Plattendruckversuch

Beim Plattendruckversuch wird der Boden im Feld durch eine kreisförmige Lastplatte mit Hilfe einer Druckvorrichtung wiederholt stufenweise be- und entlastet. Es werden Druck-Setzungslinien für den anstehenden Boden ermittelt, um die Verformbarkeit und die Tragfähigkeit dieses Bodens unter einer Flächenlast zu bestimmen. Aus diesen Druck-Setzungslinien können die Verformungsmodule Ev1 (Erstbelastung) und Ev2 (Wiederbelastung) und der Bettungsmodul ks ermittelt werden. 

Der Plattendruckversuch wird im Sinne einer Qualitätsprüfung bzgl. der Tragfähigkeit von gewachsenen bzw. eingebauten Böden zur Ermittlung von Grundlagen zur Berechnung von Gründungen durchgeführt. 

Mit Hilfe einer Lastplatte wird der Boden stufenweise wiederholt be- und entlastet. Die mittleren Normalspannungen σ0 unter der Platte und die zugehörigen Setzungen s der einzelnen Laststufen werden in einem Diagramm als Druck-Setzungslinie aufgetragen. In der Regel wird eine Platte mit einem Durchmesser von d = 30 cm verwendet. Nach einer Vorbelastung von ca. 10 kN/m² werden gleichgroße Laststufen von 0,08 MN/m² in ca. 2-minütigem zeitlichen Abstand bis zur maximalen Last von 0,5 MN/m² aufgebracht. Danach wird die Platte wiederum entlastet, in Stufen von –50 %, -25% und 0% der Höchstlast. Danach wird ein zweiter Belastungszyklus in gleichen Laststufen, jedoch nur bis zur maximalen Last von 0,45 MN/m² aufgebracht.  

Der aus dieser Last-Setzungslinie resultierende Verformungsmodul Ev1 (Erstbelastung) stellt eine Größe zur Beurteilung geleisteten Verdichtungsarbeit eines eingebrachten Bodens dar. Der Verformungsmodul Ev2 (Wiederbelastung) wird verwendet, um der Verformbarkeit bzw. der Tragfähigkeit des Bodens zu beurteilen. 

Der Wert der Verformungsmodule wird anhand der Druck-Setzungslinie der Erst- bzw. Wiederbelastung aus der Sekante zwischen den Punkten 0,3 σ0,max und 0,7 σ0,max nach der folgenden Gleichung bestimmt: 

Für die gegebenen grobkörnigen Böden können näherungsweise die Zuordnung von Verdichtungsgrad Dpr, Verformungsmodul Ev2 angegeben werden (vgl. ZTVE-StB 17): 

 

Zusätzlich ist der Verhältniswert des Verformungsmoduls Ev2/Ev1 zur Beurteilung des Verdichtungszustands mit heranzuziehen. Dabei gelten Ev2/Ev1 ≤ 2,3 für Dpr ≥ 100 % und Ev2/Ev1 ≤ 2,5 für Dpr ≥ 98 %. Wenn der Ev1-Wert bereits 60 % des in der Tabelle genannten Werts erreicht, sind auch höhere Verhältniswerte Ev2/Ev1 zulässig.  

Der Bettungsmodul ks kann direkt aus den gemessenen Größen aus der Belastungskurve der Drucksetzungslinie ermittelt werden:  

Achtung: der Bettungsmodul ist keine Bodenkonstante, er ist von den Fundamentgeometrien, den Bodeneigenschaften und den Randbedingungen des Gründungskörpers abhängig! (vgl. Setzungsberechnungen) 

Der dynamische Plattendruckversuch wird zur Überprüfung der Tragfähigkeit und Verdichtung von Böden angewendet, deren korrelativen Zusammenhänge hinreichend genau bekannt sind. Die Prüftiefe liegt etwa bei 30 cm. Der dynamisch Verformungsmodul Evd kann berechnet werden mit  

(mit s = Mittelwert der Setzungsamplituden)

Näherungsweise wird in unterschiedlichen Literaturstellen eine Zuordnung von Verdichtungsgraden Dpr, Verformungsmodul Ev2 und dem dynamischen Verformungsmodul Evd in Abhängigkeit des Bodens angegeben: 

 

Die Auswertung eines statischen Plattendruckversuchs erfolgt mithilfe des Programms GGU-PLATELOAD . Die folgenden Versuchsergebnisse werden im Menu „Bearbeiten – Versuch“ unter den Knöpfen „Erstversuch ändern“ und „Zweitversuch ändern“ eingegeben: 

Die Software generiert detaillierte Analysen und Diagramme, die die Druck-Setzungslinien und die daraus resultierenden Verformungsmodule darstellen. Dies ermöglicht eine präzise Beurteilung der Bodenverhältnisse und der Tragfähigkeit des untersuchten Bodens.

Auf dem Bildschirm wird die Auswertung (Ev1, Ev2, Ev2/Ev1) dann wie folgt dargestellt: 

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