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Felddurchlässigkeitsversuch nach Lefranc/Lugeon in Stuttgart

Gemeinsam lösen wir die Herausforderungen von morgen.

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In Stuttgart treffen wir auf Extreme, die kaum eine andere deutsche Großstadt so prägnant vereint: die dichten Ton- und Mergelsteine des Gipskeupers im Talkessel und die verkarsteten Kalke des Oberen Muschelkalks auf den Fildern. Wer in Bad Cannstatt gründet, kämpft mit hoch anstehenden Mineralwasserschichten und heterogenen Auenlehmen, während in Vaihingen oder Möhringen die klüftigen Kalkbänke schnelle Fließwege vorgeben. Der Felddurchlässigkeitsversuch – ob als Lefranc-Versuch im Lockergestein oder als Lugeon-Test im Fels – liefert uns genau den kf-Wert, den die Bemessung von Wasserhaltungen und Versickerungsanlagen braucht. Unsere Mannschaft fährt mit dem Gestänge und Doppelpacker auf die Baustelle, wenn der Plattendruckversuch die Bettungsmodule längst abgehakt hat und die Baugrube trotzdem unter Wasser steht. Wir führen die Tests im offenen Bohrloch oder mit verrohrter Lanze durch und dokumentieren Druckstufen, Fließraten und die geologische Aufnahme nach DIN EN ISO 22282-2 und DIN 18130.

Ein einziger Lugeon-Versuch im geklüfteten Muschelkalk erspart Ihnen eine Wasserhaltung, die um den Faktor drei überdimensioniert ist – das sind in Stuttgart schnell einige hunderttausend Liter Pumpmenge pro Tag.

Unser Ansatz

Im Stuttgarter Baugrund sehen wir immer wieder, dass geschichtete Tonstein-Sulfat-Wechsellagerungen bei Wasserzutritt quellen und die Durchlässigkeit innerhalb weniger Stunden um eine Größenordnung kollabieren kann. Deshalb setzen wir beim Felddurchlässigkeitsversuch auf gestufte Druckhaltung und registrieren jede Änderung der Infiltrationsrate im 30-Sekunden-Takt. Im Lockergestein arbeiten wir mit konstanter Druckhöhe nach dem Lefranc-Prinzip; in stark geklüfteten Muschelkalkbänken fahren wir den Lugeon-Versuch mit fünf Druckstufen, um eine eventuelle Dilatanz des Trennflächengefüges zu erkennen. Die gewonnenen kf-Werte fließen direkt in die Dimensionierung der Grundwasserabsenkung ein – oft kombiniert mit einer Korngrößenanalyse an den ausgebauten Bohrkernen, um die Sieblinie mit der hydraulischen Leitfähigkeit zu korrelieren. Für Baugruben, die in den ausgelaugten Gipskeuper einschneiden, ergänzen wir die Durchlässigkeitsdaten mit einer In-situ-Durchlässigkeit im Großbohrloch, weil Laborversuche an gestörten Proben den Kluftfluss systematisch unterschätzen.
Felddurchlässigkeitsversuch nach Lefranc/Lugeon in Stuttgart
Technisches Referenzbild — Stuttgart

Standortspezifische Faktoren

Vor zwei Jahren haben wir eine zwölfgeschossige Tiefgarage in der Stuttgarter Innenstadt begleitet, die auf halber Höhe im ausgelaugten Gipskeuper saß. Der Baugrubenverbau war gesetzt, die Pumpensümpfe liefen – bis eine Sulfatkarst-Röhre aufbrach und binnen 40 Minuten 80 Kubikmeter Schwebstoffe in die Sohle spülte. Ein vorausgehender Felddurchlässigkeitsversuch mit gestaffelten Tiefenintervallen hätte die Karststruktur als hydraulische Anomalie sichtbar gemacht: Der Lugeon-Wert wäre in dieser Tiefe sprunghaft auf über 30 angestiegen. In den Neckarauen bei Hofen wiederum sehen wir organische Mudden, die unter einer Sandlinse liegen und beim Aushub ausfließen, sobald der Porenwasserüberdruck die bindige Deckschicht durchbricht. Ohne eine belastbare kf-Zahl aus dem Lefranc-Test wird jede Restwasserhaltung zur Lotterie – mit Verzögerungen, die im Stuttgarter Baustellenverkehr schnell sechsstellige Mehrkosten verursachen.

