Übungen zur Lehrveranstaltung

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Institut für Geotechnik
Lehrgebiet Ingenieurgeologie
Lehrmaterial
Übungen zur Lehrveranstaltung
Einführung in die Geotechnik
Übungen für 5. BGM und 3. BGÖK
Beschreibung von Gestein bzw. Fels
Benennen und Beschreiben von Boden
Betreuer:
Dipl.-Geol. D. Tondera
Im Rahmen der Übungen wird eine theoretische und praktische Fest- und Lockergesteinsansprache nach
geotechnischen Gesichtspunkten durchgeführt. Die Lehrmaterialien und Aufgaben erhalten Sie unter
http://tu-freiberg.de/sites/default/files/media/professur-fuer-ingenieurgeologie-6559/einfgt-ueb.pdf.
Am Ende der Übung werden diese für eine Bewertung abgegeben. Die Übungsbelege werden mit
insgesamt 10 Punkten bewertet und bilden zusammen mit der Abschlussklausur die Note für die LV
„Einführung in die Geotechnik“ aus dem Modul „Angewandte Geowissenschaften I“.
TU Bergakademie Freiberg ·Institut für Geotechnik, Gustav-Zeuner-Straße 1, 09599 Freiberg, Telefon: 03731 39-2521 Fax: 03731 393501 http://tu-freiberg.de
1.
Beschreibung von Gestein bzw. Fels
(Unterlagen: Zeichengeräte, Farbstifte, Taschenrechner)
1.1
Theoretische Grundlagen
Das Gestein in der Größenordnung einzelner Kluftkörper oder Probestücke weist ganz andere
Eigenschaften auf als der Fels im Gebirgsverband, der von Trennflächen verschiedenster Art
durchzogen ist und dessen Eigenschaften in hohem Maße richtungsabhängig sind.
Gebirgseigenschaften können daher immer nur für einen bestimmten Gültigkeitsbereich angegeben
werden, den sogenannten Homogenbereich. Seine Abgrenzung ist vom Untersuchungszweck
abhängig und ist gegebenenfalls für verschiedene Eigenschaften unterschiedlich vorzunehmen und auf
diese zu beziehen. Als solche Homogenbereiche kommen Gesteinsserien mit ähnlichen Eigenschaften
und Bereiche mit vergleichbarer Klüftung in Betracht.
1.2
Gesteinsbeschreibung für bautechnische Zwecke
Bei der Durchführung von Felsbaumaßnahmen, wie z. B. der Anlage von Felsböschungen, von
Dämmen aus und auf Fels sowie von Ingenieurbauwerksgründungen, wie Brücken, Stützmauern etc.,
ist eine ausführliche Beschreibung für Gestein und Gebirge (Fels) notwendig. In der Regel erfolgt dies
nach nachstehend genannten Merkmalen:



Gesteinsart (Petrographische Zusammensetzung, Korngröße, -anordnung, -bindung)
Verwitterungszustand
Härte, Festigkeit u.a. [1]
Mit dem „Merkblatt über Felsgruppenbeschreibung für bautechnische Zwecke im Straßenbau“ der
Forschungsgesellschaft für Straßen und Verkehrswesen, Arbeitsgruppe Erd- und Grundbau [2] liegt
eine Möglichkeit vor, Festgesteine zu beschreiben. Es enthält in gekürzter Fassung wichtige
Arbeitsgrundlagen und Tabellen.
Die ausführliche Beschreibung von Gestein und Gebirge erfolgt in dem „Merkblatt zur
Felsbeschreibung für den Straßenbau“ [3]. Anhand dieser unverbindlichen Richtlinien soll im Folgenden
die Gesteinsbeschreibung für bautechnische Zwecke dargestellt werden.
Petrographisch-gewinnungstechnische Bezeichnung
Die mineralogische Zusammensetzung und die Bildung der Gesteine stellen die wesentlichen Merkmale für die
petrographische Gesteinsbezeichnung dar. Das Merkblatt [2] fasst die Gesteine vereinfachend in Gruppen
vergleichbarer Bearbeitbarkeit zusammen. Grundlage hierfür sind die Bildungsbedingungen.
Tab. 1.1:
Petrographisch – gewinnungstechnische Bezeichnung [2]
Code
Bezeichnung
Beispiel
MA
Magmatische Gesteine
Granit, Basalt, Porphyrit
ME
Metamorphe Gesteine
Sedimentgesteine
Gneis, Glimmerschiefer
SF
SG
feinkörnige Sedimentgesteine
grobkörnige Sedimentgesteine
Tonschiefer, Schluffstein
Sandstein, Grauwacken, Konglomerate
QU
KA
quarzitische Gesteine
karbonatische Gesteine
Quarzit, Kieselschiefer
Kalkstein, Dolomit, Mergelgestein
1
1.2.2
Verwittungsgrad
Der gegenwärtige Zustand eines Gesteins bzw. Gebirges ist wesentlich vom Verwitterungsprozess beeinflusst,
dem es ausgesetzt war. Der Verwitterungsgrad wird in 4 Stufen eingeteilt.
Tab. 1.2:
Code
Verwitterungsgrad [2]
Bezeichnung
Merkmal Gestein
Merkmal Gebirge
VU
unverwittert
unverwittert, frisch, kein Verwitterungseinfluss
erkennbar
keine verwitterungsbedingte
Auflockerung an Trennflächen
VA
angewittert
auf frischer Bruchfläche, Verwitterung von
einzelnen Mineralkörnern erkennbar (Lupe),
beginnende Mineralumbildung und Verfärbung
teilweise Auflockerung an
Trennflächen
VE
entfestigt
VZ
1.2.3
zersetzt
durch Verwitterungsvorgänge gelockertes,
jedoch noch im Verband befindliches
Mineralgefüge, meist in Verbindung mit
Mineralumbildung, insbesondere mit und an
Trennflächen
noch im Gesteinsverband befindliches, durch
Mineralneubildung verändertes Gestein ohne
Festgesteinseigenschaften (z. B. Umwandlung
von Feldspäten zu Tonmineralien, von
Tonschiefer zu Ton)
vollständige Auflockerung an
Trennflächen
Kluftkörper ohne
Festgesteinseigenschaften
Härte und Festigkeit
Die Kornbindung bzw. Festigkeit eines Gesteins hängt mit dem Verwitterungsgrad eng zusammen. In
[1] werden nachstehende Abstufungen verwendet.
sehr hart bzw.
sehr gute Kornbindung
hart bzw.
gute Kornbindung
mäßig hart bzw.
mäßige Kornbindung
Fest
absandend fest bzw.
