René Schäfer - Das Baustellenhandbuch für den Tiefbau

Mit Lastplattendruckversuchen wird häufig die Verdichtung im Erd- und Straßenbau geprüft (Hinweise dazu sind in Kapitel 11 enthalten).

Durchlässigkeitsversuch {Durchlässigkeitsversuch} (WD-Test {WD-Test}, Pumpversuch {Pumpversuch})

Im Lockergestein können zur Ermittlung der Durchlässigkeit sogenannte Pumpversuche durchgeführt werden. Bei diesem wird in einem Versuchsbrunnen Grundwasser entnommen und die sich ergebende Absenkung in der Umgebung mittels vorab hergestellter Pegel gemessen. Aus der Förderrate und den gemessenen Absenkungen lassen sich mithilfe von Brunnenformeln die Durchlässigkeiten abschätzen (Hinweise dazu sind in Kapitel 13 enthalten). Mittels Pumpversuchen lässt sich die Durchlässigkeit des Untergrunds deutlich besser erfassen als mit entsprechenden Laborversuchen, da bei einem Pumpversuch ein erheblich größeres Bodenvolumen untersucht wird als bei einer kleinen Laborprobe.

Zur Ermittlung der Wasserdurchlässigkeit {Wasserdurchlässigkeit} von Fels können WD-Tests durchgeführt werden. Zur Vorbereitung eines WD-Tests wird die Prüfstrecke eines Bohrlochs durch Packer abgedichtet (einseitig oder beidseitig). Innerhalb der Prüfstrecke wird Wasser mit einem vorgegebenen Druck eingepresst und der Durchfluss dabei ermittelt. Je nach Versuchsdurchführung wird der Wasserdruck schrittweise gesteigert. Eine Druckstufe wird dabei solange gehalten, bis der Durchfluss kaum noch schwankt (innerhalb 10 min um weniger als 5 %). Nach Erreichen des Größtwerts des Drucks wird dieser wieder zurückgenommen.

Neben Angaben zur Durchlässigkeit des Untergrunds können aus WD-Tests u. a. auch Hinweise zur Planung von Injektionen (z. B. Verpressmaterial) gewonnen werden.

Weitere Feldversuche im Fels

Im Fels können zur Messung von Gebirgsverschiebungen Rissspione, Fissurometer, Extensometer, Inklinometer oder Konvergenzmessungen eingesetzt werden. Zur Bestimmung des Verformungsverhaltens {Verformungsverhalten} des Gebirges können neben den oben beschriebenen Bohrlochaufweitungsversuchen auch Menard Pressiometer, LFJ Large Flat Jack (LNEC) und Plattendruckversuch zur Anwendung kommen. Zur Bestimmung des Festigkeitsverhaltens sind in situ Triaxialversuche und in situ Scherversuche möglich. Diese sind jedoch sehr aufwendig und werden daher kaum durchgeführt. Zur Bestimmung des Primärspannungszustands im Gebirge können u. a. sogenannte Messungen mit dem Doorstopper oder der Triaxialzelle verwendet werden. Der Primärspannungszustand bezeichnet den Spannungszustand vor Baubeginn bzw. im sog. unverritzten Gebirge. Der Primärspannungszustand kann im Festgestein infolge tektonischer Beanspruchungen von den üblichen Annahmen für Lockergestein abweichen. Aber auch im Lockergestein kann es infolge eingeprägter Vorbelastungen zu erhöhten Horizontalspannungen kommen.

Empfehlungen für die Durchführung und Auswertung von Feldversuchen im Festgestein werden von der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik (DGGT) herausgegeben.

2.2.3 Probennahme und Güteklassen

{Güteklassen}

Güteklassen für Boden- und Felsproben {Felsproben}

Sollen im Zuge einer Baugrunduntersuchung {Baugrunduntersuchung} Bodenproben gewonnen werden, so ist zunächst festzulegen, welche Anforderungen an diese Proben gestellt bzw. welche Untersuchungen an den Proben durchgeführt werden.

Zur Bewertung der Probenqualität wurden die Güteklassen 1-5 definiert. Bei einer Güteklasse 1 sind die Bodeneigenschaften der Probe gegenüber dem in situ Zustand praktisch unverändert, sodass sich nahezu alle bodenmechanischen Eigenschaften bzw. Kennwerte ermitteln lassen. Bei der schlechtesten Güteklasse 5 sind die Bodeneigenschaften gegenüber dem in situ Zustand so stark verändert, dass nur noch die Zuordnung zu einer Bodenschicht ermittelt werden kann. Insbesondere zur Bestimmung der Verformungs- und Festigkeitseigenschaften von Böden (Steifemodul, Kohäsion, Reibungswinkel) sind stets Bodenproben der höchsten Güteklasse erforderlich.

Tabelle 4 zeigt die bestimmbaren Bodeneigenschaften bzw. Kenngrößen in Abhängigkeit von der Probengüte:

Tab. 4: Güteklassen von Bodenproben für Laborversuche {Laborversuch} (Quelle: DIN EN 1997-2)

Probenentnahme {Probennahme} in Boden und Fels

Hinsichtlich der Probennahme unterscheidet man zwischen:

Bei den Proben, die zur Ausführung bodenmechanischer Laborversuche entnommen werden, kann zwischen

unterschieden werden. Die Verfahren zur Probenentnahme im Boden werden in 3 Kategorien (A bis C) eingeteilt:

Der Zusammenhang kann auch der nachfolgend dargestellten Tabelle (aus DIN EN ISO 22475-1) entnommen werden:

Tab. 5: Zusammenhang Güteklasse Bodenprobe und Probenentnahmekategorie (Quelle: DIN EN 1997-2 und DIN EN ISO 22475-1)

Ebenso wie das Bohrverfahren {Bohrverfahren} hat auch das Entnahmegerät bzw. -verfahren zur Probenentnahme Einfluss auf die Probenqualität. Entsprechend den Baugrundverhältnissen und der gewünschten Güte der Proben ist das Entnahmegerät zu wählen.

Tab. 6: Erreichbare Güteklasse für Sonderproben aus Bohrungen für ausgewählte Entnahmegeräte und Bohrverfahren (Quelle: DIN EN ISO 22475-1)