2023-06-252023-06-25https://tore.tuhh.de/handle/11420/15510Stabilisierungssäulen, d.h. hydraulisch gebundene Säulen, die zur Baugrundverbesserung eingesetzt werden, sind ein vergleichsweise junges Bauverfahren in Deutschland. Ein wesentlicher Unterschied von Stabilisierungssäulen zur konventionellen Pfahlgründung stellt die Lasttransferschicht (LTS) über den Säulen dar. Die Säulen, der Boden zwischen den Säulen und die LTS interagieren und bilden ein kombiniertes Gesamtsystem, welches das Tragverhalten bestimmt. Das beantragte Forschungsvorhaben umfasst im Schwerpunkt den Säulentyp der Nassmörtelsäule. Nassmörtelsäulen werden nach dem Abteufen des Bohrers im Teil- oder Vollverdrängungsverfahren durch Betonage im Kontraktorverfahren hergestellt. Der Durchmesser der Säulen beträgt in der Regel ca. 20 bis 40cm. Die Herstellung erfolgt in einem gleichmäßigen Raster mit einem Achsabstand von 3D bis 5D. Das Tragverhalten des kombinierten Systems ist noch nicht vollständig verstanden und die der Bemessung zugrundeliegenden Modellvorstellungen beruhen auf stark vereinfachten Ansätzen. Der Einfluss einer Veränderung der Bodenzustandsgrößen durch den rasterförmigen Einbringprozess ist bislang nicht quantifiziert. Weiterhin ist der Einfluss von zyklischen Lasten auf den Lasttransfer und die Gewölbewirkung in der LTS nicht hinreichend erforscht. Hauptziel des Forschungsvorhabens ist es daher, das Tragverhalten von kombinierten Systemen unter Berücksichtigung von Herstellungseinflüssen, der Gruppenwirkung und der Interaktion zwischen Boden, Säule, Lasttransferschicht und Fundament am Beispiel von Nassmörtelsäulen und granularen Lasttransferschichten bei statisch monotonen und zyklisch auftretenden Lasten zu klären. Hierzu werden numerische Simulationen ausgeführt, welche durch Modellversuche ergänzt und validiert werden. Bei den numerischen Berechnungen wird mit Kontinuumsmodellen gearbeitet. Die entsprechenden Gleichungen werden mit der FEM gelöst. Dazu wird der CEL-Ansatz angewandt, der sich bei den Voruntersuchungen zur Simulation des Bohrvorgangs bewährt hat.Rigid inclusions, are a relatively new method for soil improvement in Germany. An essential difference between rigid inclusions and conventional pile foundations is the load transfer platform (LTP) above the columns. The columns, the soil between the columns and the LTP interact and form a combined overall system which determines the load bearing behavior. The research project is focused on the type of wet mortar column. After the penetration of the partial or full displacement auger the concrete is injected. The diameter of the columns is usually approx. 20 to 40 cm. They are installed in a grid with a centre to centre distance of 3D to 5D. The load-bearing behavior of rigid inclusion systems is not yet fully understood and the models on which the design is based are simplified approaches. The influence of a change in the soil state parameters due to the grid-shaped installation process is not yet quantified. Furthermore, the influence of cyclic loading on the load transfer and the arching effect in the LTP has not been sufficiently researched. The main objective of the research project is therefore to clarify the load-bearing behavior of rigid inclusion systems, taking the installation effect, the group effect and the interaction between soil, column, load transfer layer and foundation under static monotonic and cyclic loading into account. For this purpose, numerical simulations are carried out, which are supplemented and validated by model tests. For the numerical calculations, continuum models are used. The corresponding equations are solved with FEM. For this purpose, the CEL approach is applied, which has proven itself in the preliminary investigations for the simulation of the drilling process.