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Villingen Schwenningen
Villingen-Schwenningen, Germany

Triaxialversuch in Villingen-Schwenningen: Bodenfestigkeit präzise bestimmen

Die Doppelstadt Villingen-Schwenningen, zusammengewachsen aus der Zähringer-Gründung auf der Baar und dem industriellen Zentrum an der europäischen Wasserscheide, stellt die Geotechnik vor eine besondere Herausforderung: Hier wechseln auf kürzester Distanz verwitterte Muschelkalkböden, tonige Keupermergel und eiszeitliche Decklehme. Wer in diesem geologischen Patchwork baut, braucht belastbare Kennwerte für die Standsicherheit. Der Triaxialversuch liefert exakt diese Parameter – drainiert und undrainiert, mit Porenwasserdruckmessung unter wirklichkeitsnahen Spannungszuständen. Vor allem im Stadtteil Schwenningen mit seinen bis zu 15 Meter mächtigen Decklehmen über dem Oberen Muschelkalk ergänzen wir die Laborversuche durch Sondierungen in situ, um die Probenauswahl repräsentativ abzustützen.

Im CD-Versuch an Keupermerged von der Baar messen wir effektive Reibungswinkel um 22 bis 26 Grad – entscheidend für jede Böschungsstatik.

Arbeitsumfang in Villingen-Schwenningen

Die pleistozänen Decklehme der Baarhochfläche erreichen in Villingen-Schwenningen Mächtigkeiten zwischen 3 und 15 Metern; ihr Feinkornanteil liegt häufig über 40 Prozent, die Konsistenz schwankt zwischen steif und halbfest. Unter diesen Bedingungen ist der konsolidierte, drainierte Triaxialversuch (CD-Versuch) das Mittel der Wahl: Er erfasst den effektiven Reibungswinkel und die Kohäsion des Bodenskeletts, ohne dass Porenwasserüberdrücke das Ergebnis verfälschen. Bei gesättigten Keupertonen im Bereich der Brigach-Niederung hingegen fahren wir zusätzlich undrainierte CU-Versuche mit Porenwasserdruckmessung, weil Bauzeit und Aushubgeschwindigkeit hier die kritische Rolle spielen. Für Gründungen auf Felsschichten des Oberen Muschelkalks kombinieren wir die Triaxialergebnisse mit einer Korngrößenanalyse der Verwitterungsdecke, um den Übergang Lockergestein–Fels sicher zu modellieren.
Triaxialversuch in Villingen-Schwenningen: Bodenfestigkeit präzise bestimmen
Triaxialversuch in Villingen-Schwenningen: Bodenfestigkeit präzise bestimmen
ParameterTypischer Wert
Versuchstypen nach DIN 18137-2UU, CU, CD; mit Porenwasserdruckmessung (Typ B)
ProbenvorbereitungUngestört (Liner/Bohrkern) oder rekonstituiert nach Vorgabe Proctor/Feuchtdichte
Seitendruckstufen (Zellendruck)100 / 200 / 400 kPa (Standard); anpassbar bis 1200 kPa für tiefe Baugruben
Abschergeschwindigkeit CD0,002 bis 0,01 mm/min (feinkörnige Böden); 0,05 bis 0,2 mm/min (grobkörnige Böden)
DatenerfassungKontinuierlich: Axialkraft, Axialweg, Volumenänderung, Porenwasserdruck (1 Hz)
BerichtsumfangSpannungs-Dehnungs-Diagramme, Mohr-Coulomb-Hüllkurve, c'- und φ'-Werte, E-Modul secant
Normative EinordnungEurocode 7 (DIN EN 1997-2:2010-10), DIN 4020, DIN 18137-2

Lokale geotechnische Bedingungen in Villingen-Schwenningen

Die Triaxialzelle im Labor Villingen-Schwenningen arbeitet mit einem servohydraulischen Belastungsrahmen, der Axiallasten bis 50 kN und Zellendrücke bis 1,5 MPa präzise regelt. Der größte Fehler in der Praxis passiert vor dem Einbau: ungestörte Proben aus dem Schwenninger Decklehm trocknen auf der Baustelle an, die Saugspannung verfälscht die Kohäsion, das Labor misst Phantomfestigkeiten. Unser Team transportiert Linerproben direkt aus dem Bohrgestänge in Kühlboxen mit 98 Prozent Feuchteerhalt. Ein zweites kritisches Detail ist die Sättigung des Probekörpers im Keupermerged – ohne ausreichenden Backpressure bleibt die Porenwasserdruckmessung im CU-Versuch unbrauchbar. Wir fahren den Sättigungsprozess mit Skemptons B-Wert-Prüfung, bis der Parameter über 0,95 liegt. Wer diese Schritte überspringt, erhält Triaxialergebnisse, die mit dem Boden unter der Baugrube nichts zu tun haben.

