Standsicherheit von Felsböschungen beim Lastfall schnelle Absenkung

摘要

Bei der Herstellung von Einschnitten und Böschungen im Grundwasser und der damit verbundenen Grundwasserabsenkung treten in Richtung des Einschnitts gerichtete Strömungskräfte auf, welche die Standsicherheit der Böschung ungünstig beeinflussen. Eine Grundwasserabsenkung kann vorab, zum Beispiel durch vorauseilende Entwässerungsbrunnen oder im Zuge der Aushub- und Sicherungsarbeiten, beispielsweise durch Dränagen, erfolgen. Die Grundwasserabsenkung erfolgt zeitlich verzögert (instationäre Sickerströmung). Die Zeit, bis der stationäre Zustand erreicht ist, hängt dabei neben der Aushubtiefe auch von den Eigenschaften des Baugrunds ab. Die aus der Grundwasserströmung resultierenden Strömungs- und Auftriebskräfte müssen bei der Untersuchung der Standsicherheit von Böschungen berücksichtigt werden. Für einen wirtschaftlichen und sicheren Entwurf ist daher eine wirklichkeitsnahe Beschreibung der Grundwasserabsenkung einschließlich der zeitlichen Entwicklung notwendig. Eine entsprechende Prognose ist durch numerische Berechnungen, zum Beispiel nach der Methode der Finiten Elemente, möglich. Die Grundlagen der Sickerströmung im Boden und Fels werden im Beitrag beschrieben. Darüber hinaus wird der Einfluss der Durchlässigkeit und des spezifischen Speicherkoeffizienten auf die zeitliche Entwicklung der Grundwasserabsenkung in einer Böschung mithilfe von Beispielberechnungen verdeutlicht.%The groundwater lowering due to the excavation of cuts and slopes causes seepage forces that have an unfavorable effect to stability. A drawdown in advance can be accomplished e.g. by means of preceding dewatering wells or during excavation and support work by means of drainages. Groundwater lowering is a transient seepage flow process. The transient flow phase until steady state condition is reached depends on both the depth of excavation and the hydraulic properties of the ground. The seepage and uplift forces resulting from seepage flow must be accounted for the stability analyses for slopes. An economic and safe design therefore requires a realistic modelling of the groundwater lowering including its development in time. The application of numerical methods such as the finite element method allows for a corresponding prediction. The article describes the fundamentals of transient seepage flow in soil and rock. In addition, the results of example analyses are presented which clarify the influence of the permeability coefficient and the specific storage coefficient on the time-dependent groundwater lowering in a slope.