Bei komplexeren Bauvorhaben ist es, bezugnehmend auf den Baugrund, zumeist mit der Erfahrung alleine nicht getan. Zuverlässige Prognosen zum Verhalten des Baugrundes, auch und vor allem in Kontakt mit Wasser, sind nur über bodenmechanische Untersuchungen im Erdbaulabor möglich.
Zu geotechnischen Hauptuntersuchungen gehören Felduntersuchungen und Laboruntersuchungen.
Mi der Siebanalyse werden ausschließlich grobkörnige Böden untersucht, die Korngrößen über 0,063 mm haben. Bei Böden mit Korngrößen unter 0,125 mm kommt die Sedimentationsanalyse zum Einsatz. Für feinkörnige Böden (Schluff und Ton) ist die Siebanalyse ungeeignet, da die Partikel zu klein sind. Stattdessen wird eine Sedimentationsanalyse (z.B. im Hydrometerverfahren) durchgeführt.
Hat ein Boden nennenswerte Kornanteile über 0,063 mm und unter 0,063 mm, sind Siebanalyse und Sedimentationsanalyse erforderlich. Die Siebanalyse oder Sedimentationsanalyse liefert die Partikelgrößenverteilung, die eine grundlegende Klassifikationsgröße darstellt und den Feinkornanteil feststellt.
Ein Boden mit einem Feinkornanteil unter 0,063 mm von bis zu 5 Prozent wird als „grobkörnig“ definiert. Ab 40 Prozent Feinkornanteil handelt es sich um einen „feinkörnigen“ Boden. Zwischen 5 und 40 Prozent ist von einem „gemischtkörnigen“ Boden die Rede. Der gemischtkörnige Boden wird noch einmal unterschieden in feinkörnigen Anteil von 5 bis 15 und von 15 bis 40 Prozent.
Ein Boden mit feinkörnigen Anteilen bis zu 15 Prozent Schluff oder Ton ist „schwach schluffig“ oder „schwach tonig“, wenn der Feinkornanteil das Verhalten nicht prägt, bis zu 40 Prozent „schluffig“ oder „tonig“ und ab 40 Prozent ist von „Schluff“ oder „Ton“ die Rede.
Reiner Schluff kommt im Dreiecksnetz nicht vor, weil Schluffböden in der Natur fast immer Ton enthalten, und schon kleine Tonanteile (5–10 %) das Verhalten stark beeinflussen, indem die Böden plastischer, kohäsiver, und empfindlicher gegenüber Wasser werden.
Ab einem Feinkornanteil von 15 Prozent ist die Konsistenz nach Atterberg nachzuweisen. Unterhalb von 15 Prozent kann sich der Boden wie ein feinkörniger Boden verhalten. Tonanteile von über 5 Prozent können dazu beitragen, dass sich der Boden wie ein feinkörniger Boden verhält.
Mitunter kann über einfache Verfahren im Feld, etwa durch den Reibversuch festgestellt werden, ob der Boden tonig oder schluffig ist. Dabei wird eine kleine Bodenmenge zwischen den Fingern zerrieben. Toniger Boden fühlt sich seifig an, bleibt an den Fingern kleben, lässt sich auch im trockenen Zustand nicht ohne Abwaschen entfernen. Schluffiger Boden fühlt sich weich und mehlig an. An den Fingern haftende Bodenteile sind in trockenem Zustand durch Fortblasen oder in die Hände Klatschen problemlos entfernbar. Ein Sandkornanteil ist über das Rauigkeitsgefühl bzw. das Knirschen und Kratzen (im Zweifel zwischen den Zähnen) erfassbar, sowie über die mit bloßem Auge erkennbaren Einzelkörner.
Konsistenztests (z. B. im Fließgrenzengerät nach Casagrande) liefern qualitative und quantitative Informationen zur Plastizität und Wasserempfindlichkeit von Böden, die für Bauprojekte wesentlich sind.
Der Proctorversuch dient hingegen zur Abschätzung der auf der Baustelle erreichbaren Dichte des Bodens. Es wird, unter definierter Verdichtungsarbeit, die erreichbare Dichte eines Bodens, die sich im genormten Versuch bei optimalem Wassergehalt einstellt, festgestellt.
Literatur:
[1] Gerd Möller: „Geotechnik – Bodenmechanik“, Ernst und Sohn Verlag, Hoboken 2013
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