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Lexikon der Geowissenschaften: Setzung

Setzung, vertikale Senkungsbewegung eines Bauwerks durch Zusammendrücken des Bodens durch seine Eigenlast und eventuelle Nutzlasten. Die Lasten sind entweder statisch (ruhend) oder dynamisch durch Einwirken von Verkehr sowie durch Stoß- und Schwingimpulse von Maschinen. Nach DIN 4019 sind folgende Setzungsparameter zu unterscheiden: a) Initialsetzung oder Sofortsetzung s0 (Schubsetzungen); sie beruht auf einer elastischen, d.h. reversiblen Verformung des Bodens, die unmittelbar bei Laständerungen eintritt. Dieser Vorgang läuft ohne Volumenänderung ab. b) Primärsetzung oder Konsolidationssetzung (Verdichtungssetzungen) s1, die in der Regel den größten Setzungsanteil ausmachen. Sie erfolgt durch das Auspressen des Porenwassers und einer damit verbundenen Kompression des Korn- und Mineralgerüstes des Bodens. Dieser Prozeß kann in Abhängigkeit von der Durchlässigkeit und den Drainagebedingungen des Bodens mehrere Jahre oder Jahrzehnte andauern. c) Sekundärsetzungen s2 (Kriechsetzungen). Sie sind in erster Linie auf langfristige Kriecherscheinungen in feinkörnigen Böden und Umlagerungen im Mineralgerüst zurückzuführen.

Über Setzungsberechnungen werden im allgemeinen die Konsolidationssetzungen erfaßt. Bei weichen organischen Böden (z.B. Torf) stellen sich noch erhebliche Sekundärsetzungen nach Abschluß der Konsolidation ein. Neben der Belastung verursacht die Frost/Tau-Wirkung und vor allem die Änderung der Wasser- und Grundwasserverhältnisse eine Verringerung des Porenanteils und damit eine Setzung. Die meisten Setzungsberechnungen beziehen sich auf die Zusammendrückung unter statischen Lasten oder durch Grundwasserabsenkungen und ermitteln die Setzung ihrer Größenordnung nach. Für die Setzungsberechnung sind erforderlich: a) Angaben über das Bauwerk, Gründungstiefe, Fundamentart, Größe der Belastung, b) Bohrprofile, Schichtenverzeichnis und c) Bodenkennwerte, wie z.B. Kornsummenlinien, Lagerungsdichte, Porosität, Konsistenzgrenzen etc.

Prinzipiell werden Setzungen mittels der Einheitssetzungen, der Steifemoduli oder unter Annahme eines konstanten Steifemoduls mit einfachen Formeln berechnet. Zu unterscheiden ist zwischen schlaffen und starren Baukörpern. Der einfachste Fall einer lotrechten mittigen Belastung ist in DIN 4019, Teil 1 geregelt. Danach berechnet sich die Setzung s zu:



mit σ0=mittlere Bodenpressung in der Gründungssohle [kN/m2], verringert um den Betrag γ·d infolge der Aushubentlastung, γ=Wichte des Bodens, d=Mächtigkeit des ausgehobenen Schicht, b=Bezugslänge der Gründungsfläche [m], f=Setzungsbeiwert aus Tafeln bzw. Diagrammen in DIN 4019, Em=mittlerer Zusammendrückungsmodul [kN/m2] der setzungsempfindlichen Schicht. Die Setzungsberechnungen werden im allgemeinen in Tabellenform durchgeführt, wobei der Baugrund in setzungsrelevante Teilschichten in Anlehnung an die geologische Schichtenfolge unterteilt wird. [KC,AK]

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