Project: Statics of drystone walls

Ingenieurmässig bemessenes Trockenmauerwerk

Viele Leute stellen sich unter Trockenmauern kleine, relativ unstabile Bauwerke der bäuerlichen Kultur vor, wie man sie von Terrassierungen oder freistehenden Weidemauern her kennt. Trockenmauern ist für sie eine Bautechnik, die mit unserer modernen Zeit und den heutigen technischen Anforderungen nicht mehr mithalten kann.  Trockenmauern sind aber auch grossen Belastungen gewachsen und können ingenieurmässig bemessen werden.

Zahlreiche trockengemauerte Stützmauern stützen noch heute Bahntrassees der Schweiz.

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Die historischen gemauerten Lawinenverbauungen schützen noch heute Strassen, Eisenbahnlinien und Dörfer.

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Diese trockengemauerten Bauwerke stammen aus der Zeit des ausgehenden 19. Jahrhunderts, als im Zuge der industriellen Revolution  neue, grössere Strassen und wenig später auch Eisenbahnen über die Alpen gebaut. Weil Zement und Beton eben erst erfunden worden waren und Transporte im schwierig zugänglichen Gelände fast unmöglich war, war man darauf angewiesen, als Baumaterial den an Ort vorhandenen Stein zu verwenden. Die zahlreichen Stützmauern, welche beim Bau der Strassen- und Eisenbahntrassees nötig waren, wurden als Natursteinmauern errichtet, oft als Mörtelmauerwerk, wo möglich aber auch als Trockenmauerwerk.

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Der Ursprung des ingenieurmässigen Trockenmauerns stammt  vermutlich aus der Zeit der Aufklärung, als in Frankreich Militäringenieure unter Anwendung von neuen mathematischen Methoden die theoretischen Grundlagen der traditionellen Bautechniken ergründeten. Damals mussten zur Verschiebung der grossen Heere Militärstrassen gebaut werden, die  den Gewichten der mittransportierten Kanonen standhielten. Die Qualität solcher Bauwerke wurde nicht mehr dem Zufall überlassen, sondern in Richtlinien und Bauvorschriften festgelegt.

Heute sind grosse Anstrengungen in Gang diese Tradition am Leben zu erhalten und wiederzubeleben.

So läuft in Frankreich ein Forschungsprojekt, das Stützmauern aus Trockenmauerwerk statischen Tests unterzieht. Ziel dieses Projekts ist, Trockenmauerwerk wieder als "normierbare" Bauweise zu etablieren.


Begriff Statik

Statik der Baukonstruktionen ist die Lehre von der Sicherheit und Zuverlässigkeit von Tragwerken im Bauwesen. Statik einer Trockensteinmauer bezeichnet deshalb die Beurteilung und Berechnung der Standfestigkeit und Tragfähigkeit einer Trockensteinmauer.

In den allermeisten Fällen soll die Tragfähigkeit und Standsicherheit von Stützmauern beurteilt werden. Andere Gebiete der Statik beinhalten die Beurteilung der Erdbebensicherheit von Mauerwerkskonstruktionen.

Für das Tragverhalten einer Trockensteinmauer spielen drei Faktoren eine Rolle: Das Gewicht des Steinmaterials und die Reibung zwischen den aufeinanderliegenden Steinen sowie die Anordnung und Lage der Steine im Mauerkörper

Literature and Links

Stützmauern in Trockenmauerwerk

Merriman M. A Text-Book on Retaining Walls and Masonry Dams. New York: Wiley; 1892. 

( https://ia800900.us.archive.org/16/items/atextbookonreta01merrgoog/atextbookonreta01merrgoog.pdf )

McCombie PF Morel J-C Garnier D. Drystone Retaining Walls : Design Construction and Assessment. Boca Raton: CRC Press; 2016. doi:10.1201/b19095

Villemus B Boutin C Institut national des sciences appliquées de Lyon (Lyon). Etude Des Murs De Soutènement En Maçonnerie De Pierres Sèches = the Study of Dry-Stone Masonry Retaining Walls. 2004.

( https://www.decouverte-cevennes.fr/wp-content/uploads/2018/03/Thesepierreseche.pdf )

Ciblac T Morel J-C. Sustainable Masonry : Stability and Behavior of Structures. London: ISTE; 2014. http://site.ebrary.com/id/10899799. Accessed November 11 2022.

Mundell, C.; et al. Drystone retaining walls: from full scale testing to construction requirements. Proceedings of the 11th International Conference on Non-conventional Materials and Technologies NOCMAT 2009

Schweizerischer Ingenieur- und Architekten-Verein. Trockenmauerwerk in Naturstein : Bautechnik Erhaltung Und Ökologie. 1. Auflage ed. Zürich: Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein; 2020.

https://de.wikipedia.org/wiki/Schwergewichtswand

Erddruck

https://de.wikipedia.org/wiki/Erddruck

https://en.wikipedia.org/wiki/Lateral_earth_pressure 

Reibung

Wyllie DC. Rock Slope Engineering : Civil Applications. Fifth ed. Boca Raton FL: CRC Press Taylor & Francis Group; 2018.