Setzungen verstehen

Was ist Setzung?

Die Geotechnik definiert Setzung als senkrechte Bewegung des Baugrundes oder Geländepunktes aufgrund von Spannungsänderungen im Baugrund. Starke Bewegungen des Baugrundes können Schäden an Bauwerken und Verkehrsflächen verursachen.

Ground Coffee - Thema: Setzungen verstehen. Andrew Lees erklärt, wo ist der Unterschied, wenn es um die Festlegung von Kriterien bei Schäden an Gebäuden und Straßendecken von Autobahnen geht?

Wie entstehen Setzungen?

Typischerweise ergeben sich Setzungen, wenn Lasten (z.B. Gebäude, Fahrzeuge auf Straßen) die Tragfähigkeit des Baugrundes überschreiten. Es kommt zu Konsolidierungsprozessen mit vertikalen und horizontalen Bodenbewegungen unterhalb der Bauwerke. Gering tragfähige und wenig verdichtete Böden sind in dieser Hinsicht besonders empfindlich.

Setzungen können auch andere Ursachen haben, wie Veränderungen des Wassergehaltes (Quellen und Schrumpfen bindiger Böden), tiefe Baugruben, Tunnelbau, Erdfälle und Tagesbrüche.

Setzungen können – in Abhängigkeit von der Baugrundbeschaffenheit und der Ursache der Bewegungen - unmittelbar nach Aufbringen der Lasten oder erst nach Jahren auftreten.

Einbau einer Tensar Mechanisch Stabilisierten Lage (MSL)

Setzungen unterscheiden:

Gleichmäßige Setzung

Bei gleichmäßiger Setzung setzt sich das Bauwerk (bzw. die Straße oder der Gleiskörper) um den gleichen Betrag auf seiner gesamten Länge. Es entsteht, abgesehen von der tieferen Lage, kein Schaden.

Ungleichmäßige Setzung

Diese werden häufig bereits in Ausschreibungen begrenzt, um die Qualität der geotechnischen Ingenieurleistung sicherzustellen. Ungleichmäßige Setzungen liegen vor, wenn sich ein Teil des Bauwerkes stärker oder schneller setzt als ein anderer.

Ist dies der Fall, kommt es zu Schiefstellungen – wie beim schiefen Turm von Pisa – aber ungleichmäßige Setzungen an sich erzeugen keine Spannungen und es sollten sich in Folge keine Schäden ergeben. Es sei denn, die Schiefstellung überschreitet das akzeptable Maß (z. B. in Gebäuden mit entsprechend empfindlichen Geräten) oder sie führt zu katastrophalem Versagen.

Gekrümmte Setzung

Wenn sich ein Bauwerk neigt, kann eine gerade Linie von einer Ecke zur anderen gezogen werden. Ist diese allerdings gekrümmt, könnten sich einzelne Bauwerksteile unterschiedlich, stärker oder schwächer, bewegen.

Diese gekrümmten Setzungen können Verformungen im Bauwerk hervorrufen, die dazu führen, dass Zugdehnungen vom Baumaterial (z.B. Mauerwerk) oder dem Fahrbahnbelag nicht mehr schadlos aufgenommen werden können: Schäden, Risse und inakzeptable Verformungen entstehen.

Krümmungen können mit dem Grad der Durchbiegung beschrieben werden: Die größte Vertikalbewegung geteilt durch die Länge des von der Bewegung betroffenen Bauwerks. Die Krümmung ist damit ein entscheidender Faktor, um Setzungseinflüsse auf Bauwerke zu untersuchen.

Wie können Geogitter Setzungen reduzieren?

Geogitter werden meistens für Tragschichten und Flachgründungen eingesetzt, um gleichmäßige Setzungen zu reduzieren und ungleichmäßige Setzungen auszugleichen, wenn auf gering tragfähigem Baugrund gebaut wird, obwohl diese Anwendung für alle Baugrundeigenschaften geeignet ist.

Mit Tensar Geogittern stabilisierte Strukturen bilden bei Lasteintrag funktionelle Einheiten (Erdverbundkonstruktion) durch Verzahnung und Immobilisierung, die sich aus der Interaktion der Partikel mit den Öffnungen des Geogitters ergeben. Durch die wirksame Beschränkung seitlicher Verschiebungen der Kornpartikel des Schüttmaterials kann diese mechanisch stabilisierte Lage Setzungen ausgleichen und verzögern.

Tensar TriAx Verzahnung mit Schüttmaterial