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Geotechnische Analyse für Tunnel in weichem Boden in Ingolstadt

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Wenn der Bohrkern aus dem Schapperkübel auf den Rütteltisch fällt, sehen wir sofort, worum es geht. In Ingolstadt ist das fast immer Quartär: sandige Schluffe, tonige Linsen, Kiesbänke in chaotischer Wechselfolge. Für eine Tunneltrasse durch solches Material reicht eine einfache Baugrundbeurteilung nicht aus. Wir setzen hier auf eine kombinierte Kampagne aus Kernbohrungen mit durchgehenden Liner-Entnahmen und schweren Rammsondierungen DPH, ergänzt durch Drucksondierungen CPTu direkt neben der Trasse. Der Porenwasserüberdruck, den wir im CPTu-Log sehen, verrät uns mehr über die undrainierte Scherfestigkeit des Donauschlamms als jede Laborprobe im ersten Schritt. In Ingolstadt arbeiten wir mit dem CPT-Versuch, um die laterale Variabilität der Schichten auf wenige Meter genau zu erfassen, bevor wir die ersten Berechnungsprofile für die Ortsbruststützung ansetzen.

In Ingolstadt sehen wir kaum homogene Profile. Was zählt, ist die undrainierte Reaktion des Bodens auf den Abbau – und die messen wir direkt im CPTu.

Unsere Leistungsbereiche

Ablauf und Umfang

Die Quartärfüllung im Ingolstädter Becken erreicht Mächtigkeiten von über 40 Metern. Das ist kein Zufallsprodukt, sondern das Erbe der Donau, die hier nach der letzten Kaltzeit einen gewaltigen Schotterkörper mit feinkörnigen Stillwassersedimenten abgelagert hat. Was uns im Tunnelbau beschäftigt, ist die geringe Steifigkeit dieser Wechsellagerung. Bei einer Tunnelachse unterhalb der Grundwassergrenze, die in Ingolstadt je nach Donaupegel nur 2 bis 4 Meter unter GOK liegt, reagiert der Boden schon auf minimale Spannungsänderungen mit großen Verformungen. Wir modellieren das mit dem Hardening-Soil-Modell in PLAXIS, kalibriert an Triaxialversuchen unter wirklichkeitsnahen Spannungspfaden. Die Entnahmestellen für diese Versuche legen wir gemeinsam mit dem Bohrmeister fest, nicht nach starrem Raster, sondern nach Schichtgrenzen. Eine blinde Probe aus homogenem Schluff bringt für die Interaktion Schildmaschine–Ortsbrust wenig. Zusätzlich sichern wir uns über Böschungsstabilität ab, wenn die Tunnelrampen die quartären Hanglehme der Juraausläufer anschneiden.
Geotechnische Analyse für Tunnel in weichem Boden in Ingolstadt
Technische Referenz — Ingolstadt

Lokaler geotechnischer Kontext

In Ingolstadt beobachten wir immer wieder, dass die entscheidende Schwachstelle nicht im bergmännischen Vortrieb selbst liegt, sondern im Übergang der offenen Baugrube zum geschlossenen Tunnelmund. Wenn die Rampen in den quartären Auelehm einschneiden und der Grundwasserspiegel nur mit geringem Abstand unter der Sohle steht, kann ein hydraulischer Grundbruch die gesamte Baugrubensohle aufreißen. Die feinsandigen Schluffe sind bei Strömungsgradienten über 0.3 kaum filterstabil. Wir legen deshalb vor jeder Ausführungsplanung einen Nachweis nach EC7 (EN 1997-1:2004) mit geschlossener Sickerlinie vor. Die Baugruben werden mit überschnittenen Bohrpfahlwänden und rückverankerter Spritzbetonsohle gesichert. Ein zweites Thema ist die Stützung der Ortsbrust: Ohne aktive Flüssigkeitsstützung oder Erddruckschild mit geregelter Abbaukammer verliert man im Ingolstädter Schluff schnell die Kontrolle über die Setzungsmulde an der Oberfläche.

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Referenznormen

DIN EN 1997-1:2014-03 (Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik), DIN EN ISO 17892 (Geotechnische Erkundung und Untersuchung – Laborversuche an Bodenproben), DIN EN ISO 22476-1 (Geotechnische Erkundung und Untersuchung – Felduntersuchungen, CPT/CPTu), DIN 1054:2010-12 (Baugrund – Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau), ZTV-ING Teil 5 (Tunnelbau, Bundesanstalt für Straßenwesen)

Technische Daten

ParameterTypischer Wert
Erkundungstiefe unter GOKbis 45 m
Bodenart (lokaltypisch)Quartäre Schluff-Ton-Sand-Wechselfolge, Donauschotter
Grundwasserflurabstand2–4 m (stark donauabhängig)
LaborversucheTriaxial CU, Ödometer, Korngrößenanalyse nach DIN EN ISO 17892
In-situ-VerfahrenCPTu, DPH, Porenwasserdruck-Dissipationstest
BerechnungsmodellHardening-Soil (HS), PLAXIS 2D/3D
BesonderheitOrtsbruststabilität bei geringer undrainierter Kohäsion

Gängige Fragen

Was kostet eine vollständige geotechnische Analyse für einen Tunnel in weichem Boden in Ingolstadt?

Für ein Erkundungs- und Analysepake einschließlich Feldkampagne, Laborversuchen und numerischer 2D-Berechnung liegen die Kosten typischerweise zwischen €3.570 und €15.220, abhängig von Trassenlänge, Tiefenlage und Umfang der erforderlichen Triaxialversuche.

Welche Laborversuche sind für den Tunnelbau im quartären Schluff zwingend notwendig?

Neben der klassischen Klassifikation nach DIN EN ISO 17892 sind Triaxialversuche unter konsolidiert-undrainierten Bedingungen (CU) mit Messung des Porenwasserdrucks essenziell. Wir ergänzen dies durch Ödometerversuche mit definierten Laststufen zur Bestimmung des Steifemoduls Es und der Spannungsabhängigkeit.

Wie wird die Ortsbruststabilität in den weichen Donausedimenten nachgewiesen?

Wir führen den Nachweis nach dem Grenzzustandsverfahren gemäß EC7-1. Dazu gehört die Berechnung des erforderlichen Stützdrucks an der Ortsbrust mittels FE-Analyse, die Berücksichtigung der undrainierten Scherparameter aus dem CPTu und der Nachweis gegen blow-out bei geringem Überdeckungsverhältnis.

Warum reicht eine reine Drucksondierung CPTu nicht aus, sondern Sie setzen auch Bohrungen ein?

Der CPTu liefert uns ein kontinuierliches, hochaufgelöstes Profil der Spitzendruck- und Reibungswerte, was für die Schichtgrenzenerkennung ideal ist. Die Bohrung brauchen wir jedoch, um ungestörte Sonderproben für die Triaxialzelle zu gewinnen und die Kornverteilung zu bestimmen – nur so können wir den Zusammenhang zwischen CPTu-Messwerten und Bodenparametern herstellen.

Standort und Servicegebiet

Wir betreuen Projekte in Ingolstadt und Umgebung.

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