Gründungssysteme mit Geogittern

FE-Modellierung und Versuche geben Einblick in Wirkungsweise für bessere Bemessung

Bei Gründungen mit Geogittern hat die Interaktion zwischen Boden und Geogitter oft positive Wirkung auf das Tragverhalten. Die Summe der Tragfähigkeiten der Einzelkomponenten ist dann kleiner als die des Systems. Die Weiterentwicklung numerischer Simulationen von MSL und Geozel- lensystemen mit Geogittern soll das Tragverhalten solcher Gründungen realitätsnäher erfassen, die Effizienz erhöhen, natürliche Ressourcen schonen und Kosten sparen. Dieser Artikel informiert über innovative Simulationen mit FE-Methode und die Verifizierung durch Rückrechnung eines In-situ-Belastungsversuchs einer kombinierten Gründung aus MSL und Geozellensystem für eine Arbeitsplattform in Vietnam.

Die Tensar Gruppe ist international tätig und bietet unter anderem Geogitter für Gründungen von Arbeitsplattformen, von Kränen oder anderen Maschinen an. In solchen Gründungssystemen kommen Mechanisch-Stabilisierte-Lagen (MSL) (Bild 1) oder Geozellensysteme mit Geogittern (Bild 2), aber auch komplexe Kombinationen beider Komponenten zur Anwendung.

Bild 1: Mechanisch Stabilisierte Lage (MSL) – Verzahnung der Kornpartikel in Öffnungen des Geogitters

Um das Tragverhalten solcher Gründungen unter Berücksichtigung der Wechselwirkungen zwischen Geogittern und Schütt- bzw. Füllmaterial realitätsnah zu erfassen, ist die Unternehmensgruppe auf folgende Weise aktiv:

• Laboruntersuchungen an Einzelkomponenten
• Systemversuche an Geogittern und Boden im Labor
• Mitwirkung bei Belastungsversuchen in situ mit
• Numerische Modellierungen mit der Finite-Elemente-Methode

Die Ergebnisse solcher Untersuchungen und Berechnungen für unterschiedliche Projekte an unterschiedlichen Orten in situ und zur Forschung und Weiterentwicklung werden über längere Zeiträume und unterschiedliche Tochterunternehmen der Unternehmensgruppe im Zusammenhang betrachtet und kombiniert. Bei ausreichendem Wissensstand werden sie in die Konzeption von Gründungskonzepten, ihre Modellierung und Bemessung, die Fortschreibung von Normen und Regelwerken und die eigene Produktweiterentwicklung eingebracht. Sie finden außerdem Eingang in Software, die im Bereich Anwendungstechnik der Tensar Gruppe genutzt und auch Anwendern zur Verfügung gestellt wird.

Bild 2: Geozellensystem mit Geogittern TensarTech® Stratum®

So wurden für eine vor Jahren in Vietnam errichtete Arbeitsplattform mit kombinierter Gründung aus MSL und Geozellensystem erst vor kurzem FE-Modellierungen durchgeführt. Dieser Artikel zeigt an diesem Beispiel die Entwicklungsarbeit zur Modellierung und realitätsnäheren Erfassung des Tragverhaltens solcher Systeme und die länderübergreifende Teamarbeit auf. Wesentliche Grundlage dafür ist der Fachartikel von Lees et al. (2020). Alle drei Autoren sind in der Tensar Gruppe tätig.

Dieser Artikel gibt zunächst allgemeine Hinweise zur Gründung von Arbeitsplattformen für schwere Baumaschinen und deren Modellierung. Danach werden erst die Ausführung und numerische Modellierung von MSL und dann von Geozellensystemen behandelt. Im Weiteren werden die Durchführung und die Rückrechnung eines Belastungsversuchs einer vietnamesischen Arbeitsbühne mit kombinierter Gründung aus MSL und Geozellensystem über gering tragfähigem Baugrund erläutert und abschließend ein Gesamtfazit gezogen.