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Geotechnische Analyse für Tunnel in weichem Boden in Augsburg

Gemeinsam lösen wir die Herausforderungen von morgen.

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Die DIN EN 1997-1:2004-11 mit ihrem ergänzenden Nationalen Anhang DIN 1054:2010-12 gibt den Rahmen vor, doch in Augsburg ist der Untergrund eine eigene Disziplin. Die quartären Kiese und Sande des Lechtals, überlagert von Auenlehmen und teils organischen Schichten, verlangen ein genaues Hinschauen. In unserer Erfahrung scheitert eine Tunnelprognose nicht an der Theorie, sondern an unterschätzten Wechsellagerungen im Baugrund. Ein CPT-Versuch liefert hier das lückenlose Profil, während eine ergänzende Korngrößenanalyse den Feinkornanteil in den Schichten exakt quantifiziert und damit das Drainageverhalten im Vortrieb klärt.

Im Augsburger Lechtal entscheidet der Feinkornanteil in einer dünnen Schlufflinse darüber, ob die Ortsbrust standsicher ist oder nicht.

Unser Ansatz

Augsburgs Wachstum entlang der historischen Wasserkanäle hat den Untergrund nachhaltig geprägt. Alte Lecharme wurden verfüllt, Stadtgräben zugeschüttet. Was im Stadtplan eben aussieht, ist geotechnisch ein Flickenteppich aus anthropogenen Auffüllungen und natürlichen, weichen Sedimenten. Bei der Planung des Straßenbahntunnels unter dem Hauptbahnhof zeigte sich das exemplarisch. Unser Labor prüft genau diese Heterogenität: Wir bestimmen die undränierte Scherfestigkeit des feinkörnigen Bodens, die für die Ortsbruststabilität beim Schildvortrieb entscheidend ist. Die gehören zu den Routineuntersuchungen, die wir für jede Ausführungsvariante neu interpretieren.
Geotechnische Analyse für Tunnel in weichem Boden in Augsburg
Technisches Referenzbild — Augsburg

Örtliche Baugrundfaktoren

Das Lechtal markiert den Übergang vom feuchten Alpenvorland zur trockeneren Alb. Die Grundwasserstände in Augsburg schwanken saisonal stark, beeinflusst von Schneeschmelze und Starkregen. Ein Tunnel in weichem Boden wird hier zum Bauwerk im Grundwasserstrom, nicht nur im Boden. Die Gefahr von hydraulischem Grundbruch in der Sohle oder von Ausspülungen an der Ortsbrust ist real. Unsere In-situ-Durchlässigkeit mittels Pumpversuch oder Auffüllversuch im Bohrloch liefert die Kennwerte, die eine realistische Wasserhaltungsplanung erst möglich machen. Unterschätzt man die Anisotropie der Durchlässigkeit, versagt die Berechnung schnell.

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Technische Parameter

ParameterTypischer Wert
Normative GrundlageDIN EN 1997-1, DIN 1054, ZTV-ING Teil 5
Typische Prüftiefe20 bis 45 m unter GOK für Tunnelschächte
Wasserdurchlässigkeit (kf)10^-3 bis 10^-7 m/s je nach Lehm-/Schlufflinse
Undränierte Kohäsion cu20–80 kPa in Auelehm-Horizonten
Steifemodul Es (Referenz)15–50 MN/m² in quartärem Kies
Organischer AnteilBestimmung nach DIN 18128 (Glühverlust)
Relevante LaborversucheTriaxial, Ödometer, Rahmenscherversuch, Korngrößenverteilung

Weitere Fachleistungen

01

Klassifikation und Homogenbereiche

Trennung von Auenlehm, quartärem Kies und Auffüllung. Bildung von Homogenbereichen nach VOB/C und ZTV-ING für die Ausschreibung.

02

Verformungs- und Scherfestigkeitsparameter

Ödometer- und Triaxialversuche zur Prognose von Setzungen an der Geländeoberkante und Verformungen im Querschnitt.

03

Hydrogeologische Standortcharakterisierung

Bestimmung des kf-Werts, des Grundwassergradienten und der chemischen Wasseranalyse zur Beurteilung der Betonaggressivität.

04

Abrasivitäts- und Verklebungsanalyse

Cerchar-Abrasivitätstest und Bestimmung der Plastizität nach Atterberg, um das Abbauwerkzeug zu dimensionieren und Stillstände zu vermeiden.

Referenznormen

DIN EN 1997-1:2004-11 (Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung), DIN 1054:2010-12 (Baugrund – Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau), DIN EN ISO 14688-2:2018-05 (Benennung, Beschreibung und Klassifizierung von Boden), ZTV-ING Teil 5 (Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen für Ingenieurbauten – Tunnelbau), DIN 4094-1 (Baugrunderkundung; Bohrungen und Sondierungen)

Fragen und Antworten

Was kostet eine geotechnische Analyse für ein Tunnelprojekt in Augsburg?

Der Aufwand richtet sich streng nach Umfang der Kernbohrungen und Laborversuche. Für ein Vorerkundungsprogramm mit wenigen Aufschlüssen liegen die Kosten im Bereich von €3.540, komplexe Hauptuntersuchungen mit umfangreicher Triaxial- und Ödometerversuchsmatrix liegen bei bis zu €13.620.

Ab wann gilt ein Boden im Tunnelbau als 'weich'?

Entscheidend ist die undränierte Kohäsion cu. Liegt sie unter 25 kPa, sprechen wir von sehr weichem Boden. In Augsburg finden wir solche Werte vor allem in den organischen Auenlehmen nahe der Lech-Altarme.

Wie tief müssen die Erkundungsbohrungen für einen Tunnel reichen?

Die ZTV-ING Teil 5 fordert Aufschlüsse bis mindestens das 1,5-fache des Tunneldurchmessers unter die Sohle. Bei einem typischen Schilddurchmesser von 10 m bedeutet das Erkundungstiefen von 30 bis 45 m unter Gelände.

Welche Laborversuche sind bei rolligem Kies mit Schlufflinsen zwingend?

Neben der Korngrößenverteilung sind vor allem Rahmenscherversuche für den rolligen Kies und Triaxialversuche für die bindigen Linsen nötig. Die Kombination beider gibt Aufschluss über den Versagensmechanismus an der gemischtkörnigen Ortsbrust.

Berücksichtigen Sie die Besonderheiten des Augsburger Grundwassers?

Ja, wir entnehmen Wasserproben nach DIN 4030-2 und analysieren auf Sulfat, Magnesium und Ammonium. Das Augsburger Grundwasser kann lokal betonaggressiv sein, was die Expositionsklasse für die Tunnelschale direkt beeinflusst.

Standort und Servicegebiet

Wir betreuen Projekte in Augsburg und seinem Großraum.

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