schlechte Kornbindung
Brüchig-mürb
entfestigt
mit Stahlnagel oder Messerspitze nicht ritzbar bzw. mit Hammer schwer zu
zerschlagen, metallisch klingend und federnder Hammerrückprall
mit Stahlnagel oder Messerspitze schwer ritzbar bzw. beim Schlagen mit
dem Hammer sehr hell klingend
mit Stahlnagel oder Messerspitze leicht ritzbar bzw. mit dem Hammer
leicht zu zerschlagen und hell klingend
Mit Fingernagel ritzbar bzw. mit dem Hammer dumpf klingend
Abreiben von Gesteinsteilchen mit dem Finger möglich
Kanten mit den Fingern abzubrechen
Gestein mit den Fingern zerdrückbar
Eine quantitative Erfassung der Härte von Gesteinen enthält nachfolgende Tabelle:
Tab. 1.3:
Mineralhärte nach MOHS und Ritzhärten einiger Gesteine [1]
mit Finger ritzbar
mit Stahl ritzbar
Fensterglas wird geritzt
Talk
Steinsalz
Kalkspat
Flussspat
Apatit
Magnetit
Orthoklas, Hornblende
Olivin, Pyrit, Hämatit
Quarz
Topas
Korund
Diamant
MOHSsche
Härteskale
1
2
3
4
5
5,5
6
6,5
7
8
9
10
Ritzhärten von Gesteinen
Quarzit
7-9
Basalt
6-8
Granit
6-8
Gabro
6-8
Gneis
6-7
Porphyr
6-7
Grauwacke
6-7
Diabas
5-6
Melaphy
5-6
Diorit
5-6
Kalkstein
3-4
2
Tabelle 1.4: Erweiterte Klassifikation der Verwitterungsgrade in Anlehnung an O. KLOPP und an TGL 11460/01
Gesteinsverwitterungsgra
de
unverwittert
Beschreibung
Erscheinungsbild
Merkmale
keine sichtbare Verwitterung,
schwache Verfärbung an
Trennflächen
frischer Eindruck,
unverändert,
gesund – fest,
hart – sehr hart
C > 50 MPa
angewittert
Gestein fest – gering entfestigt,
Verfärbung der Kluftwandungen
und der angrenzenden
Gesteinsbereiche
Variante: Gestein verfärbt,
aber fest
frisch, aber evtl. leichte
Entfestigung
(Indexvers.) merkbar
enge Kornbindung,
mäßig hart
C = 25 – 50 MPa
mäßig
entfestigt
Gestein ist entfestigt (spürbar
verändert) aber noch nicht mürbe,
Verfärbung der Kluftwandungen
und des Gesteins
spürbar verändertes
Gestein,
z. T. geöffnete
Kornbindung,
schwach absandend
C = 5 – 25 MPa
stark entfestigt
Gestein ist deutlich bis stark
entfestigt,
starke Verfärbung der
Kluftwandungen und des Gesteins
Gestein ist brüchig,
mürbe, absandend,
sehr weich
C = 1 – 5 MPa
zersetzt
Gestein ist völlig entfestigt oder
zersetzt, Gesteinsgefüge jedoch
erkennbar
Verhalten wie bindiger
oder nichtbindiger
Boden: extrem weich
C < 1 MPa
Feldversuche:
Hammerschlag /
Rückprallhammer
heller Klang bei Hammerschlag,
hinterlässt keinen Eindruck,
mehrere Hammerschläge
erforderlich,
ritzbar mit Schwierigkeiten
Rm = 30 + / - 10
weniger heller Klang,
evtl. leichte Einkerbung mit einem
festen Schlag brechbar,
nicht bis schwach ritzbar
Rm = 20 + / - 10
mikroskopische
Merkmale
einheitliche
Interferenzfarb
en der Minerale
Teilgefüge
getrübt,
stellenweise
Neubildung von
Mineralen
Porosität bis 3 Vol.-%,
Wasseraufnahme bis
1 Masse-%
dumpfer Klang,
stärkere Einkerbung bei festem
Schlag,
mit Hammer leicht in kleinere
Stücke – aber größere Stücke mit
Hand nicht zerbrechbar
Rm < 10 - 15
brüchig bei Hammerschlag,
Hammer gute Einkerbung,
größere Stücke mit Hand zerbrechbar; gut ritzbar
Rm = 0
kann von Hand gelöst werden,
Teil der Minerale von Hand zu
zerreiben, in Wasser zu
plastifizieren
starke
Trübung,
durchgreifende
Mineralneubild
ung
Porosität größer als
3 Vol.-%,
Wasseraufnahme größer
als 1 Masse-%
Porosität und
Wasseraufnahme
Porosität und
Wasseraufnahme je nach
Gestein
Porosität größer als
10 Vol.-% (Richtwert)
Porosität größer als
15 Vol.-% (Richtwert)
Erläuterungen: C = Einaxiale Druckfestigkeit des Gesteins
Rm = Werte der Prüfung mit dem Rückprallhammer DIN 1048, Teil 2, Mittel aus 10 Einzelwerten
3
1.3
Trennflächengefüge
Das Trennflächengefüge ist die Gesamtheit aller das Gebirge unterbrechenden Diskontinuitäten. Art
bzw. Entstehung, Anzahl, Anordnung und Ausbildung der Trennflächen kennzeichnen zusammen mit
den Gesteinseigenschaften die Gebirgseigenschaften.
Trennflächen unterbrechen die gestaltliche und die mechanische Kontinuität eines Felskörpers. Der
Begriff Trennfläche ist somit der Oberbegriff für folgende Trennflächenarten:
Kluftflächen (Klüfte):
K
als Ergebnis tektonischer Prozesse, Schollenbewegungen,
Druck-, Spannungs- oder Temperaturunterschiede; ohne
Dislokation (Verschiebung)
Störungsfläche:
St
tektonische Trennfläche im Gebirge mit Dislokation
Schichtflächen (Schichtfuge):
Ss
infolge Sedimentation
parallel)
Schieferungsflächen:
Sf
parallel gerichtete, engständige Trennfläche, zurückgehend auf
gebirgsbildende Prozesse wie Metamorphose, Tektonik
entstandene
Trennflächen
(meist
In der Regel treten mehrere Kluftflächen auf, die dann mit numerischen Indizes K1, K2, K3 usw.
bezeichnet werden [3].
Abb. 1.1:
Gebirge mit 3 Kluftscharen K1, K2, K3 [2]
Abb. 1.2:
Gebirge mit Schichtung Ss und
zwei Kluftscharen K1, K2, von
einer Störung St durchtrennt [2]
4
1.3.1
Abstand von Trennflächen
Ein wesentliches Merkmal bei der Gebirgsbeschreibung ist der Abstand der Trennflächen.
Trennflächenabstände werden zwischen zwei benachbarten Trennflächen der gleichen Raumstellung
(parallel), z. B. K1, senkrecht zur Trennfläche gemessen. Es ergeben sich die wahren
Trennflächenabstände d. Bei der Messung horizontaler Trennflächenabstände (scheinbare
Trennflächenabstände m) sind Umrechnungen nach d nur über diverse Winkelbeziehungen möglich.
