Hildesheim
Hildesheim, Germany

Triaxialversuch in Hildesheim: Kennwerte für standsichere Geotechnik

Zwischen der historischen Altstadt mit ihren Sandsteinbauten und den modernen Wohnquartieren im Hildesheimer Osten liegen Welten – nicht nur architektonisch, sondern auch im Baugrund. Während man rund um den Marktplatz oft auf tragfähige Kalksteine des Mittleren Keupers trifft, stehen im Bavenstedter Raum oder entlang der Innerste mächtige Lösslehme und Aueablagerungen an, deren Verformungsverhalten bei Belastung kaum aus einaxialen Tests abzulesen ist. Genau hier setzt der Triaxialversuch an: Er simuliert den realen Spannungszustand im Boden unter Seitendruck und erlaubt so eine wirklichkeitsnahe Bestimmung von Reibungswinkel, Kohäsion und Steifigkeit. In einer Stadt, deren Untergrund von Gipskeuper-Auslaugungszonen und quartären Lockersedimenten geprägt ist, reichen einfache Kennwerte aus Tabellen nicht aus – das Baugrundrisiko lässt sich nur mit versuchstechnisch abgesicherten Parametern eingrenzen. Hildesheims Geologie mit ihren Wechsellagerungen erfordert daher eine Versuchsmethodik, die das anisotrope Tragverhalten systematisch abbildet, bevor der erste Bagger anrückt.

Ein Triaxialversuch bildet den Spannungszustand im Hildesheimer Untergrund so realitätsnah ab, dass weder konservative Abschläge noch riskante Annahmen nötig werden.

Leistungsmerkmale in Hildesheim

Ein sechsgeschossiger Bürokomplex am Hohnsen, nur 300 Meter vom Innerste-Ufer entfernt, zeigte bei der Vorerkundung weiche, teils organische Schluffe in 4 bis 7 Metern Tiefe. Das Tragwerksplaner-Team stand vor der Frage, ob eine elastisch gebettete Bodenplatte ausreicht oder ob Pfahlgründungen in den tieferen Festgesteinshorizont nötig werden. In solchen Fällen liefert der konsolidierte undränierte Triaxialversuch (CU) die entscheidenden effektiven Scherparameter, mit denen sich die Grundbruchsicherheit nach EC 7-1, Abschnitt 6, wirklichkeitsnah nachweisen lässt. Ergänzend zum Versuch unter Seitendruck erlaubt die Korngrößenanalyse eine präzise Klassifikation der bindigen und organischen Anteile, sodass sich Drainageverhalten und Porenwasserdruckaufbau zuverlässig prognostizieren lassen. Unser geotechnisches Labor in Hildesheim setzt die Versuche gemäß DIN 18137-2 an ungestörten Sonderproben um, die mit Dünnwandentnahmegeräten direkt aus den Kernbohrungen gewonnen werden. Die Prüfzelle erlaubt Drücke bis 1.000 kPa und Probendurchmesser von 50 bis 100 mm, sodass selbst steife Geschiebemergel und verwitterte Keuperbänke geprüft werden können. Für die innerstädtische Nachverdichtung, wie sie am ehemaligen Güterbahnhofsgelände geplant ist, wird damit eine belastbare numerische Modellierung der Setzungsmulde möglich.
Triaxialversuch in Hildesheim: Kennwerte für standsichere Geotechnik
Triaxialversuch in Hildesheim: Kennwerte für standsichere Geotechnik
ParameterTypischer Wert
VersuchstypenUU, CU, CD nach DIN 18137-2
Probendurchmesser50 mm, 70 mm, 100 mm
Maximaler Zelldruck1.000 kPa
SättigungsverfahrenBack-Pressure-Sättigung mit B-Wert-Kontrolle
Schergeschwindigkeit0.001 – 1.0 mm/min (gesteuert)
Messgrößenc', φ', Eu, E50, ν, Porenwasserdruck u
ProbenvorbereitungUngestört (Sonderprobe) oder eingebaut (Reconstituted)
BerichtsumfangSpannungs-Dehnungs-Diagramme, Mohr-Coulomb-Hüllkurve, Steifemodulprofile

