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https://nap.nationalacademies.org/catalog/27432/critical-issues-in-transportation-for-2024-and-beyond

Zusammensetzung des Filterkuchens an Schlitzwandlamellen mit kurzer und langer Standzeit

Composition of filter cakes arising during slurry wall construction depending on duration of suspension supported period

Bei der Herstellung von Schlitzwaenden in zwei Phasen wird in der ersten Phase der Boden nur durch eine Suspension im Schlitz gestuetzt. In der zweiten Phase uebernimmt der eingefuellte Beton diese Stuetzung. In der ersten Phase bildet sich durch das Eindringen der Suspension in den Boden an der Schlitzwandung ein sogenannter Filterkuchen. Es wird angenommen, dass der Filterkuchen den bei der statischen Berechnung ansetzbaren Wandreibungswinkel in Abhaengigkeit von der Standzeit der Suspension verringert. In den Regelwerken ist daher angegeben, dass bei Standzeiten von mehr als 30 Stunden keine Wandreibung angesetzt werden darf und bei kuerzeren Standzeiten der Wandreibungswinkel je nach Bodenbeschaffenheit nur bis zu einem Grenzwert ansetzbar ist. Aus neueren Untersuchungen ist bekannt, dass man Koerner bis zu 2 Millimetern im Filterkuchen findet und dass die Reibungswinkel zwischen 20 und 30 Grad liegen. Des Weiteren zeigte sich, dass die Scherfuge im Filterkuchen verlaeuft und der Reibungswinkel des Filterkuchens die Scherfestigkeit des Systems bestimmt. Die vorgestellten Untersuchungen erfolgten im Rahmen des Baus eines doppelstoeckigen Tunnels in Deckelbauweise im Zuge einer Hauptverkehrsstrasse in Maastricht. Bei sonst gleichen Bodenverhaeltnissen, Geometrie und Bauverfahren unterscheiden sich die Randbedingungen bei den zwei untersuchten, eng benachbarten Schlitzwandlamellen nur durch die Standzeit (16 beziehungsweise 70 Stunden) der Suspension. Begleitend zum Baugrubenaushub wurden in unterschiedlichen Tiefen Proben aus dem Filterkuchen entnommen. Der Boden im Bereich der Baumassnahme besteht aus Sandmergel, der durch Kiessand ueberlagert wird. Im Bereich des Kiessandes war die Dicke des Filterkuchens auesserst ungleichmaessig; teiweise fehlte er sogar. Im Sandmergel gab es einen durchgehenden 8 Millimeter dicken Filterkuchen bei einer Standzeit von 16 Stunden. Bei der Standzeit von 70 Stunden entwickelte sich ein Filterkuchen zwischen 10 und maximal 16 Millimetern Dicke. Die an den Proben bestimmten Kornverteilungen zeigen, dass unabhaengig von der Standzeit die Zusammensetzung des Filterkuchens von Koernern des anstehenden Bodens bis zu einer Groesse von 1 Millimeter bestimmt wird. Insgesamt zeigen die Untersuchungen, dass sich fuer die anstehenden Boeden vom Schluff bis in den Kieskornbereich keine nachteiligen Wirkungen aus der langen Standzeit der Suspension auf den Wandreibungswinkel ableiten lassen. Eine Abminderung des Wandreibungswinkels fuer die statische Berechnung aufgrund der langen Standzeit ist nach den Untersuchungsergebnissen nicht erforderlich. ABSTRACT IN ENGLISH: During two-phase construction of slurry walls the temporary trench is supported by a suspension consisting of e.g. bentonite and water. This support of the trench by the suspension leads to the development of a filter cake at the soil-suspension interface which remains after concreting between the concrete and the soil. In general it is assumed, that this filter cake consists mainly of bentonite particles and shows very limited shear resistance. Due to operative reasons the period, where the trench is supported by the suspension, may get long-lasting compared to the aspired and common period. For such long periods of slurry support an increase of the thickness of the filter cake is expected. Due to this the wall friction angle used in the design of the slurry wall has to be reduced to zero following the German standard in case, that the slurry support period regularly exceeds 30 hours. Samples from filter cakes have been taken from two panels of a slurry wall constructed in the Netherlands, whereby soil conditions, geometry and construction procedure of both panels were very similar. However, the significant difference between the two panels was the duration, where the trenches were supported by the suspension: for one panel 16 hours, for the other one 70 hours. Grain size distribution, thickness and consistency of the filter cakes have been analyzed. The results show, that there is no negative effect of the long-lasting period where the trench is supported by the suspension on the properties and the composition of the filter cake. (A)

Language

  • German

Media Info

  • Media Type: Print
  • Features: Figures; References;
  • Pagination: pp 63-70
  • Serial:
    • Bauingenieur
    • Volume: 90
    • Issue Number: 2
    • Publisher: Springer-VDI-Verlag GmbH
    • ISSN: 0005-6650

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01565414
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Jun 1 2015 1:35PM