Die Trennflächenabstände werden nach Tabelle 1.5 in folgende Stufen eingeteilt:
Tab. 1.5:
Code
Trennflächenabstand [2]
Bezeichnung
mittlerer Abstand
(in cm)
Toleranz  20 %
Klüftung
Schieferung/
Schichtung
A01
<1
A05
1–5
sehr stark klüftig
dünnplattig
A10
5 – 10
stark klüftig
dickplattig
A30
10 – 30
klüftig
dünnbankig
A60
30 – 60
schwach klüftig
dickbankig
A61
> 60
kompakt
massig
blätterig
Reziprok zum scheinbaren, horizontalen Trennflächenabstand m verhält sich die Klüftigkeitsziffer k.
Sie dient der Kennzeichnung des Zerlegungsgrades (Klüftigkeit, Kluftdichte) eines Gebirges. Die
Klüftigkeitsziffer nach STINI wird in einem Homogenbereich durch Auszählen der
Trennflächenschnitte entlang einer Messgeraden ermittelt:
k
n
L
[m-1]
n = Anzahl der Trennflächenschnitte
L = Länge der Messstrecke [m]
Sie enthält Beiträge von allen vorhandenen Haupttrennflächenscharen und wird deshalb als
durchschnittliche Klüftigkeitsziffer bezeichnet. Dieser Ermittlung der Klüftigkeitsziffer muss jedoch eine
statistisch abgesicherte Anzahl von Messungen zugrunde liegen.
k = ka + kb + ... + kn
z. B.
ka – Teilklüftigkeitsziffer für Haupttrennflächenschar K1;
kb – Teilklüftigkeitsziffer für Haupttrennflächenschar Ss usw.
Die Ermittlung von Teilklüftigkeitsziffern für jede einzelne Haupttrennflächenschar ist meist nur
theoretisch möglich (Messgerade kann nur an Oberfläche des Gesteins angelegt werden und nicht im
Inneren). Zwischen Teilklüftigkeitsziffern und mittleren horizontalen Trennflächenabständen m besteht
jedoch der oben erwähnte reziproke Zusammenhang [4].
ka 
1
1
1
; ... k n 
; kb 
ma
mb
mn
5
1.3.2
Stellung der Trennflächen im Raum und ihr Bezug zum Bauwerk
1.3.2.1 Begriff der Raumstellung
Die Raumstellung umfasst das Streichen und Fallen einer Trennfläche.
Abb. 1.3:
Darstellung der Begriffe „Streichen“ und „Fallen“ [3]
Streichen
(Streichlinie)
Schnittlinie einer geneigten Fläche (Trennfläche) mit einer Horizontalebene
(in Abb. 1.3: schraffierte Fläche)
Streichrichtung
Himmelsrichtung, in der die Streichlinie verläuft; wird als Abweichung von der
Nordrichtung im Uhrzeigersinn angegeben (in Abb. 1.3: 30° )
Einfallen
(Falllinie)
senkrecht zur Streichlinie in der einzumessenden Fläche liegende Gerade
Einfallrichtung
Himmelsrichtung, in der die Falllinie verläuft, wird als Abweichung von der
Nordrichtung
im
Uhrzeigersinn
angegeben;
0°
360°
(in Abb. 1.3: Streichrichtung 30° + 90° = Einfallrichtung 120°)
Einfallwinkel
Neigungswinkel des größten Gefälles einer Fläche (Neigung der Falllinie
gegenüber der Horizontalen; 0° 90°
Zwei eingemessene Linien kennzeichnen damit eindeutig die Lage einer Trennfläche im Raum. Üblich
ist die Angabe von Streichrichtung und Einfallwinkel oder Einfallrichtung und Einfallwinkel. Da die
Winkelangabe der Streichrichtung jedoch nicht eindeutig die Lage der Trennfläche im Raum bestimmt,
sind hierbei weitere Angaben erforderlich (Quadrant des Einfallens)  siehe Übung 2 Schreibweisen
für tektonische Flächen.
Beispiel für Abbildung 1.3:
oder
Streichrichtung/Einfallwinkel:
030°/30° SE
Einfallrichtung/Einfallwinkel:
120°/30°
Zur Vermeidung von Verwechselungen wird  stets dreiziffrig vorangestellt und  zweiziffrig nach einem
Schrägstrich angefügt [3].
6
1.3.2.2
Neigung der Trennflächen
Zur Beschreibung der Raumstellung der Trennflächen wird zunächst ihre Neigung einem Winkelbereich
zugeordnet. Die Neigung ist der Winkel, den die Trennfläche mit der Horizontalen einschließt
(Einfallwinkel ). Folgende Winkelbereiche sind gemäß Tabelle 1.6 zu unterscheiden:
Tab. 1.6:
Einfallswinkelbereich von Trennflächen [2]
N1
Winkelbereich
(in °)
Toleranz 
0 – 10
N3
10 – 30
flach
N6
30 – 60
geneigt
N9
60 – 90
steil
Code
Bezeichnung
söhlig
1.3.2.3 Richtung der Trennflächen in Bezug auf die Straßenachse
Die Streichrichtung der Trennflächen bildet ferner mit der Straßenachse im Grundriss einen Winkel,
dessen Größe den Felsabtrag beeinflusst. Dieser Winkel wird nach Tabelle 1.7 wie folgt berücksichtigt:
Tab. 1.7:
Winkel zwischen Streichrichtung und Bauwerksachse [2]
RA
Winkelbereich
(in °)
Toleranz 
0 – 15
RS
15 – 75
schräg
RQ
75 – 90
querschlägig
Code
Bezeichnung
achsgerecht
Mit Rücksicht auf Straßenbautechnik und Einfachheit in der Baupraxis wird die Richtung des Streichens
auf die Straßenachse bezogen. Abb. 1.4 stellt die Winkelbereiche im Grundriss dar.
Abb. 1.4:
Winkelbereiche RA, RQ, RS in Bezug auf die Straßenachse [2]
Die Möglichkeiten und die Bedeutung der nach diesem Merkblatt beschriebenen Raumstellung der
Trennflächen verdeutlichen Tabelle 1.8 und Abbildung 1.5.