Kritische Bodenfaktoren in Hildesheim

Eine geschlossene Triaxialzelle mit digitaler Volumenänderungsmessung und elektronischem Kraftaufnehmer steht in unserem Prüflabor in Hildesheim bereit, um die Scherfestigkeit bei behinderter Seitendehnung zu bestimmen. Wer auf diesen Versuch verzichtet und stattdessen mit Erfahrungswerten aus der Bodenansprache arbeitet, riskiert im Hildesheimer Raum zwei gegensätzliche, aber gleichermaßen kostspielige Szenarien: eine Überbemessung mit unnötig tiefen Pfahlgründungen im Keuper oder eine unterschätzte Setzungsprognose auf den weichen Auelehmen der Innerste, die zu ungleichmäßigen Setzungen und Rissen im aufgehenden Bauwerk führen. Besonders heikel wird es bei ausgelaugten Gipskeuper-Schichten, die bei Wasserzutritt ihre Festigkeit drastisch einbüßen – ein Phänomen, das nur der effektive Spannungspfad im drainierten Triaxialversuch (CD) zuverlässig abbildet. Das akkreditierte Prüfverfahren nach DIN EN ISO 17892-9, durchgeführt unter der Aufsicht unseres nach ISO 17025 zertifizierten Labors, eliminiert diese Unwägbarkeiten und liefert dem Tragwerksplaner Kennwerte, die ein wirtschaftlich optimiertes und zugleich sicheres Gründungskonzept ermöglichen.

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Anwendbare Normen: DIN 18137-2:2011-04 – Versuchstechnik und Auswertung, DIN EN ISO 17892-9:2018-07 – Triaxialversuch (konsolidiert, drainiert/undrainiert), Eurocode 7 (DIN EN 1997-1:2014-03) – Abschnitt 6, Flachgründungen, Eurocode 7 (DIN EN 1997-2:2010-10) – Ergänzende Regelungen für Laborversuche, DIN 4020:2010-12 – Geotechnische Untersuchungen für bautechnische Zwecke, ISO 17025 – Allgemeine Anforderungen an die Kompetenz von Prüflaboratorien

Unsere Leistungen

Das triaxiale Prüfprogramm wird in Hildesheim durch zwei aufeinander abgestimmte Leistungsbausteine ergänzt, die eine lückenlose Interpretation der Versuchsergebnisse sicherstellen.

Konsolidierter Triaxialversuch (CU/CD) mit Porenwasserdruckmessung

Wir führen den konsolidierten undränierten (CU) sowie den drainierten (CD) Triaxialversuch an ungestörten Sonderproben durch. Die Back-Pressure-Sättigung stellt wassergesättigte Bedingungen sicher, während die elektronische Porenwasserdruckmessung eine Trennung von effektiven und totalen Spannungen erlaubt. Ergebnis sind die effektiven Scherparameter c' und φ' sowie die undränierte Scherfestigkeit cu – unverzichtbar für jede FE-Berechnung einer Baugrube im Hildesheimer Löss.

Triaxialer Steifemodul und zyklische Belastungsversuche

Für verformungsarme Gründungen, etwa unter Maschinenfundamenten oder Turmbauwerken, bestimmen wir den triaxialen Steifemodul bei kleinen Dehnungen mittels lokaler Wegaufnehmer (LVDT) direkt auf der Probe. Zyklische Be- und Entlastungspfade simulieren Windlasten auf Hochbauten oder Verkehrslasten auf Brückenwiderlagern und geben Aufschluss über das Verfestigungs- und Dämpfungsverhalten des Hildesheimer Baugrunds.

Häufig gestellte Fragen

Was kostet ein Triaxialversuch in Hildesheim und welche Faktoren beeinflussen den Preis?

