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Villingen Schwenningen
Villingen-Schwenningen, Germany

Felddurchlässigkeitsversuch (Lefranc/Lugeon) in Villingen-Schwenningen – präzise kf-Wert-Bestimmung vor Ort

Viele Planer in der Doppelstadt unterschätzen, wie stark die Durchlässigkeit des Untergrunds innerhalb weniger hundert Meter variieren kann – was bei Versickerungsanlagen oder Abdichtungskonzepten zu kostspieligen Nachbesserungen führt. Villingen-Schwenningen liegt geologisch an der Grenze zwischen Buntsandstein des Schwarzwalds und den Karstgesteinen der Baar, sodass bereits ein einziger, nicht erkannter Klüftungsbereich den Bemessungs-kf-Wert vollständig verfälschen kann. Der Felddurchlässigkeitsversuch nach Lefranc oder Lugeon liefert jene belastbaren In-situ-Kennwerte, die Laborversuche allein nicht abbilden können – insbesondere wenn Makroporen oder Trennflächen das Sickerregime dominieren. Unser Team führt die Versuche mit kalibrierten Messsystemen durch, die den Anforderungen der DIN 18130-1 sowie der geotechnischen Erkundungsnorm DIN EN ISO 22475-1 entsprechen. Ergänzend zur Durchlässigkeitsmessung kombinieren wir den Versuch bei Bedarf mit der Sondierung nach SPT, um die Lagerungsdichte parallel zu erfassen und das Schichtenprofil eindeutig zu interpretieren.

Ein einzelner Lugeon-Versuch im geklüfteten Buntsandstein liefert mehr Aussagekraft über das Sickerregime als zehn Laborproben – weil die Trennflächen im Feldversuch miterfasst werden.

Arbeitsumfang in Villingen-Schwenningen

Die städtebauliche Entwicklung von Villingen-Schwenningen, die erst 1972 durch die Gemeindereform zur Doppelstadt vereint wurde, brachte eine besondere geotechnische Herausforderung mit sich: Während der Schwenninger Talkessel von Auenlehmen und Niederterrassenschottern der Neckar-Donau-Wasserscheide geprägt ist, steht am Ostrand Villingens bereits der Obere Buntsandstein an. Diese heterogene Morphologie erfordert eine differenzierte Erkundungsstrategie, bei der der Felddurchlässigkeitsversuch als Direktversuch im Bohrloch unverzichtbar wird. Wir setzen das Lefranc-Verfahren mit konstanter oder fallender Druckhöhe in Lockergesteinen ein, während der Lugeon-Test im Fels Auskunft über Klüftigkeit und Injektionsaufnahme gibt. Die Auswertung erfolgt nach den gängigen Verfahren von Hvorslev für instationäre Zustände, wobei die Geometrie des Messbereichs – ob unverrohrte Sohle oder Filterstrecke – exakt in die Berechnung eingeht. Falls die Baumaßnahme in verdichtungsempfindlichen Auelehmen stattfindet, klären wir die Tragfähigkeit vorab mit dem Plattendruckversuch, um Setzungsprognosen und Durchlässigkeitsmodell konsistent zu halten.
Felddurchlässigkeitsversuch (Lefranc/Lugeon) in Villingen-Schwenningen – präzise kf-Wert-Bestimmung vor Ort
Felddurchlässigkeitsversuch (Lefranc/Lugeon) in Villingen-Schwenningen – präzise kf-Wert-Bestimmung vor Ort
ParameterTypischer Wert
Verfahren LockergesteinLefranc (konstante/fallende Druckhöhe)
Verfahren FestgesteinLugeon (5 Druckstufen à 10 min)
Gültigkeitsbereich kf10⁻² bis 10⁻⁸ m/s (systemabhängig)
Bohrdurchmesser min.76 mm (Lefranc) / 46 mm (Lugeon)
Messintervall0,5–2,0 m (Lefranc); 3–5 m (Lugeon)
Normative GrundlageDIN 18130-1, DIN EN ISO 22282-2/3
Auswertung instationärHvorslev (Standrohrverfahren)
Typische Versuchsdauer45–120 min pro Testabschnitt

Lokale geotechnische Bedingungen in Villingen-Schwenningen

Zum Einsatz kommt ein modulares Packersystem mit Doppelpacker und elektronischem Drucktransducer, das über ein Datenlogger-Interface eine Auflösung von 0,1 kPa im Messintervall liefert. Im Lugeon-Modus fahren wir fünf Druckstufen gestaffelt an, um nichtlineares Kluftverhalten – etwa Auswaschungen oder Zusetzen bei steigendem Druck – im P-Q-Diagramm direkt zu erkennen. Die größte Fehlerquelle in Villingen-Schwenningen ist die unerkannte Kommunikation zwischen zwei scheinbar getrennten Grundwasserstockwerken über verwitterte Kluftscharen; ohne gestaffelte Druckstufen und eine sorgfältige Verschlusskontrolle des Packers wird ein solcher Crossflow als homogen hohe Durchlässigkeit fehlinterpretiert. Ein weiterer kritischer Punkt ist die Sättigung des umgebenden Mediums: In den tonig-schluffigen Deckschichten des Schwenninger Moosgebiets muss die Einlaufphase ausreichend lang gewählt werden, damit der Sättigungsgrad um die Messstrecke nicht das Ergebnis verfälscht. Wir dokumentieren jede Druckstufe mit Zeitstempel, Temperatur und Trübung des Rücklaufwassers, sodass der ingenieurtechnische Bericht eine vollständig nachvollziehbare Entscheidungsgrundlage für die Versickerungsbemessung nach DWA-A 138 bietet.