7
Tab. 1.8:
Zusammenhang zwischen Neigung der Trennfläche
und Lage der Trennfläche zum Bauwerk [2]
Neigung
Lage zur
Straßenachse
Raumstellung
söhlig
N1
flach
N3
geneigt
N6
steil
N9
RAN1
RAN3
RAN6
RAN9
RS
RSN1
RSN3
RSN6
RSN9
querschlägig
RQ
RQN1
RQN3
RQN6
RQN9
achsgerecht
RA
schräg
Abb. 1.5: Richtungs- und
Neigungseinteilung [2]
1.4
Beispiele
Felsbeschreibung nach Merkblatt
Petrogr.-gewinnungst. Bez.:
Verwitterungsgrad:
Haupttrennfläche K1:
Abstand:
Neigung:
Richtung:
Magmatisches Gestein
unverwittert
MA
VU
kompakt
flach
querschlägig
A61
N3
RQ
Kurzbezeichnung Code:
MA VU A61 N3 RQ
Wird die Angabe weiterer Trennflächen erforderlich, so wäre diesem Beispiel hinzuzufügen:
MA VU A61 N9 RQ
(K2):
MA VU A61 N9 RA
[2]
(K3):
1.5
Weiterführende Angaben
Weiterführende Angaben können zur Beschaffenheit der Trennflächen gemacht werden. Dazu gehören
ihre Öffnungsweite (von praktisch geschlossen bis dm-Bereich), die Art ihrer Füllung (z. B. Quarz,
Kalzit, Mylonit, Ton, Lehm) und die Beschaffenheit ihrer Wandungen (Oberflächenform – stufig,
wellig, eben und Rauhigkeit – rau, glatt, harnischartig) [3].
8
2.
Benennen und Beschreiben von Boden
[Unterlagen: Millimeterpapier (A4), Zeichengeräte]
2.1
Grundlagen
Der Begriff „Boden“ wird hier im bautechnischen Sinn gebraucht als branchenübliche
Sammelbezeichnung aller Lockergesteine und von lockergesteinsartig verwitterten Festgesteinen [1].
Aufschlussarbeiten im Lockergestein werden in der Regel als Rammkernsondierung ausgeführt. Das
im Ergebnis vorliegende gestörte Bodenprofil muss vor Ort bereits möglichst genau benannt und
beschrieben werden. Dafür verwendet man Feldversuche, die im Gelände schnell ausführbar sind und
annähernd ausreichende Ergebnisse liefern. Für weitere Untersuchungen können dann in Abhängigkeit
von der Aufgabenstellung zusätzliche Laborversuche durchgeführt werden, die genauere Ergebnisse
liefern.
Böden lassen sich ganz allgemein einteilen in nichtbindige oder grobkörnige Böden und bindige oder
feinkörnige Böden. Zu den nichtbindigen Böden gehören Steine, Sand und Kies (Korngrößen über
ca. 0,06 mm). Zwischen den Körnern wirken keine Anziehungskräfte, sie verändern sich nicht im Wasser
und ihre Körner sind mit dem bloßen Auge erkennbar. Bei bindigen Böden handelt es sich um Schluff
oder Ton. Sie weisen Korngrößen unter 0,06 mm auf und ihre Körner sind mit dem bloßen Auge nicht
erkennbar. Die Anziehungskräfte zwischen den Teilchen sind größer als die Schwerkraft, ihre
Hohlräume (Poren) sind mit Wasser gefüllt. Damit verbunden sind Eigenschaften wie Quellung (bei
Wasseraufnahme) und Schrumpfung (beim Trocknen) [8].
2.2
Benennen und Beschreiben von Boden
Die Bodenansprache erfolgte in der Vergangenheit nach DIN 4022, Teil 1. Die Ansprache erfolgt nach
DIN EN ISO 14688 Teil 1 und 2. Zur Benennung der Bodenart ist der Hauptanteil zu bestimmen.
Hauptanteil ist entweder die Bodenart, die - nach Massenanteil am stärksten vertreten ist oder -welche
die bestimmenden Eigenschaften des Bodens prägt.
Anmerkung für gemischtkörnige Böden: Das Feinkorn bestimmt dann nicht Verhalten und
Eigenschaften eines gemischtkörnigen Bodens, wenn- die Trockenfestigkeit niedrig oder nicht
vorhanden ist - keine Knetfähigkeit vorhanden ist.
→ Es erfolgt eine Einteilung nach Korngrößen.
Das Feinkorn bestimmt Verhalten und Eigenschaften des gemischtkörnigen Bodens
dann, wenn - mindestens eine mittlere Trockenfestigkeit vorhanden ist - eine Knetbarkeit vorhanden ist.
→ Es erfolgt eine Einteilung nach plastischen Eigenschaften des Feinkornanteils.
Zur Benennung der Bodenart ist als erstes eine Bestimmung der Korngröße vorzunehmen. Bei grobkörnigen Böden erfolgt dies durch visuelle Versuche, indem man die Korngrößen mit der Größe
verschiedener Dinge des täglichen Lebens vergleicht.
Kieskornbereich
kleiner als Hühnereier, größer als Streichholzköpfe
Grobkies
Mittelkies
Feinkies
kleiner als Hühnereier, größer als Haselnüsse
kleiner als Haselnüsse, größer als Erbsen
kleiner als Erbsen, größer als Streichholzköpfe
Sandbereich
kleiner als Streichholzköpfe bis zur Grenze des mit dem bloßen Auge
noch erkennbaren Korns
Grobsand
Mittelsand
Feinsand
kleiner als Streichholzköpfe, größer als Gries
gleich Gries
kleiner als Gries, das Einzelkorn aber mit dem bloßen Auge noch erkennbar
9
Handelt es sich um bindigen Boden, ist eine Unterscheidung zwischen Ton und Schluff erforderlich.
Dies kann mit Hilfe manueller Versuche, wie dem Schüttelversuch, dem Reibeversuch oder dem
Schneideversuch erfolgen.
Beim Reibeversuch wird eine kleine Probenmenge zwischen den Fingern zerrieben. An dem Knirschen
und Kratzen erkennt man den Sandkornanteil des Bodens. Im Zweifelsfall kann der Versuch zwischen
den Zähnen ausgeführt werden, wodurch sich Sand durch Knirschen bemerkbar macht und auf ein
schluffiges Material hinweist. Ein toniger Boden fühlt sich außerdem seifig an und bleibt an den Fingern
kleben. Schluffige Böden dagegen fühlen sich weich und mehlig an.
Beim Schneideversuch wird eine erdfeuchte Probe mit dem Messer durchgeschnitten. Ton weist eine
glänzende Schnittfläche auf. Eine stumpfe Oberfläche ist charakteristisch für Schluff bzw. tonigsandigen Schluff mit geringer Plastizität. Man kann die Oberfläche der Probe auch mit dem Fingernagel
einritzen oder glätten, um eine Feststellung zu treffen [6/7].
Zur Unterscheidung zwischen Ton und Schluff bzw. tonigen oder schluffigen Beimengungen eignet sich
auch der Schüttelversuch. Beim Schüttelversuch wird eine erdfeuchte Probe in die Hand genommen
und leicht geschüttelt. Wird die Probe glänzend und tritt relativ schnell Wasser aus, so handelt es sich
um einen Schluff oder Feinsand (Bsp. Ostseesand). Tone oder tonige Mischböden geben das Wasser
beim Schütteln nicht bzw. nur sehr schwer ab.
