenntnisse ber folgende Sachverhalte erforderlich: a) Gelndeverlauf; b) Art, Abmessungen und Herstellung des Bauwerks; c) Art, Gre und Lage von Oberflchenl

47、asten, Fundamentlasten benachbarter Bauwerke und nutzungs-bedingte Lasten (z. B. Kranlasten, Pollerzug, Eisdruck), die auf das Bauwerk einwirken; d) Wasserstnde und Strmungsverhltnisse in der Umgebung des Bauwerks; e) Baugrundverhltnisse; f) Kenngren des anstehenden Bodens und/oder des Hinterfllungs

48、materials, Art des Einbaus; g) Art und Beschaffenheit der an den Boden angrenzenden Bauwerkswand; h) Dynamische Einflsse aus Maschinen o. . und Angaben ber den Rechenwert der Horizontalbeschleu-nigung nach DIN 4149, sofern ein Erdbebeneinfluss zu bercksichtigen ist. 6 Ermittlung des Erddrucks 6.1 Allgemeines Bei der Ermittlung des Erddrucks ist die Scherfestigkeit entsprechend dem Zustand des Bodens anzusetzen, im drnierten Zustand ,