VS
Villingen Schwenningen
Villingen-Schwenningen, Germany

Bemessung von Schottersäulen für tiefgründige Baugrundverbesserung in Villingen-Schwenningen

Die geotechnische Planung in Villingen-Schwenningen muss die heterogenen Untergrundverhältnisse der Baar-Hochfläche berücksichtigen, wo gering tragfähige Auelehm- und Beckensedimente in variablen Mächtigkeiten anstehen. Die Bemessung von Schottersäulen erfolgt hier nach dem Teilsicherheitskonzept des Eurocode 7 (DIN EN 1997-1) in Verbindung mit DIN 4017, wobei die Interaktion zwischen Säulentragwirkung und umgebendem Weichboden rechnerisch nachzuweisen ist. Das Verfahren eignet sich besonders für die Verbesserung bindiger und organischer Schichten, wie sie im Bereich der Brigach-Niederung und entlang des Neckar-Zuflusses auftreten. Für eine vollständige Baugrunderkundung kombinieren wir die Säulenbemessung mit der Korngrößenanalyse zur exakten Klassifikation der Feinbodenschichten, bevor die numerische Modellierung der Verbundtragwirkung beginnt.

Die Priebe-Methode zur Schottersäulenbemessung liefert für die weichen Seetone der Baar zuverlässige Setzungsprognosen, wenn der verbesserte Bettungsmodul des Säulen-Boden-Komposits korrekt angesetzt wird.

Arbeitsumfang in Villingen-Schwenningen

Die quartären Lockergesteine in Villingen-Schwenningen weisen im Stadtgebiet von Schwenningen verbreitet tonig-schluffige Seesedimente auf, deren undränierte Scherfestigkeit cu häufig unter 15 kPa liegt — ein Kennwert, der konventionelle Flachgründungen ohne Bodenverbesserung unwirtschaftlich macht. Bei der Bemessung von Schottersäulen wird der erforderliche Ausrauschfaktor ac über das Verhältnis von Säulensteifigkeit zu Bodensteifigkeit iterativ bestimmt, wobei die Mantelreibung entlang des Säulenschafts den Hauptanteil der Lastabtragung übernimmt. Die Setzungsberechnung erfolgt über die Priebe-Methode oder alternativ mittels Finite-Elemente-Modellierung, die den spannungsabhängigen Verformungsmodul des anstehenden Seetons realitätsnah abbildet. Ergänzend zur Tiefenverdichtung kann bei Bauvorhaben auf den Terrassenschottern östlich der Altstadt eine Rüttelverdichtung für die oberflächennahe Verdichtung grobkörniger Lagen sinnvoll sein, wenn die Schottersäulen lediglich die tieferen Weichschichten verbessern sollen.
Bemessung von Schottersäulen für tiefgründige Baugrundverbesserung in Villingen-Schwenningen
Bemessung von Schottersäulen für tiefgründige Baugrundverbesserung in Villingen-Schwenningen
ParameterTypischer Wert
Säulendurchmesser (üblich)0,60 m bis 1,20 m
Rasterabstand (dreieckig/quadratisch)1,50 m bis 3,50 m
Erforderliche undränierte Scherfestigkeit cu≥ 8 kPa (Mindestwert)
Ausrauschfaktor ac (nach Priebe)2,5 bis 4,0
Setzungsreduktion gegenüber unverbessertem Boden40 % bis 75 %
Nachweis Grenzzustand (GZ 1B)Grundbruch / Geländebruch
Konsolidationsbeschleunigung durch DrainagewirkungFaktor 5 bis 15

Lokale geotechnische Bedingungen in Villingen-Schwenningen

Ein folgenschwerer Fehler bei Bauvorhaben in Villingen-Schwenningen ist die Annahme, dass Rüttelstopfverdichtung und Schottersäulenbemessung ohne vorherige Erkundung der Feinkornanteile auskommen. Gerade in den tonreichen Seesedimenten der Baar versagt die Tiefenverdichtung ohne ausreichende laterale Stützung des umgebenden Bodens, was zu unkontrollierten Säulenverbreiterungen, erhöhtem Materialverbrauch und unzureichender Tragwirkung führt. Die DIN 4017 fordert für den Nachweis der äußeren Standsicherheit des verbesserten Gründungspolsters zwingend die Berücksichtigung der undränierten Scherparameter, die aus standspezifischen Laborversuchen an ungestörten Sonderproben abzuleiten sind. Wird dieser Schritt übergangen oder mit pauschalen Kennwerten gearbeitet, drohen differenzielle Setzungen, die bei Hallenbauten oder Wohnanlagen Risse im aufgehenden Tragwerk verursachen — ein vermeidbares Risiko bei fachgerechter Planung.

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Anwendbare Normen: DIN EN 1997-1:2014-03 (Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik), DIN 4017:2006-03 (Baugrund – Berechnung des Grundbruchwiderstands), DIN 4094-3:2002-01 (Baugrund – Drucksondierungen)

Unsere Leistungen

Unser geotechnisches Team in der Region Schwarzwald-Baar-Heuberg begleitet die Bemessung von Schottersäulen von der ersten Baugrunderkundung bis zur Ausführungsplanung und Qualitätssicherung. Die Leistungen umfassen:

Numerische Bemessung und Standsicherheitsnachweise

Iterative Dimensionierung des Säulenrasters nach Priebe, FE-Modellierung des Gründungspolsters mit PLAXIS 2D/3D sowie Nachweise der inneren und äußeren Standsicherheit nach EC 7 für die lokalen Baugrundschichten der Baar.

Baugrunderkundung und Laborversuche für die Bemessung

Durchführung von Drucksondierungen (CPT) und Rammsondierungen zur Ermittlung der undränierten Scherfestigkeit, kombiniert mit Rahmenscherversuchen und Kompressionsversuchen im geotechnischen Labor zur Kalibrierung der Stoffmodelle.

Fragen und Antworten

Mit welchen Kosten ist für die Bemessung von Schottersäulen zu rechnen?

Der Referenzbereich für diese Leistung in Villingen-Schwenningen liegt bei €1.200 - €5.420. Der Endpreis hängt vom Projektumfang ab.

Abdeckung in Villingen-Schwenningen