Ein konsolidierter undränierter Triaxialversuch (CU) an einer ungestörten Probe liegt in unserem Hildesheimer Labor bei einem Preisrahmen von 1.540 € bis 2.450 €, abhängig von der Anzahl der Laststufen und der Dauer der Konsolidierung. Entscheidend für den Aufwand ist vor allem die Durchlässigkeit des Bodens: stark tonige Proben aus dem Hildesheimer Keuper benötigen deutlich längere Drainagewege und damit mehr Maschinenzeit als schluffige Lösslehme. Hinzu kommen die Kosten für die Probenentnahme mittels Dünnwandkolbenlot, die Sättigungsphase (Back-Pressure) sowie die Auswertung der Mohr-Coulomb-Hüllkurve, die je nach Fragestellung um Spannungs-Dehnungs-Module ergänzt wird.

Welcher Triaxialversuch eignet sich für die Gründung eines Einfamilienhauses auf Lösslehm?

Für ein Einfamilienhaus auf dem in Hildesheim weit verbreiteten Lösslehm ist meist ein undränierter Triaxialversuch (UU) ausreichend, der die totale Kohäsion cu liefert und die kurzfristige Standsicherheit der Baugrube sowie die zulässige Sohlspannung nach EC 7 absichert. Bei setzungsempfindlichen Bauweisen oder wenn der Keller ins Grundwasser einbindet, raten wir jedoch zu einem konsolidierten undränierten Versuch (CU) mit Porenwasserdruckmessung, um auch das Langzeitverhalten unter konsolidierten Bedingungen zu erfassen und den effektiven Reibungswinkel für die Bemessung der Bodenplatte exakt bestimmen zu können.

Wie werden die ungestörten Proben für den Triaxialversuch in Hildesheim gewonnen?

Die Entnahme erfolgt nach DIN EN ISO 22475-1 mit einem Dünnwandkolbenlot oder einem offenen Ausstechzylinder aus dem Bohrloch, das wir zuvor mit einer Rammkernbohrung niedergebracht haben. Entscheidend für Hildesheims heterogenen Untergrund ist die sofortige Versiegelung der Probe mit Paraffin und die erschütterungsfreie Lagerung bei konstanter Temperatur, um Gefügestörungen und Austrocknung zu vermeiden – nur so bleiben die in-situ-Spannungen erhalten, die der Triaxialversuch später realitätsnah abbilden soll.

Welche Normen und Qualitätssicherungen gewährleisten die Aussagekraft des Triaxialversuchs?

Unsere Triaxialversuche werden streng nach DIN 18137-2 und DIN EN ISO 17892-9 durchgeführt, ergänzt durch die Vorgaben des Eurocode 7 (EN 1997-2) zur Anzahl der erforderlichen Einzelversuche je homogener Bodenschicht. Unser Labor ist nach ISO 17025 akkreditiert und nimmt regelmäßig an Ringversuchen der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik (DGGT) teil. Jeder Versuch wird mit einem vollständigen Bericht inklusive Spannungs-Dehnungs-Diagrammen und Mohr-Coulomb-Hüllkurve dokumentiert, sodass die Kennwerte direkt in die Standsicherheitsnachweise einfließen können.

Warum genügt für Hildesheims Keuper-Verwitterungsböden kein einfacher Rahmenscherversuch?

Die verwitterten Keupermergel und -tonsteine in Hildesheim zeigen ein ausgeprägt anisotropes und spannungsabhängiges Verhalten: Ihre Scherfestigkeit hängt stark vom Überlagerungsdruck und von der Entwässerungsmöglichkeit ab. Ein Rahmenscherversuch erzwingt eine definierte Scherfuge und verhindert die freie Ausbildung des Bruchkörpers, während der Triaxialversuch die volle Spannungsumlagerung im Probekörper zulässt und über die Porenwasserdruckmessung auch die Volumenänderungstendenz erfasst – essenziell für die standsichere Bemessung tiefer Baugruben im ausgelaugten Gipskeuper.

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