Gemischtkörnige Böden setzen sich aus grobkörnigen (nichtbindigen) und feinkörnigen (bindigen)
Böden zusammen.
Benennung von grob- und gemischtkörnigen Böden (Feinkornanteil  15%)
Der Boden des Korngrößenbereiches, der gewichtsmäßig am stärksten vertreten ist (> 40 %), wird
mit dem Substantiv bezeichnet, z. B. Mittelsand.
Beimengen anderer grobkörnigen Korngrößen (Sand, Kies, Steine) werden mit dem betreffenden
Adjektiv
schwach
(5 - 15 % Massenanteil) bzw.
stark
(> 30 %) bezeichnet,
z. B. Mittelsand (> 40 %), feinsandig (zwischen 15 % und 30 %), schwach grobsandig (< 15 %).
Besteht der Boden aus zwei Korngrößenbereichen mit annähernd gleichen Anteilen (zwischen 40 %
und 60 %), so sind die betreffenden Substantive durch „und“ zu verbinden, z. B. Kies und Sand [6/7].
Bei feinkörnigen Nebenanteilen (Schluff, Ton) wird dem Adjektiv “tonig“ oder “schluffig“ das Beiwort
“schwach“ oder “stark“ dann vorangesetzt, wenn sie von besonders geringem oder besonders starkem
Einfluss auf das Verhalten des Bodens sind. Derartige Unterscheidungen sind aber nur bei grob- und
gemischtkörnigen Böden möglich, deren bodenmechanisches Verhalten nicht vom Feinkornanteil
geprägt wird.
z. B. Kies, sandig, schwach schluffig
Sand, feinkiesig, stark tonig
10
Benennung von feinkörnigen Böden und gemischtkörnigen Böden (Feinkornanteil > 15%)
Bei feinkörnigen und gemischtkörnigen Böden, deren Verhalten vom Feinkornanteil geprägt ist
(knetbar, Konsistenz vorhanden), wird auch das Vorhandensein feinkörniger Nebenanteile aufgrund der
plastischen Eigenschaften nach bodenmechanischen Handversuchen als Schluff oder Ton beurteilt, d.
h. man muss sich für eine Hauptbodenart entscheiden → entweder Schluff oder Ton.
z. B. Ton, stark sandig, kiesig (typisch für Geschiebelehm)
Schluff, feinsandig, schwach humos (typisch für Auelehm)
Nur wenn die Plastizitätszahl IP im Plastizitätsdiagramm weniger als 3% über oder unter der A-Linie
liegt, wird der feinkörnige Nebenanteil (schluffig, tonig) extra ausgewiesen. Eine Unterteilung in schwach
oder stark erfolgt nicht.
z. B. Schluff, tonig, schwach sandig
Ton, schluffig, stark kiesig, sandig
Es ist insbesondere darauf zu achten, dass bei gemischtkörnigen Böden mit einem Feinkornanteil über
15% in der Regel die plastischen Eigenschaften bestimmend sind. Auch wenn in der Kornverteilung als
Hauptanteil ein Sand oder Kies ausgewiesen wird, so bestimmen ausschließlich die plastischen
Eigenschaften, welche vorzugsweise über die Fließ- und Ausrollgrenze (Plastizitätsdiagramm) bestimmt
werden sollen, die bodenmechanischen Eigenschaften. Der Boden wird entsprechend seiner Plastizität
mit Schluff oder Ton benannt DIN 4022 T 1 (Absatz 6.2.2.3) und DIN EN ISO 14688 Teil 1 und 2 [6/7].
Weitere manuelle Feldversuche dienen der Beschreibung der Eigenschaften der angetroffenen
Bodenart.
Die Beschreibung des Bodenzustandes erfolgt bei grobkörnigen Böden mit Hilfe der Lagerungsdichte
(vor Ort nur grob abschätzbar durch Bohrbarkeit des Bohrgutes, sonst mit weiteren
Untersuchungsverfahren, z. B. Rammsondierung erfassbar), bei feinkörnigen über die Konsistenz.
Die Beschreibung der Zustandsarten erfolgt „im Feld“ folgendermaßen:
a) breiig ist ein Boden, der beim Pressen in der Faust zwischen den Fingern hindurchquillt.
b) weich ist ein Boden, der sich leicht kneten lässt.
c) steif ist ein Boden, der sich schwer kneten, aber in der Hand zu 3 mm dicken Walzen ausrollen lässt,
ohne zu reißen oder zu zerbröckeln.
d) halbfest ist ein Boden, der beim Versuch, ihn zu 3 mm dicken Walzen auszurollen, zwar bröckelt
und reißt, aber doch noch feucht genug ist, um ihn erneut zu einem Klumpen formen zu können.
e) fest (hart) ist ein Boden, der ausgetrocknet ist und dann meist hell aussieht. Er lässt sich nicht mehr
kneten, sondern nur zerbrechen, ein nochmaliges Zusammenballen der Einzelteile ist nicht mehr
möglich.
Bindige gemischtkörnige und feinkörnige Bodenarten können weiterhin über ihre Plastizität
charakterisiert werden. Dazu dienen der Trockenfestigkeitsversuch und/oder der Knetversuch.
Beim Knetversuch wird eine Probe zu dünnen Walzen von ca. 3 mm Durchmesser ausgerollt. Aus den
Walzen formt man wieder einen Klumpen, den man erneut ausrollt. Daraus lassen sich nachstehende
Unterscheidungen treffen:
- leichte Plastizität:
- mittlere Plastizität:
- ausgeprägte Plastizität:
Aus den Walzen kann kein zusammenhängender Klumpen mehr
gebildet werden.
Der gebildete Klumpen lässt sich nicht mehr kneten, da er bei
Anwendung eines Fingerdrucks sofort zerkrümelt.
Der aus den Walzen gebildete Klumpen lässt sich – auch unter
Anwendung eines erhöhten Fingerdrucks – kneten, ohne zu
zerbröckeln.
Beim Trockenfestigkeitsversuch wird eine kleine Probemenge getrocknet. Folgende Fälle werden
unterschieden:
-
zerfällt ohne oder bei geringster Berührung → keine Trockenfestigkeit (G / S)
zerfällt bei leichtem bis mäßigem Fingerdruck → niedrige Trockenfestigkeit (U / U, fs / fS, u*/ G,
u*)
zerbricht unter erheblichem Fingerdruck→ mittlere Trockenfestigkeit (G, t* / S, t*, U, t)
ist durch Fingerdruck nicht zerstörbar → hohe Trockenfestigkeit (T / T, u / T, s / G, t*, s )
11
Weitere manuelle Feldversuche zur Beschreibung von Böden sind der Auswaschversuch
(Bestimmung der auswaschbaren, feinkörnigen Bestandteile) und der Versuch zur Bestimmung des
Kalkgehaltes (Aufbrausen beim Auftropfen von Salzsäure) [6/7].
