Der Versuchsstand in unserem bodenmechanischen Labor ist mit einer servohydraulischen Triaxialzelle ausgerüstet, die Proben mit 100 mm Durchmesser aufnehmen kann. In Delmenhorst, wo quartäre Sande und Kleischichten der Weserniederung den Untergrund prägen, fahren wir die Zelle mit präzisen Sättigungsrampen und isotropen Konsolidierungsphasen, bevor die Scherphase unter axialsymmetrischer Belastung beginnt. Die lokale Wegaufnehmer-Messbrücke registriert Verformungen direkt an der Probe und eliminiert so Störgrößen aus der Maschinenverformung. Auf diesem Weg lassen sich auch geringmächtige, empfindliche Tonlinsen charakterisieren, die in den holozänen Ablagerungen des Graft-See-Gebiets gelegentlich angetroffen werden. Die Auswertung der Mohr-Coulomb-Hüllkurve aus drei Einzelversuchen liefert den wirksamen Reibungswinkel und die Kohäsion, die für Flachgründungen und Baugrubenverbauten in Delmenhorst benötigt werden.
Drei Bruchzustände unter unterschiedlichem Seitendruck genügen, um die gesamte Mohr-Coulomb-Hüllkurve eines Delmenhorster Baugrundhorizonts zu definieren – wirtschaftlicher als jedes Programm mit Einzelversuchen.
Ablauf und Umfang
Ein wiederkehrender Fehler bei Baugrunderkundungen im Raum Delmenhorst ist die unkritische Übernahme von Scherparametern aus Rahmenscherversuchen, ohne die Porenwasserdruckentwicklung zu berücksichtigen. Gerade in den setzungsempfindlichen Auelehmen südlich der Delme kann eine undränierte Scherung im Rahmengerät den tatsächlichen Spannungszustand nicht abbilden, weil der Porenwasserdruck unkontrolliert ansteigt und die effektive Spannung verfälscht. Der Triaxialversuch nach DIN 18137-2 schafft hier Abhilfe: Durch gesteuerte Dränagebedingungen – ob konsolidiert-dräniert (CD) für langfristige Endzustände oder konsolidiert-undräniert (CU) mit Porenwasserdruckmessung für Bauzustände – erhalten wir bodenmechanische Kennwerte, die den realen Belastungspfad nachbilden. Kombiniert man die Ergebnisse mit einer Korngrößenanalyse, lässt sich die Scherfestigkeit zusätzlich mit der Lagerungsdichte und der Kornverteilung korrelieren, was die Aussagesicherheit für den Delmenhorster Baugrund erheblich steigert.
Örtliche Baugrundfaktoren
Delmenhorst entwickelte sich ab dem späten 19. Jahrhundert von einer Ackerbürgerstadt zu einem Industriestandort mit Korkverarbeitung und Linoleumproduktion, was die Bebauung zunehmend in die weichen Marschböden der Delmeniederung ausweitete. Alte Fabrikareale und nachverdichtete Innenstadtbereiche stehen heute auf einem heterogenen Untergrund aus anthropogenen Auffüllungen, Torflinsen und gering tragfähigen Kleischichten. Wer hier ohne triaxiale Scherparameter plant, setzt sich dem Risiko unerwarteter Setzungsdifferenzen und lokaler Grundbrüche aus, besonders wenn schlanke Gründungskörper oder hohe Streifenfundamente zum Einsatz kommen. Der Triaxialversuch deckt auf, wie stark die undränierte Kohäsion unter zyklischer oder schneller Belastung abfällt – eine Information, die für die Erdbebenbemessung nach DIN EN 1998-5 in der schwachen Erdbebenzone Deutschlands zwar selten bemessungsrelevant wird, aber bei sensiblen Bauwerken in Delmenhorst trotzdem abgeprüft gehört.
Maßgebliche Normen
DIN 18137-2 – Baugrund, Versuche und Versuchsgeräte; Bestimmung der Scherfestigkeit – Triaxialversuch, DIN EN ISO 17892-9 – Geotechnische Erkundung und Untersuchung – Laborversuche an Bodenproben – Triaxialversuch, Eurocode 7 (DIN EN 1997-2:2010-10) – Geotechnische Bemessung – Erkundung und Untersuchung des Baugrunds, DIN 18196 – Bodenklassifikation für bautechnische Zwecke, DIN EN 1998-5 – Erdbebenbemessung – Gründungen, Stützbauwerke und geotechnische Aspekte
Häufig gestellte Fragen
Welche Bodenarten aus dem Raum Delmenhorst können im Triaxialversuch geprüft werden?
Sowohl bindige Böden wie die Klei- und Torfschichten der Wesermarsch als auch rollige Sande aus den pleistozänen Talsandterrassen. Bei grobkörnigen Böden mit Kiesanteil über 20 % setzen wir alternativ Großrahmenscherversuche ein, sofern die Proben nicht in einer 100-mm-Zelle präpariert werden können.
Wie viele Proben werden für eine vollständige Bruchhüllkurve benötigt?
Mindestens drei Einzelproben aus demselben Horizont, die unter unterschiedlichen effektiven Seitendrücken abgeschert werden. Bei inhomogenem Baugrund in Delmenhorst empfehlen wir eher fünf Proben, um Streuungen zuverlässig einzugrenzen.
Was kostet ein Triaxialversuch nach DIN 18137-2?
Ein einzelner Triaxialversuch liegt je nach Versuchstyp und Probenvorbereitung zwischen 1.940 und 2.590 Euro. Für eine komplette Bruchhüllkurve aus drei CD-Versuchen mit Sättigungsphase sollten Sie etwa 5.800 bis 7.700 Euro einplanen.
Welche Informationen liefern die Spannungspfade im p-q-Diagramm?
Die Spannungspfade zeigen den Verlauf der effektiven Spannungen während der Scherphase und lassen erkennen, ob der Boden kontraktantes oder dilatantes Verhalten zeigt. In den dichten Sanden unterhalb Delmenhorsts tritt bei geringem Seitendruck typischerweise Dilatanz auf, was zu einer Zunahme der effektiven Spannung führt und die Reibungswinkel über 35° anheben kann.
