Numerical investigation of the effectiveness of a bored pile wall for the minimisation of settlement resulting from tunnel driving / Numerische Untersuchung der Wirkungsweise einer Bohrpfahlwand zur Minimierung der Setzungen infolge Tunnel

Zur Abschirmung sensibler Gebäude vor Setzungen infolge Tunnelvortrieb können Bohrpfahlwände zwischen Gebäude und Tunneltrasse eingesetzt werden. Ziel der hier präsentierten Forschungsarbeit war es, die Wirksamkeit einer solchen Bohrpfahlwand mit FE-Berechnungen nachzuvollziehen und Einflussparameter zu identifizieren. Mit dem Programm ABAQUS wurden zwei Möglichkeiten zur Setzungsprognose untersucht: Die GAPMethode, bei der die Verschiebungen der Tunnelkontur vorgegeben werden, und die Spannungsreduktions-Methode, bei welcher der Stützdruck an der Tunnelkontur reduziert wird. Der Boden wurde als linear-elastisch, ideal-plastisch mit Grenzbedingung nach Mohr-Coulomb sowie mit einem hypoplastischen Stoffgesetz modelliert. Die Kontaktfläche zwischen Wand und Boden wurde sowohl mit vollständigem Verbund als auch mit einem Kontaktgesetz mit Reibung modelliert.

Die Simulationsergebnisse mit der Spannungsreduktions-Methode und dem hypoplastischen Materialmodell zeigen die qualitativ besten Ergebnisse. Die Setzungsprognosen stimmen gut mit empirischen Ansätzen und Zentrifugenversuchen aus der Literatur überein. Die Simulationen veranschaulichen, dass die Wirksamkeit der Wand maßgeblich von den Kontakteigenschaften in der Grenzfläche beeinflusst wird. Die größte Abschirmwirkung erzielt sie bei Reibungsfreiheit.