Durch den Riechversuch kann man vor allem organische Bodenarten erkennen.
Organische Bodenarten sind Torf (pflanzliche Reste, rein organisch), Mudde (pflanzliche und
tierische Reste, mit anorganischen Bestandteilen durchsetzt) und Humus (pflanzliche Reste, lebende
Organismen und deren Ausscheidungen; bildet mit anorganischen Bestandteilen den Mutterboden).
Den Zersetzungsgrad von Torf kann man mit Hilfe des Ausquetschversuches feststellen.
Anhaltspunkte für den Humusgehalt eines Bodens liefert u. a. die Farbansprache des Bodens. Sie wird
an frischen Bruchflächen bei vollem Tageslicht vorgenommen. Je dunkler der Boden, desto höher ist
meist der organische Anteil. Dabei verfärben sich grobkörnige organische Böden leichter als feinkörnige
[6/7].
Tab. 2.1:
Humusgehalte bei Böden [6]
Sand und Kies
Benennung
schwach humos
humos
stark humos
Ton und Schluff
Humusgehalt
Massenanteil in %
1 bis 3
Farbe
grau
Humusgehalt
Massenanteil in %
2 bis 5
Farbe
Mineralfarbe
über 3 bis 5
dunkelgrau
über 5 bis 10
dunkelgrau
über 5
schwarz
über 10
schwarz
Für jede Bohrung sind vorgeschriebene Formblätter auszufüllen. Das Schichtenverzeichnis beinhaltet
die wichtigsten Angaben aus dem Bohrvorgang, die gewonnenen Proben sowie die Beschreibung der
Schichten und der Wasserverhältnisse [6].
12
Markierungslinie
Schreibzeile
Anlage
Schichtenverzeichnis
Bericht:
für Bohrungen ohne durchgehende Gewinnung von gekernten Proben
Az.: 1028/85
Bauvorhaben: Bodenstadt, Kiesweg 15
Bohrung
Schurf
1
Bis
... m
unter
Ansatzpunkt
Nr. B 1 /Blatt 1
2
3
a) Benennung der Bodenart und Beimengungen
b) Ergänzende Bemerkung 1)
c) Beschaffen- d) Beschaffene) Farbe
heit nach Bohr- heit nach Bohrgut
vorgang
f) übliche
g) Geologische1) h) 1)
Benennung
Benennung
Gruppe
a) Mittelsand, feinsandig, humos
b)
0,30
c) abgerundet, d) leicht zu
e) braun
erdfeucht
bohren
f) Oberboden
g) Mutterboden
h) OH
a) Torf
b)
1,80
c) nicht zerd) leicht zu
e) schwarz
setzt weich
bohren
f) Moor
g) Flachmoortorf h) HN
a) Ton, schluffig, sandig, steinig – Kreidestücke
b)
6,50
c) steif
d) schwer zu e) grau
bohren
f) Geschiebeg) Weichseleish) TL
mergel
zeit
a) Mittelsand, stark feinkiesig, grobsandig
b)
14,90
c) abgerundet d) schwer zu e) bunt
bohren
f) Sand
g) Saaleeiszeit
h)
a) Fels, vollkörnig, dicht
b)
15,80
c) mäßige
d) leichte
e) rot
Kornbindung
Meißelarbeit
f) Sandstein
g) Buntsandstein h)
1) Eintragung nimmt der wissenschaftliche Bearbeiter vor.
Datum:
29.10.85
Hochwert:
Rechtswert:
Höhe (NN):
4
Bemerkungen
i) Kalkgehalt
i) O
i) O
Sonderprobe
Wasserführung
Bohrwerkzeuge
Kernverlust
Sonstiges
Schappe  165
vorgebohrt bis 1,80 m
Rohre  159 eingebaut Gestänge,
drehend
Wasser 1,70 m u. AP
Seil, gerammt 100 kg
Hub 300
3 Schl/300
5 Schl/300
Schappe
 133
30 Schl/300
45 Schl/300
i) ++
Ventilbohrer  133
Wasser 6,50 m steigt
auf 3,80 m u. AP
i) O
Kreuzmeißel 121 
unverrohrt ab 14,90 m
Endwasserstand
4,10 m u. AP
5
6
Entnommene Proben
Art
Nr.
Tiefe in m
(Unterkante)
G
1
0,30
G
2
0,80
S
S
G
1
2
3
1,00
1,50
2,50
S
3
3,00
G
4
6,50
G
5
8,50
G
G
G
G
6
7
8
9
10,30
12,50
14,90
15,50
i) O
Abb. 2.1: Beispiel für ein ausgefülltes Schichtenverzeichnis [6]
13
2.3 Zeichnerische Darstellung von Baugrundbohrungen
Die zeichnerische Darstellung der Ergebnisse von Baugrundbohrungen erfolgt nach DIN 4023.
Üblicherweise wählt man dafür die Form eines sogenannten Bohrstäbchens.
a)
Abb. 2.2:
b)
c)
Beispiel für die Darstellung von Bohrprofilen [6]
Die Abkürzungen (Kurzzeichen) für Boden- und Felsarten sind in den nachfolgenden Tabellen
dargestellt. Gleichzeitig sind in der DIN 4023 die Zeichen für die zeichnerische Darstellung sowie die
Farbkennzeichnung für die jeweilige Boden- bzw. Felsart enthalten. Da die Bohrprofildarstellung jedoch
heute meist von der Rechentechnik übernommen wird, wurde hier auf eine Angabe dieser Zeichen
verzichtet.
Die Kurzzeichen für Bodenarten sind in Tabelle 2.2 und 2.3 dargestellt.
Bei gemischtkörnigen Bodenarten sind die Haupt- und Nebenanteile durch die entsprechenden
Kurzzeichen (Groß- und Kleinbuchstaben in der Tabelle 2.2) zu unterscheiden. Stets ist das
Kurzzeichen des Hauptanteils voranzustellen. Die Kurzzeichen der Nebenanteile sind in der
Reihenfolge ihrer Bedeutung anzufügen und durch Komma zu trennen. Werden mehrere Bodenarten
genannt, so sind diese durch Schrägstriche zu trennen. Zwei Korngrößen mit etwa gleichen
Massenanteilen sind durch ein Pluszeichen zu verbinden.
Ein „schwacher“ Nebenanteil ist durch ein Apostroph hinter, z. B. u’, ein „starker“ Nebenanteil durch
einen Strich über dem Kurzzeichen des Nebenanteils oder einen Stern hinter dem Kurzeichen z. B.
fs oder fs* deutlich zu machen.
