Die Doppelstadt an der Brigach wuchs aus zwei mittelalterlichen Kernen zusammen, deren historische Kellergewölbe teils sechs Meter Tiefe erreichen. Die geotechnische Bemessung tiefer Baugruben in Villingen-Schwenningen muss diese Untergrund-Heterogenität von Beginn an einkalkulieren. Das Stadtgebiet liegt auf der Grenze zwischen Oberem Muschelkalk und quartären Talfüllungen der Brigach. Daraus ergeben sich sprunghafte Wechsel der Tragfähigkeit. Die Bemessung nach DIN EN 1997-1 (Eurocode 7) in Verbindung mit DIN 1054 verlangt eine standsicherheitsrelevante Einstufung in Geotechnische Kategorien. Ein CPT-Versuch liefert hier den lückenlosen Schichtaufbau für die numerische Modellierung. Das lokale Grundwasser, gespeist vom Schwarzwaldrand, erzeugt zudem Auftriebssituationen, die bei Untergeschossen über 4,50 Meter Tiefe schnell bemessungsrelevant werden.
Die sprunghafte Grenze zwischen Muschelkalk und Auelehm erfordert in Villingen-Schwenningen eine abschnittsweise differenzierte Bemessung der Baugrubensicherung.
Arbeitsumfang in Villingen-Schwenningen
Demonstration video
Lokale geotechnische Bedingungen in Villingen-Schwenningen
Die Altstadt von Villingen steht auf tragfähigem Kalkfels, während das Bahnhofsumfeld in Schwenningen von setzungsempfindlichen Auelehmen geprägt wird. Eine Baugrube im Villinger Zentrum kann bei fünf Meter Tiefe mit einer einfach rückverankerten Spundwand gesichert sein. Drei Kilometer weiter östlich, nahe der Neckarquelle, ist bei gleicher Tiefe ohne eine steife Bohrpfahlwand mit zwei bis drei Ankerlagen keine Standsicherheit zu erreichen. Die größte Gefahr liegt in der Fehleinschätzung des Porenwasserdrucks. Ein plötzlicher hydraulischer Grundbruch in einer aufgeweichten Schluffschicht kann die Baugrubensohle unkontrolliert aufbrechen. Hinzu kommt die Gefährdung angrenzender Gebäude durch Setzungsmulden. Die geotechnische Bemessung tiefer Baugruben muss daher in Schwenningen zwingend eine verformungsarme Aussteifung vorsehen, um Schäden an der umliegenden Bebauung aus den 1950er Jahren auszuschließen.
Unsere Leistungen
Die Baugrubenbemessung umfasst die gesamte Planungskette vom Baugrundgutachten bis zur Ausführungsstatik. Wir decken die folgenden Leistungsphasen ab.
Numerische Modellierung mit FEM
Zweidimensionale Finite-Elemente-Berechnung des Verbaus zur wirklichkeitsnahen Abbildung der Bauzustände und Mobilisierung des passiven Erddrucks.
Auftriebs- und Grundbruchsicherheit
Nachweise gegen Aufschwimmen der Baugrubensohle und hydraulischen Grundbruch bei hohem Grundwasserstand im Schwenninger Auebereich.
Verformungsprognose und Setzungsanalyse
Abschätzung der zu erwartenden Setzungsmulden hinter dem Verbau zum Schutz der Nachbarbebauung vor Rissbildungen.
Fragen und Antworten
Welche Baugrundrisiken bestehen speziell im Schwenninger Tal?
Der dominierende Auelehm ist stark zusammendrückbar und neigt bei Wasserzutritt zum Aufweichen. Die Grundwasserflurabstände sind gering. Er muss in der Bemessung mit undränierten Scherparametern angesetzt werden, um die kurzfristige Standsicherheit der Baugrubenböschung zu gewährleisten.
Welchen Einfluss hat der Muschelkalk auf die Verbauwahl?
Der klüftige Kalkstein lässt sich kaum rammen oder rütteln. In Villingen kommen daher überwiegend Bohrpfahlwände oder im Fels verankerte Spundwände zum Einsatz. Die Ausbruchklassen nach DIN 18300 sind entsprechend hoch anzusetzen.
Mit welchen Kosten muss man für eine Bemessung rechnen?
Für die geotechnische Bemessung einer tiefen Baugrube in Villingen-Schwenningen liegt der Aufwand je nach Komplexität zwischen €1.730 und €8.350. Der Preis umfasst die Standsicherheitsnachweise, die FEM-Modellierung und die Erstellung des Erläuterungsberichts.