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Technische Daten

ParameterTypischer Wert
Versuchstyp LockergesteinLefranc (konstante / fallende Druckhöhe)
Versuchstyp FelsLugeon (5 Druckstufen à 10 min)
Normative GrundlageDIN EN ISO 22282-2:2012, DIN 18130-1
Messbereich kf1×10⁻³ bis 1×10⁻⁸ m/s
Testintervall-Länge0,5 m bis 5,0 m (einfach/doppelt gepackert)
Druckstufen Lugeon0,5 – 1,0 – 1,5 – 2,0 – 2,5 bar (baugrundabhängig)
DokumentationQ-t-Diagramm, P-q-Plot, geologische Säule

Verwandte Dienstleistungen

01

Lefranc-Versuch im Bohrloch

Durchführung mit konstanter oder fallender Druckhöhe in verrohrten und unverrohrten Bohrlöchern, inklusive Filterkies-Schüttung und Tonabdichtung. Geeignet für quartäre Kiese, Auenlehme und verwitterte Keuper-Mergel.

02

Lugeon-Test mit Doppelpacker

Fünffach-Druckstufenversuch im Festgestein (Muschelkalk, Stubensandstein) mit elektronischer Druck- und Volumenstromerfassung. Auswertung inklusive Lugeon-Wert, P-q-Diagramm und Trennflächenanalyse.

03

Kombinierte Durchlässigkeitsprofile

Staffelung mehrerer Lefranc- und Lugeon-Intervalle in einer Bohrung zur Erstellung eines vertikalen kf-Profils. Besonders empfohlen bei Wechsellagerungen von Tonsteinbänken und Sulfatschichten im Stuttgarter Keuper.

Normativer Rahmen

DIN EN ISO 22282-2:2012 – Geotechnische Erkundung und Untersuchung – Feldversuche – Teil 2: Versickerungsversuche im Bohrloch, DIN 18130-1 – Bestimmung des Wasserdurchlässigkeitsbeiwerts – Teil 1: Feldversuche, DIN 4020 – Geotechnische Untersuchungen für bautechnische Zwecke, EAU – Empfehlungen des Arbeitsausschusses 'Ufereinfassungen' (Wasserhaltung)

Fragen und Antworten

Wann ist in Stuttgart ein Lugeon-Test einem Lefranc-Versuch vorzuziehen?

Sobald die Bohrung im Festgestein steht – typischerweise ab dem Oberen Muschelkalk auf den Fildern oder im Stubensandstein des Killesbergs – ist der Lugeon-Test mit Doppelpacker die einzig aussagekräftige Methode. Anders als der Lefranc-Versuch, der von einer homogenen Porenströmung ausgeht, erfasst der Lugeon-Test den Kluftfluss und deckt spannungsabhängige Öffnungsweiten der Trennflächen auf, was im stark tektonisch beanspruchten Stuttgarter Untergrund unverzichtbar ist.

Was kostet ein Felddurchlässigkeitsversuch in Stuttgart?

Die Kosten für einen einzelnen Lefranc- oder Lugeon-Versuch in einer bestehenden Bohrung liegen in Stuttgart üblicherweise zwischen €540 und €840, abhängig von der Anzahl der Druckstufen, der erforderlichen Packer-Konfiguration und dem Vorbereitungsaufwand am Bohrloch (Spülung, Filterstrecke).

Warum ist der Feldversuch genauer als die Laborbestimmung des kf-Werts?

Weil der Felddurchlässigkeitsversuch das Gebirge im ungestörten Verbund prüft – also inklusive Klüften, Schichtfugen und Verwitterungsbahnen. Eine Laborprobe aus dem Stuttgarter Gipskeuper mag im Triaxialgerät einen kf-Wert von 1×10⁻⁸ m/s zeigen; das umgebende Kluftnetz kann die effektive Durchlässigkeit jedoch um zwei bis drei Zehnerpotenzen erhöhen.

Welche Vorbereitung braucht das Bohrloch vor dem Versuch?

Die Messstrecke muss sauber gespült und von Bohrklein befreit sein. Im Lockergestein bringen wir eine Filterkiesschüttung und eine rund 50 cm lange Tonabdichtung oberhalb des Filters ein, um Kurzschlussströmungen am Gestänge zu verhindern. Im Fels setzen wir mechanische oder pneumatische Doppelpacker, die das Testintervall exakt abschließen.

Wie lange dauert ein Felddurchlässigkeitsversuch vor Ort?

Ein einzelner Lefranc-Versuch mit konstanter Druckhöhe erfordert etwa 45 bis 60 Minuten reine Messzeit, plus eine halbe Stunde für Einbau und Rückbau. Der Lugeon-Test mit fünf Druckstufen nimmt mindestens zwei Stunden in Anspruch, da jede Stufe zehn Minuten gehalten wird und die Zwischenstabilisierung dokumentiert werden muss.

Standort und Servicegebiet

Wir betreuen Projekte in Stuttgart und Umgebung.

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