Tabelle 2.4 enthält Abkürzungen für die Farbansprache von Böden. Die Kurzzeichen für Felsarten
sind in der Tabelle 2.5 dargestellt. Fels hat allgemein nur das Kurzzeichen Z oder, wenn die Felsart
bedeutungsvoll und bekannt ist, ein besonderes Kurzzeichen, z. B. Kst = Kalkstein. Bei leichter
Verwitterung (Verfärbung) ist das Kurzzeichen in eine einfache Klammer, z. B. (Sst) und bei starker
Verwitterung (Entfestigung) in eine Doppelklammer, z. B. ((Gst)), zu setzen.
In den Bohrprofildarstellungen ist über der Säule die Art und Nummer des Aufschlusses und die
Geländehöhe anzugeben. Rechts der Säule müssen die Kurzzeichen nach Tabelle 2.2 und 2.5 oder
die geologischen Kurzzeichen nach Tabelle 2.3 stehen.
14
Weitere Zeichen, die eingetragen werden müssen, beziehen sich auf Entnahmestellen von
Sonderproben oder Bohrkernen sowie auf die angetroffenen Grundwasserverhältnisse. Rechts neben
der Säule können zeichnerische Symbole für bautechnisch wichtige Eigenschaften, wie der
Konsistenz, angetragen werden  Tabelle 2.6 [6].
Tab. 2.2:
Kurzzeichen für Bodenarten [6] und [7]
Kurzzeichen
DIN 14688
Kurzzeichen
DIN 4022/4023
Bodenart Beimengung
Gr
gr
Bodenart Beimengung
G
g
Benennung
Bodenart
Kies
Beimengung
kiesig
Grobkies
grobkiesig
CGr
cgr
gG
gg
Mittelkies
mittelkiesig
MGr
mgr
mG
mg
Feinkies
feinkiesig
FGr
fgr
fG
fg
sandig
Sa
sa
S
s
Sand
Grobsand
grobsandig
CSa
cs
gS
gs
Mittelsand
mittelsandig
MSa
msa
mS
ms
Feinsand
feinsandig
FSa
fsa
fS
fs
Schluff
schluffig
Si
si
U
u
Ton
tonig
Cl
cl
T
t
Organische
Bestandteil
torfig, humos
Or
or
H
h
-
-
F
-
Or
or
-
o
Mg
mg
A
-
Mudde
(Faulschlamm)
organische
Beimengung
Auffüllung
Steine
steinig
Co
co
X
x
Blöcke
mit Blöcken
Bo
Bo
Y
y
Tab. 2.3:
Geologische Kurzzeichen für Bodenarten [6]
Mutterboden
Mu
Verwitterungslehm, Hanglehm
L
Hangschutt
Lx
Geschiebelehm
Lg
Geschiebemergel
Mg
Löß
Lö
Lößlehm
Löl
Klei, Schlick
Kl
Wiesenkalk, Seekalk, Seekreide, Kalkmudde
Wk
Bänderton
Bt
Vulkanische Asche
V
Braunkohle
Bk
15
Tab. 2.4:
Farbe
Ergänzende Beschreibung der Lockergesteine nach der Farbe [5]
Kurzzeichen Farbe
Kurzzeichen Farbe
Kurzzeichen Farbe
Kurzzeichen
(g)
gelb
(e)
schwarz
(s)
hell
(h)
braun
(b)
grün
(ü)
weiß
(w)
dunkel
(d)
rot
(r)
blau
(a)
bunt
(u)
Tab. 2.5:
Kurzzeichen für Felsarten [6]
Gesteinsart
Fels, allgemein
Kurzzeichen
Z
Gesteinsart
Kalktuff
Kurzzeichen
Ktst
Konglomerat, Brekzie
Gst
Anhydrit
Ahst
Sandstein
Sst
Gips
Gyst
Schluffstein
Ust
Salzgesteine
Sast
Tonstein
Tst
verfestigte vulkanische Aschen (Tuffstein)
Vst
Mergelstein
Mst
Steinkohle
Stk
Kalkstein
Kst
Quarzit
Q
Dolomitstein
Dst
Ma
Kreidestein
Krst
massige Erstarrungsgesteine und
Metamorphite (Granit, Gabbro, Basalt,
G
) Metamorphite
blättrige, feinschichtige
(Glimmerschiefer, Phyllit)
Tab. 2.6:
Bl
Weitere Zeichen zur Bohrprofildarstellung [6]
Über der Säule
Sch 1 = Schurf Nr. 1
Links der Säule
P2
NN + 352,1 = Sonderprobe aus 19,0 m
Tiefe = NN + 352,1 m
Rechts der Säule
= nass
Vernässungszone oberhalb des
Grundwassers
B3
BK
BP
= Bohrung Nr. 3
= Bohrung mit
durchgehender
Gewinnung
gekernter
Proben
= Bohrung mit durchgehender Gewinnung
nichtgekernter Proben
BuP
= Bohrung mit Gewinnung unvollständiger
Proben
BS
= Sondierbohrung
K1
NN + 114,8
=
Bohrkern aus 5,2 m
Tiefe = NN + 114,8 m
für Untersuchungen ausgewählt
= breiig
8,9
(1.4.68)
= Grundwasser am 1.4.1968 in 8,9 m
unter Gelände angebohrt
= weich
7,3
(1.4.68)
= Grundwasserstand nach Beendigung
der Bohrarbeiten
= steif
NN + 118,0
10.5.68
= Ruhewasserstand in einem ausgebauten Bohrloch
NN + 365,7
(12.6.68) 10h
= Grundwasser in 15,8 m unter Gelände
= NN + 355,7 m angebohrt,
Anstieg des Wassers bis 5,8 m
unter Gelände
= = NN + 365,7 m nach 10 Stunden
NN + 355,7
= halbfest
= fest
= klüftig
NN + 11,7
(12.6.68)
= Wasser versickert in NN + 11,7 m
= Streichen (hier SW-NE) und Fallen
(hier 25° nach SE) von Trennflächen
= gekernte Strecke
16
Verwendete Unterlagen
[1]
Prinz, Helmut: Abriss der Ingenieurgeologie. 3., neubearb. u. erw. Aufl. Stuttgart: Enke. 1997. –
ISBN 3-432-92333-3, S. 6
[2]
Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, Arbeitsgruppe Erd- und Grundbau:
Merkblatt über Felsgruppenbeschreibung für bautechnische Zwecke im Straßenbau. Ausgabe
1992
[3]
Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, Arbeitsgruppe Erd- und Grundbau:
Merkblatt zur Felsbeschreibung für den Straßenbau. Ausgabe 1992
[4]
Müller-Salzburg, Leopold: Der Felsbau. Erster Band. 1. Nachdruck. Stuttgart : Enke. 1980.
S. 230 -231
[5]
Reuter, Fritz; Klengel u.a.: Ingenieurgeologie, 3., stark überarb. u. erw. Aufl. Leipzig, Stuttgart:
Verlag für Grundstoffindustrie. 1992 - ISBN 3-342-00316-2, S. 91
DIN-Taschenbuch 113, Erkundung und Untersuchung des Baugrundes, 7. Aufl. Berlin: Beuth.
