Grundbruch

Grundbruch unter einem mittig belasteten Fundament. Das Wegbrechen des Bodens kann in eine der beiden Richtungen geschehen, wobei sich das Fundament setzt und zur gegenüberliegenden Seite kippt.

Als Grundbruch wird in der Bodenmechanik ein seitliches Wegbrechen des Bodens durch zu große Krafteinwirkung bezeichnet. Typischerweise kann ein Grundbruch unter einem Fundament eines Bauwerkes auftreten, wobei der Boden entlang einer Gleitfuge verdrängt wird. Ursache für den Vorgang ist das Überschreiten der Scherfestigkeit, die die Widerstandsfähigkeit des Bodens beschreibt. Eine Grundbruchgefahr besteht in der Regel nur bei Flachgründungen.

Wird ein Aufbrechen des Bodens durch starke Grundwasserströmungen ausgelöst, spricht man hingegen von einem hydraulischen Grundbruch.

Vorgang und Bruchfigur

Bei Überbelastung des Bodens wird die Scherfestigkeit überschritten, das heißt, die Verzahnung der Bodenkörner, die Kohäsionskräfte und die Gewichtskraft des bewegten Bodens reichen nicht aus, um die einwirkende Last zu halten. Beim Grundbruch unter einem Fundament sinkt dieses in den Boden ein und neigt sich. Auch eine Verschiebung kann die Folge sein. Durch einen Grundbruch kann das gesamte Bauwerk erheblichen Schaden nehmen oder sogar einstürzen.

Der als Bruchfigur oder Grundbruchfigur bezeichnete Bodenkörper, der sich bei einem Grundbruch bewegt, wird umschrieben von einer gekrümmten Gleitfläche. Im Vertikalschnitt besteht diese Linie aus Geradenstücken und logarithmischen Spiralen als Übergang dazwischen. Die Gleitfläche fängt an den Fundamentkanten an und endet, abhängig von der Bodenart, mehrere Meter neben der Gründung.

Normung und Nachweis

Der Nachweis der Grundbruchsicherheit eines Fundaments wird mit den Methoden der Erdstatik geführt und ist in Europa im Eurocode 7 geregelt. Eine zusätzliche deutsche Norm ist die DIN 4017, die Nachweismöglichkeiten für wichtige Standardfälle enthält. Die Nachweise beruhen zum Teil auf Berechnungen mit der Plastizitätstheorie, zum Teil auf experimentellen Untersuchungen.

Wichtige Parameter in der Nachweisführung sind der Reibungswinkel und die Kohäsion des Bodens. Die Nähe zu abfallenden Böschungen, nicht senkrechte Lasteinleitung und eine sehr geringe Einbindetiefe eines Fundaments begünstigen einen Grundbruch zusätzlich. Diese Faktoren müssen deshalb in der Prüfung der Grundbruchsicherheit ebenfalls mit berücksichtigt werden.

Siehe auch

• Schwerbelastungskörper

Literatur

• Deutsches Institut für Normung (Hrsg.): DIN EN 1997-1:2009-09: Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik – Teil 1: Allgemeine Regeln. Beuth Verlag, September 2009.
• Deutsches Institut für Normung (Hrsg.): DIN 4017:2006-03: Baugrund – Berechnung des Grundbruchwiderstands von Flachgründungen. Beuth Verlag, März 2006.