Augsburgs Baugrund erzählt eine Geschichte von zwei geologischen Extremen: die standfesten tertiären Hügel der Friedberger Altmoräne im Osten und die setzungsempfindlichen quartären Talfüllungen des Lechs im Westen. Als Fuggerei und Perlachturm gebaut wurden, kannte man den Baugrund nur aus der Schaufel. Heute liefert ein Triaxialversuch in Augsburg die belastbaren Kennwerte, die Tragwerksplaner für den Standsicherheitsnachweis brauchen – besonders wenn im Lechhauser Auenlehm oder auf den Höhen des Antonsviertels gebaut wird. Die Scherparameter, die wir in der Triaxialzelle unter wirklichkeitsnahen Spannungszuständen ermitteln, sind keine Katalogwerte, sondern spiegeln die lokale Geologie wider. Das ist der Unterschied, der zählt, wenn der Baugrund knapp bemessen ist. Denn ein CPT-Versuch gibt zwar ein kontinuierliches Profil, aber erst der Triaxialversuch klärt, wie sich der Boden unter der projektierten Last tatsächlich verformt. Und in einer Stadt mit 300.000 Einwohnern und wachsender Verdichtung wird jeder Quadratmeter Baugrund kritisch bewertet.
Ein konsolidiert-dränierter Triaxialversuch an Augsburger Hochterrassenkies zeigt oft Reibungswinkel über 37° – aber nur, wenn die Lagerungsdichte stimmt.
Methodik und Umfang
Der Prüfstand in unserem Labor für einen Triaxialversuch in Augsburg ist ein servohydraulischer Rahmen mit geschlossener Regelung, der Zylinderproben von 100 mm Durchmesser aufnehmen kann – so wie sie aus den Kernbohrungen im Hochterrassenkies oder aus Blockproben im Riedener Ton stammen. Die Probe wird in eine mit Wasser gefüllte Druckzelle eingebaut und zunächst unter allseitigem Druck konsolidiert, der dem in-situ-Spannungszustand in 5, 10 oder 15 Metern Tiefe unter Augsburgs Geländeoberkante entspricht. Dann fährt der Stempel mit einer vorgeschriebenen Dehnrate von 0,05 bis 0,5 % pro Minute auf, während die Messelektronik Axialkraft, Porenwasserdruck und Radialspannung mit 20 Hz aufzeichnet. Wir fahren sowohl konsolidiert-dränierte (CD) als auch konsolidiert-undränierte (CU) Versuche, je nach Fragestellung. Die gewonnenen effektiven Reibungswinkel und Kohäsionen fließen direkt in die numerischen Modelle der Bodeneigenschaften ein und lassen sich mit den Ergebnissen aus
Scherversuchen kombinieren, wenn der direkte Vergleich der Bruchkriterien gefragt ist. Für gemischtkörnige Böden aus der Lechniederung wird der Triaxialversuch oft durch eine
Korngrößenanalyse ergänzt, um die Klassifikation nach DIN 18196 abzusichern.
Lokale Besonderheiten
Ein typischer Fehler in Augsburg ist die Annahme, dass die steifen Tone der Oberen Süßwassermolasse unbegrenzt tragfähig sind. Wer im Stadtteil Haunstetten oder Bergheim gründet und den Triaxialversuch weglässt, übersieht leicht die ausgeprägte Spannungsabhängigkeit der Scherfestigkeit – ein konservativ geschätzter Reibungswinkel aus Tabellen führt dann zu einer unwirtschaftlichen Gründung, oder schlimmer, zu einer unerwarteten Verformung. Wir haben Fälle gesehen, in denen der undränierte Triaxialversuch an einem leicht überkonsolidierten Ton eine Abminderung des Reibungswinkels um 3° gegenüber der Rahmenscherprognose ergab. Das klingt nach wenig, entscheidet aber über Böschungsneigung oder Fundamentbreite. In einer Stadt, die zwischen Lech und Wertach auf teils jungen Auesedimenten wächst, ist der Porenwasserdruckaufbau während der Scherphase eine Größe, die man nicht schätzt, sondern misst. Und exakt das leistet der Triaxialversuch.
Geltende Normen
DIN 18137-1:2010-07 (Bestimmung der Scherfestigkeit, Begriffe und grundsätzliche Versuchsbedingungen), DIN 18137-2:2020-11 (Triaxialversuch), DIN EN ISO 17892-8:2018-05 (Rahmenscherversuch und Triaxialversuch), Eurocode 7 (DIN EN 1997-2:2010-10, Geotechnische Erkundung und Untersuchung), DIN 18196:2011-05 (Bodenklassifikation für bautechnische Zwecke), Empfehlungen des Arbeitskreises Versuchstechnik Fels der DGGT
Häufige Fragen
Was kostet ein Triaxialversuch in Augsburg?
Für einen Triaxialversuch nach DIN 18137 in Augsburg müssen Sie mit Kosten zwischen €1.860 und €2.780 rechnen. Der Preis hängt davon ab, ob es sich um einen CD- oder CU-Versuch handelt, wie viele Spannungsstufen gefahren werden und ob die Probe aus einer Kernbohrung stammt oder als Blockprobe angeliefert wird. Jeder Versuch umfasst die Sättigung, Konsolidation und Scherphase mit vollständiger Dokumentation.
Welche Probenqualität brauche ich für einen Triaxialversuch?
Für den Triaxialversuch brauchen Sie ungestörte Proben der Güteklasse 1 oder 2 nach DIN EN ISO 22475-1. In bindigen Böden gewinnen wir die Proben meist als Kernbohrung mit Doppelkernrohr und dünnwandigem Liner (Durchmesser mindestens 100 mm). In rolligen Böden wie dem Lechkies ist eine ungestörte Probenahme kaum möglich – hier arbeiten wir mit eingebauten Proben definierter Lagerungsdichte.
Wann ist ein CD-Versuch und wann ein CU-Versuch sinnvoll?
Ein konsolidiert-dränierter (CD) Versuch bildet langfristige Lastfälle ab, bei denen das Porenwasser Zeit zum Abfließen hat – typisch für Dauerlasten aus Bauwerksgewicht. Der CU-Versuch mit Porenwasserdruckmessung simuliert schnelle Laständerungen, etwa bei Böschungsanschüttungen oder Aushubphasen. In Augsburgs bindigen Deckschichten über dem Tertiär fahren wir meist CU-Versuche, um die Bauzustände während der Gründungsphase abzusichern.
Wie lange dauert ein Triaxialversuch im Labor?
Die reine Versuchsdauer beträgt je nach Dränageverhalten des Bodens zwischen 3 und 10 Tagen. Hinzu kommt die Probenvorbereitung, die Sättigung und die Konsolidation. Ein kompletter Versuch mit drei Spannungsstufen ist in der Regel nach zwei Wochen ausgewertet und berichtet. Eilversuche mit verkürzter Konsolidationszeit sind in Absprache möglich, gehen aber zu Lasten der Genauigkeit.
