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Geotechnik ist ein Ingenieurfachgebiet, das sich mit dem Verhalten von Böden und Felsmassen sowie deren Interaktion mit Bauwerken beschäftigt.

Die Geotechnik kombiniert infolgedessen Geologie, Ingenieurgeologie, Hydrogeologie, Bodenkunde, Hydrologie und den Konstruktiven Ingenieurbau, um Bauprojekte auf oder unter der Erde zu planen und zu realisieren. Demzufolge ist Geotechnik eine erdgebundene Querschnittsmaterie.

Dietmar Adam definiert begrifflich:

– Geotechnik: ist eine interdisziplinäre Ingenieurwissenschaft, die Elemente aus dem Bauwesen (Grundbau, Erdbau, Tunnelbau, Wasserbau etc.), den Geowissenschaften (Ingenieurgeologie), sowie dem Bergbau in sich vereint. Sie betrachtet den Boden als Baugrund bzw. Baustoff und beschäftigt sich mit den Wechselwirkungen zwischen Bauwerk und Untergrund. Das Aufgabengebiet ist sehr breit gefächert und umfasst die Untergrunderkundung, bodenphysikalische sowie bodenmechanische Untersuchungen, erdstatische und felsmechanische Berechnungen bis hin zur Bauplanung, Ausführung, Überwachung und Dokumentation. Geotechnik ist infolgedessen der Oberbegriff für Bodenmechanik und Felsmechanik.

– Grundbau: beschäftigt sich mit der praktischen Anwendung – im Sinne einer Umsetzung der theoretischen und empirischen Erkenntnisse – zur konstruktiv technischen Behandlung und Bearbeitung des Untergrundes.

– Bodenmechanik: erklärt und berechnet das mechanische und technische Verhalten der so genannten Lockergesteine, Böden oder Schüttungen. Sie beschreibt Böden durch physikalische Größen und Kennzahlen und bildet die theoretische und empirische Grundlage für praktische Aufgaben. Im Wesentlichen wurde die moderne Bodenmechanik durch Karl von Terzaghi begründet, der diese wie folgt definiert: „Unter Bodenmechanik wird die Anwendung der mechanischen und hydraulischen Gesetze auf jene technischen Aufgaben verstanden, die sich mit Sedimenten und anderen nicht verfestigten Anhäufungen fester Teilchen befassen“ [2].

– Felsmechanik (Gebirgsmechanik): wird derjenige Teil der Geotechnik genannt, welcher sich vorzugsweise mit dem Verhalten der Festgesteinsmassen im Zusammenhang mit den Bauwerken, Tunneln, Fundamenten, Talsperren und bergbaulichen Hohlräumen befasst. Die mechanisch-kinematische Erklärung von Gebirgsaufbau und -entstehung ist hingegen Sache der Ingenieurgeologie (Tektonik etc.); die Felsmechanik stellt die wissenschaftliche Grundlage des Felsbaus dar. Im Wesentlichen wurde die moderne Felsmechanik durch Leopold Müller begründet, der durch Terzaghi beeinflusst und bestärkt wurde. Müller begründete die Felsmechanik als Sparte parallel zur Bodenmechanik, die (vor allem) auf Theorie und Praxis begründet sei [3].

– Felsbau: ist die praktisch-technische Anwendung und Umsetzung der Felsmechanik und behandelt die technisch-konstruktive Durchbildung sowie die Herstellung von Felsbauten im Gebirge.

– Tunnelbau: beschäftigt sich mit dem Bau untertage und ist im Wesentlichen auch heute noch in Teilen eine Erfahrungswissenschaft und schafft durch die Herstellung von untertägigen Ingenieurbauwerken im Fest- und Lockergestein Wege durch den Untergrund (Personen- und Güterförderung, Kavernen, Stollen, Wasserbau, Schachtbauwerken etc.).

Geotechnik ist infolgedessen der Oberbegriff für jene Disziplinen, die sich mit dem Untergrund als Baugrund oder Baustoff befassen, also auf dem Boden oder in dem Boden wirken, ob Lockergestein oder Felsgestein.

Geotechniker analysieren Bodenproben und Bohrproben, erstellen geotechnische Gutachten und planen Maßnahmen zur Stabilisierung und Fundierung von Bauwerken.

Ziel ist es, die Sicherheit und Langlebigkeit von Bauwerken zu gewährleisten und Bauwerke sicherer, effizienter und nachhaltiger zu gestalten. Fragestellungen der Bauwirtschaft sind evident, weil Erdbauwerke und geotechnische Bauwerke immer einen hohen Materialverschleiß, erhebliche Bauzeiten und entsprechende Kosten verursachen. Denkt man an Tunnelbauwerke, so ergeben sich durch die Bauzeiten und die nachlassenden Einflussmöglichkeiten, die mit dem Bauverlauf drastisch abnehmen, erhebliche Herausforderungen bauwirtschaftlicher und baurechtlicher Natur, aber auch Optimierungspotenziale.

Literatur:

[1] Dietmar Adam: „Grundbau und Bodenmechanik“, Technische Universität Wien, Wien 2017

[2] Karl von Terzaghi: „Theoretische Bodenmechanik“, Springer Verlag, Berlin / Göttingen / Heidelberg 1954

[3] Leopold Müller: „Der Felsbau – Felsbau über Tage 1. Teil“, Springer Verlag, Heidelberg 1963