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Anwendbare Normen: DIN EN 1997-2:2010-10 (Eurocode 7: Erkundung und Untersuchung des Baugrunds), DIN 18137-2:2011-04 (Baugrund, Versuche und Versuchsgeräte – Bestimmung der Scherfestigkeit – Triaxialversuch), DIN 4020:2010-12 (Geotechnische Untersuchungen für bautechnische Zwecke)

Unsere Leistungen

Das Labor in Villingen-Schwenningen bietet das gesamte Spektrum triaxialer Prüftechnik – von der Probenvorbereitung bis zur numerischen Auswertung der Spannungspfade. Zwei Leistungspakete decken die typischen Anforderungen der Region ab:

Standard-Triaxialprogramm für Baugruben und Gründungen

Drei CU-Versuche mit Porenwasserdruckmessung an gesättigten Proben bei 100/200/400 kPa Seitendruck, inklusive Konsolidierungsphase und Bestimmung der effektiven Scherparameter c' und φ'. Ausgabe als Mohr-Coulomb-Hüllkurve und Spannungs-Dehnungs-Diagramm. Lieferzeit: 10 Werktage ab Probeneingang.

Erweitertes Programm mit CD-Versuchen für Böschungsstabilität

Drei CD-Versuche an wassergesättigten, überkonsolidierten Tonen und Mergeln mit langsamer Abscherrate (0,002 mm/min) und kontinuierlicher Volumenmessung. Zusätzliche Bestimmung des dilatanzen Winkels und des Sekantenmoduls E50. Lieferung mit geotechnischem Kurzbericht zur Einordnung in das Baugrundmodell.

Fragen und Antworten

Ab welcher Bodentiefe ist ein Triaxialversuch in Villingen-Schwenningen sinnvoll?

Sobald die Baugrubensohle unterhalb der Verwitterungsdecke in den Keupermergel oder den Muschelkalkzersatz einschneidet, empfehlen wir triaxiale Scherversuche. In der Regel ist das ab 3 bis 4 Metern Tiefe der Fall. Bei steifen Decklehmen mit Setzungsempfindlichkeit kann der Versuch auch bei flacheren Gründungen gefordert sein, etwa wenn die zulässige Sohlspannung nach Tabelle DIN 1054 nicht ausreicht.

Was kostet ein Triaxialversuch in Ihrem Labor?

Ein komplettes Triaxialprogramm mit drei CU-Versuchen einschließlich Porenwasserdruckmessung und Bericht liegt je nach Probenanzahl und Sättigungsaufwand zwischen 1.720 und 2.740 Euro. CD-Versuche mit langsamer Abscherung und Volumenmessung liegen am oberen Ende dieser Spanne. Wir erstellen vorab ein Festpreisangebot.

Welche Probengüte ist für den Versuch erforderlich?

Wir benötigen ungestörte Proben der Güteklasse 1 nach DIN EN ISO 22475-1, entnommen mit Dünnwandliner oder Kernbohrgerät. Pro Zellendruckstufe ist ein Probendurchmesser von 100 mm und eine Höhe von 200 mm ideal. Der Transport muss erschütterungsfrei und feuchtegeschützt erfolgen; wir stellen bei Bedarf Kühlboxen bereit.

Wann liefern CU-Versuche mit Porenwasserdruckmessung bessere Ergebnisse als CD-Versuche?

Der CU-Versuch mit Porenwasserdruckmessung ist die richtige Wahl, wenn die Bauzeit kurz ist und der Boden keine Zeit zum Konsolidieren hat – typisch für Aushubphasen in gering durchlässigen Keupertonen. Er liefert sowohl die undrainierte Scherfestigkeit cu als auch über die Porenwasserdruckmessung die effektiven Parameter c' und φ'. Der CD-Versuch hingegen modelliert den Endzustand nach vollständiger Konsolidierung, relevant für Dauerbauwerke und Böschungen.

Abdeckung in Villingen-Schwenningen