Worum es geht
- Wasser kann als Hydratationswasser, Haftwasser, Kapillarwasser oder mobiles Porenwasser auftreten.
- Kapillarer Aufstieg macht auch Bereiche oberhalb des Grundwasserspiegels wasserempfindlich.
- Bei Belastung bindiger, wassergesättigter Böden entstehen Porenwasserdrücke, wenn Wasser nicht schnell genug abfließen kann.
Vier Erscheinungsformen
Das LM1 unterscheidet Wasser in den Schichtgittern von Tonmineralen, an Körnern gebundenes Haftwasser, Kapillarwasser und mobiles Grund- oder Schichtenwasser. Für den Bauablauf zählt, ob Wasser frei abgeleitet werden kann oder im Porensystem gebunden bleibt.
Kapillarwasser ist kein Randthema
In kleinen Poren kann Wasser oberhalb des Grundwasserspiegels aufsteigen. Feinkörnige Böden haben viele kleine Poren und können Wasser stark halten. Dadurch kann ein Planum auch dann frost- oder wasserempfindlich sein, wenn kein freier Wasserspiegel direkt sichtbar ist.
Sättigung und Auftrieb
Mit zunehmender Sättigung ändern sich wirksame Spannungen, Wichte unter Auftrieb, Scherfestigkeit und Verdichtbarkeit. Unterhalb des Grundwasserspiegels muss neben Erddruck aus Boden auch hydrostatischer Wasserdruck betrachtet werden.
Sr = Vw / Vn gamma_prime = gamma_sat - gamma_w Frost und Volumenänderung
Wasser vergrößert beim Gefrieren sein Volumen. Wenn frostempfindlicher Boden, Wasserangebot und Frost gleichzeitig auftreten, entstehen Hebungen und spätere Tragfähigkeitsverluste beim Auftauen. Darum sind Wasserführung und Frostschutzschicht keine getrennten Themen.
Porenwasserdruck und wirksame Spannung
Bei schnellen Belastungen in bindigen, gesättigten Böden kann Wasser nicht sofort entweichen. Ein Teil der Spannung liegt dann als Porenwasserdruck vor und wird noch nicht von Korn zu Korn übertragen. Erst mit Entwässerung steigt die wirksame Spannung und Konsolidationssetzung schreitet fort.
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Checkliste
- Grundwasserstand, Schichtenwasser und jahreszeitliche Schwankungen dokumentieren.
- Kapillarbereich und Frostempfindlichkeit zusammen prüfen.
- Baugruben, Planum und Gräben vor stehendem Wasser schützen.
- Bei Stützwänden Boden- und Wasserdruck getrennt ansetzen lassen.
- Bei bindigen Böden Zeitabhängigkeit durch Porenwasser und Konsolidation berücksichtigen.
Typische Fehler
- Nur sichtbares Wasser als relevant behandeln.
- Kapillaraufstieg in Schluff und feinem Sand unterschätzen.
- Wasserdruck in Stützwand- oder Baugrubenbetrachtungen vergessen.
- Ein aufgeweichtes Planum weiter befahren und dadurch zerstören.
Wissen wird wertvoll, wenn Baugrundentscheidungen im Projekt sauber dokumentiert sind.
Mit sitepit bleiben Gutachten, Fotos, Aufmaß, Planstände, Tagesberichte und Nachweise dort, wo Bauleitung und Büro sie später wiederfinden.