Vorbereitung von Großversuchen an Stützkonstruktionen aus Gabionen – Einzelgabionen mit Steinfüllung

Preparation of large-scale tests on supporting structures made of gabions – Single gabions with stone filling

  • Gabionen haben sich in den letzten Jahren als kostengünstige Bauelemente für Stützkonstruktionen etabliert. Bisher existiert allerdings für Stützkonstruktionen aus Gabionen weder ein realitätsnahes rechnerisches Nachweisverfahren für die innere Standsicherheit eines Einzelelements noch ein definiertes Prüfverfahren für Belastungsversuche. Aus diesem Grund sollen die vorhandenen Regelwerke überarbeitet und angepasst werden. Im vorliegenden Forschungsprojekt wurden sechs zentrische Belastungsversuche an 3-seitig gelagerten Gabionen durchgeführt. Die Einzelkörbe wurden analog zum häufigen Vorgehen auf einer Baustelle vor Ort befüllt und handgerichtet. Es wurden drei gleiche Versuche mit Lindlarer Grauwacke und 3 unterschiedliche Versuche mit Füllungen aus Granit durchgeführt. In diesem Bericht werden die Belastungsversuche, sowie das Deformationsverhalten der Gabionen beschrieben und analysiert. Basierend auf den Ergebnissen des vorherigen Projektes F1100.2315000 „Vorbereitung von Großversuchen an Stützkonstruktionen aus Gabionen“ wurden die Erkenntnisse aus den Sandversuchen und die Messtechnik aus den bisherigen Versuchen übernommen. Die Gabionen reagierten mit großer Verformung des Frontgitters auf die Belastung. Die Distanzhalter wirkten sich positiv auf die Stabilität der Gabione aus. Hohe Zugkräfte in den Distanzhaltern resultierten aus der horizontalen Deformation des Frontgitters und führten zum langsamen Aufbiegen der Distanzhalterhaken, bis diese schließlich versagten. Eine höhere Steifigkeit der Gabione und somit niedrigere Verformungsraten lassen sich durch die Wahl eines festen, homogenen Füllmaterials mit hohem Reibungswinkel erzielen. Eine Verdichtung des Füllmaterials trägt ebenso dazu bei. Eine hohlraumarme Verfüllung, welche Materialumlagerungen in der Gabione unter Belastung verhindert, ist essentiell für die innere Standsicherheit. Die Gabionen weisen ein plastisches Verformungsverhalten auf, wodurch ein eindeutiger Bruchpunkt in der Regel nicht vorliegt. Aus diesem Grund wurde für jeden Versuch eine Bruchfestigkeit aufgrund von anhaltender Deformation des Frontgitters und Stauchung der Gabione bzw. eines Aufbiegens der Distanzhalterhaken festgelegt. Für alle Gabionen wurden äquivalente Betondruckfestigkeiten ermittelt. Die hier untersuchten Gabionen zeichneten sich insgesamt durch niedrige Bruchfestigkeiten aus. Basierend auf den Erfahrungen aus den durchgeführten Belastungsprüfungen in diesem Forschungsprojekt wurden abschließend Empfehlungen zur Durchführung eines Prüfverfahrens für zentrische Belastungsprüfungen an 3-seitig gelagerten einzelnen Gabionen formuliert.
  • In recent years gabions have established themselves as cost-effective construction elements for retaining structures. Up to now, however, there has been neither a realistic computational verification procedure for the internal stability of a single element nor a defined test procedure for load tests. For this reason, the existing regulations are to be revised and adapted. In the present research project, six centric load tests were carried out on 3-sided supported gabions. The single gabion baskets were filled and hand-erected on site, analogous to the frequent procedure on a construction site. Three identical tests were carried out with greywacke and 3 different tests with granite fillings. This report describes and analyses the loading tests and the deformation behaviour of the gabions. Based on the results of the previous project F1100.2315000 “Preparation of large-scale tests on supporting structures made of gabions”, the findings from these sand-filled gabion tests were used as a basis and the measurement technique from the previous tests was adopted. The gabions reacted to the load with large deformation of the front grid. The spacers had a positive effect on the stability of the gabions. High tensile forces in the spacers resulted from the horizontal deformation of the front grid and led to the spacer hooks slowly bending up until they finally failed. Higher stiffness of the gabion and thus lower deformation rates can be achieved by choosing a solid, homogeneous fill material with a high friction angle. Compaction of the fill material also contributes to this. Low void fill, which prevents material rearrangement in the gabion under load, is essential for internal stability. The gabions show plastic deformation behaviour, which means that a definite failure point is generally not measurable. For this reason, a resistance to fracture due to sustained deformation of the front grid and compression of the gabion or bending up of the spacer hooks were determined for each test. Equivalent concrete compressive strengths were determined for all gabions. The gabions investigated here were characterised overall by a low resistance to fracture. Based on the experience gained from the load tests carried out in this research project, recommendations were finally formulated for carrying out a test procedure for centric load tests on individual gabions supported on 3 sides.

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Metadaten
Author:Esther Schreck, Wilhelm Decker, Felix Wawrzyniak
URN:urn:nbn:de:hbz:opus-bast-26792
ISBN:978-3-95606-694-8
ISSN:0943-9293
Series (Serial Number):Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe B: Brücken- und Ingenieurbau (180)
Publisher:Fachverlag NW in der Carl Ed. Schünemann KG
Place of publication:Bremen
Document Type:Book
Language:German
Date of Publication (online):2022/06/28
Publishing institution:Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
Release Date:2022/06/29
Tag:Bauweise; Erosionsschutz; Gabione; Lärmschutz; Stützschutz
Construction; Erosion protection; Gabione; Noise protection; Support protection
Number of pages:39
Comment:
Bericht zum Forschungsprojekt 2318003
Vorbereitung von Großversuchen an Stützkonstruktionen
aus Gabionen - Teil 2: Einzelgabionen mit Steinfüllung

Fachbetreuung
Esther Schreck
Felix Wawrzyniak

Referat
Tunnel- und Grundbau,Tunnelbetrieb,
Zivile Sicherheit
Institutes:Abteilung Brücken- und Ingenieurbau
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Licence (German):License LogoBASt / Link zum Urhebergesetz

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