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Anwendbare Normen: DIN 18130-1: Bestimmung des Wasserdurchlässigkeitsbeiwerts, DIN EN ISO 22282-2 (Lefranc) / -3 (Lugeon): Geotechnische Erkundung – Wasserdurchlässigkeitsversuche, DWA-A 138: Planung, Bau und Betrieb von Anlagen zur Versickerung von Niederschlagswasser, DIN EN ISO 22475-1: Geotechnische Erkundung und Untersuchung – Probenentnahmeverfahren

Unsere Leistungen

Unser Leistungsspektrum rund um die Durchlässigkeitsbestimmung deckt die gesamte Prozesskette ab – von der Erkundungsplanung bis zum auswertefertigen Datenpaket für den Grundwassermodellierer.

Lefranc-Versuch im Bohrloch

Klassischer Feldversuch in Lockergesteinen zur Ermittlung des kf-Werts mit konstanter oder instationärer Methode, inklusive Filterkiespackung und Quellton-Abdichtung für definierte Messstrecken.

Lugeon-Test im Fels

Fünfdruckstufen-Test in Festgesteinsbohrungen zur Bewertung der Klüftigkeit, Injektionsfähigkeit und Wasserdurchlässigkeit nach dem Lugeon-Kriterium (1 Lugeon ≈ 1,3·10⁻⁷ m/s).

Versickerungsgutachten

Zusammenführung der Feldversuchsergebnisse mit bodenmechanischen Kennwerten zu einem standortbezogenen hydrogeologischen Modell, das die Grundlage für die wasserrechtliche Erlaubnis bildet.

Fragen und Antworten

Welcher Versuch ist für mein Bauvorhaben in Villingen-Schwenningen der richtige – Lefranc oder Lugeon?

Das hängt vom anstehenden Gestein ab. In den quartären Kiesen und Auenlehmen des Schwenninger Talkessels setzen wir den Lefranc-Versuch ein, da er für Lockergesteine optimiert ist. Steht Ihr Projekt am Hangfuß in Villingen auf geklüftetem Buntsandstein an, ist der Lugeon-Test die geeignete Methode, weil er die Durchlässigkeit des Kluftnetzes quantifiziert. In der Übergangszone, wo verwitterter Fels in Lockermaterial übergeht, kann eine Kombination beider Verfahren sinnvoll sein.

Wie lange dauert ein Felddurchlässigkeitsversuch vor Ort?

Ein einzelner Lefranc-Versuch im Lockergestein benötigt in der Regel 45 bis 90 Minuten reine Messzeit, abhängig von der Sättigungsphase. Der Lugeon-Test mit fünf Druckstufen à 10 Minuten plus Vor- und Nachbereitung der Packersetzung dauert etwa 90 bis 120 Minuten pro Intervall. Mehrere Tests in einem Bohrloch, gestaffelt nach Tiefe, können einen Messtag beanspruchen.

Welche Normen liegen der Versuchsdurchführung zugrunde?

Die Versuche werden gemäß DIN EN ISO 22282 Teil 2 (Lefranc) und Teil 3 (Lugeon) durchgeführt, ergänzt durch die nationale Norm DIN 18130-1 für die Auswertung des kf-Werts. Die Erkundungsbohrung selbst folgt der DIN EN ISO 22475-1, sodass die Probenahme und die Versuchsdurchführung aus einer Hand dokumentiert sind.

Was kostet ein Lefranc- oder Lugeon-Versuch in der Region?

Für einen einzelnen Felddurchlässigkeitsversuch in Villingen-Schwenningen liegen die Kosten je nach Aufwand und Tiefe zwischen 640 und 980 Euro. Der Preis umfasst die Rüstzeit, die kalibrierte Messtechnik, die Versuchsdurchführung nach DIN sowie den ingenieurtechnischen Bericht mit Auswertediagrammen. Bei mehreren Tests in einem Bohrloch reduzieren sich die Rüstkosten pro Versuch spürbar.

Kann der Feldversuch auch nach starken Regenfällen durchgeführt werden?

Starkregen unmittelbar vor dem Versuch kann die Ergebnisse verfälschen, weil die ungesättigte Zone aufgeweicht ist und das Sickerregime nicht mehr den Normalfall repräsentiert. Wir empfehlen eine Wartezeit von mindestens 48 Stunden nach ergiebigen Niederschlägen, bevor der Versuch eingebaut wird. In den staunassen Auelehmen des Schwenninger Moosgebiets ist die Witterungshistorie ohnehin ein zentrales Protokollfeld in unserem Messbericht. Mehr Info.

Abdeckung in Villingen-Schwenningen