1998. – ISBN 3-410-14195-2, S. 153 – 171, S. 181 – 191, DIN 4022 T1
[6]
[7]
DIN EN ISO 14688 Teil 1 und 2
[8]
Dörken, Wolfram; Dehne, Erhard: Grundbau in Beispielen, Teil 1. 2., überarb. u. erw. Aufl.
Düsseldorf: Werner-Verlag, 1999. – ISBN 3-8041-5075-6, S. 12 - 21
17
Übungsaufgaben Einführung in die Geotechnik
1.
Beschreibung von Gestein bzw. Fels
In Anlage 1.1 ist die Kartierung einer Felsböschung (Aufschluss oder Aufschlusswand) dargestellt. Die
Aufschlusswand steht vertikal und ihre Streichrichtung beträgt 30°. Parallel zur Böschung soll eine
Straße erschlossen werden.
Zur Beschreibung des anstehenden Gesteins wurde ein Homogenbereich zwischen den Störungen 4
und 5 ausgewählt und in diesem zwei Messstrecken festgelegt.
Beschreiben Sie das Gestein in dem Homogenbereich anhand des „Merkblattes über Felsgruppenbeschreibung für bautechnische Zwecke im Straßenbau“! Gehen Sie dabei wie folgt vor!
a) Welche petrographisch-gewinnungstechnische Bezeichnung ist für die anstehenden Gesteine zutreffend?
b) Im Aufschluss ist eine teilweise Auflockerung an den vorhandenen Trennflächen erkennbar. Welchem Verwitterungsgrad entspricht dies?
c) Beide anstehenden Gesteine sind mit dem Stahlnagel schwer ritzbar. Welche Festigkeit bzw. Kornbindung kann ihnen demnach zugeordnet werden. Versuchen Sie auch eine quantitative Erfassung
der Härte anzugeben (Spannbreite)!
d) Mit welchen Trennflächenarten ist in dem Aufschluss zu rechnen? Kennzeichnen Sie die Haupttrennflächenscharen farbig (maximal 3) und bezeichnen Sie diese!
e) Messen Sie für jede Haupttrennflächenschar extra die Trennflächenabstände d (senkrecht zur
Trennfläche; nur zwischen markanten, durchgehenden Trennflächen), mitteln Sie diese und ordnen
Sie die Abstände einer Bezeichnung laut Merkblatt zu!
f) Bestimmen Sie für jede Messstrecke getrennt im Homogenbereich zwischen den Störungen 4 und 5
die Klüftigkeitsziffern für alle Haupttrennflächenscharen insgesamt. Berechnen Sie daraus den Mittelwert!
g) Für die Haupttrennflächenscharen sind die zugehörigen Daten für die Raumstellung aus der Anlage
zu entnehmen und die Neigung für jede Haupttrennflächenschar extra laut Merkblatt zu klassifizieren!
h) Ermitteln Sie aus den angegebenen Streichrichtungen der Haupttrennflächenscharen die jeweiligen
Differenzwinkel zur Straßenachse und ordnen Sie diese laut Merkblatt ein!
i) Fassen Sie die Ergebnisse wie im Beispiel 1.4 unter Angabe des Codes zusammen!
Übungsaufgaben Einführung in die Geotechnik
Anlage 1.1

Messstrecke 1
Messstrecke 2

Übungsaufgaben Einführung in die Geotechnik
2. Benennen und Beschreiben von Boden
a) Gegeben ist ein Boden mit den in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Massenanteilen. Die
jeweilige Bezeichnung (ausgeschrieben und als Kurzzeichen nach DIN 14688 und DIN 4023) ist
anzugeben!
Anteil
Kies
Anteil
Sand
Anteil
Schluff
Anteil
Ton
Bezeichnung
Kurzzeichen
DIN 14688
Kurzzeichen
DIN4023
61 %
32 %
7%
-
Kies, stark sandig, schwach schluffig
Gr, sa , si´
G, s , u´
81 %
19 %
-
-
34 %
45 %
21 %
-
50 %
50 %
-
-
14 %
28 %
3%
55 %
14 %
27 %
55 %
4%
-
19 %
35 %
46 %
20 %
70 %
10 %
-
b) Ein bindiger Boden weist beim Anschnitt mit einem Messer eine glänzende Fläche auf. Er lässt sich
schwer kneten, aber in der Hand zu 3 mm dicken Walzen ausrollen, ohne zu reißen oder zu zerbröckeln. Aus den Walzen kann kein zusammenhängender Klumpen mehr gebildet werden. Um was für
einen Boden handelt es sich und welche Eigenschaften weist er auf?
c) Die Korngrößen eines grobkörnigen Bodens erweisen sich bei der visuellen Betrachtung kleiner als
Streichholzköpfe, jedoch größer als Gries. Seine Farbe ist dunkelgrau. Der Riechversuch weist auf
organische Beimengungen hin. Nennen Sie das Kurzzeichen für die Bodenart nach DIN 4023! Welche geologische Bezeichnung hat der Boden?
Übungsaufgaben Einführung in die Geotechnik
d) Bei einer Bohrung 1 (Bohransatzpunkt: + 129,7 m NN) mit durchgehender Gewinnung nichtgekernter
Proben wurden folgende Schichten erbohrt:
0,0 bis 0,2 m:
Mutterboden (Mittelsand, feinsandig, schwach schluffig; Farbe: dunkelgrau)
0,2 bis 0,6 m:
Feinkies, stark sandig, schluffig
0,6 bis 1,7 m:
Schluff, sandig; weich; Entnahme einer Sonderprobe 1 in 1,5 m Tiefe
1,7 bis 2,3 m:
Ton, schluffig, schwach sandig; steif
2,3 bis 4,9 m:
Tonstein, stark verwittert (entfestigt)
4,9 bis 7,0 m:
Sandstein, leicht verwittert (verfärbt); Grundwasser wurde am 07.03.1999 in 5,8
m Tiefe angetroffen und stieg am gleichen Tag bis auf 4,6 m Tiefe (Ruhewasserstand)
7,0 bis 9,2 m:
Tonstein, klüftig; Wasser versickert in 8,0 m Tiefe; ein Bohrkern 1 wurde aus
8,5 m Tiefe entnommen
9,2 m (Endteufe)
Stellen Sie das Bohrprofil nach DIN 4023 dar (nur Kurzzeichendarstellung, keine Zeichen  siehe
Abbildung 7.2 a)! Tragen Sie zusätzlich die Konsistenzen, die Grundwasserverhältnisse und Probeentnahmestellen ein! Es ist Millimeterpapier (A4) zu verwenden, der Tiefenmaßstab ist mit 1 : 50 zu
wählen und in mNN anzugeben ( siehe Abbildung 7.2 b, c)!
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