Triaxialversuch in Ludwigshafen – Bodenkennwerte für sichere Gründungen

In Ludwigshafen am Rhein begegnen wir immer wieder dem gleichen Bild: oberflächlich tragfähige Sande, darunter in wenigen Metern Tiefe weiche, setzungsempfindliche Schluffe und Tone der Rheinniederung. Der Triaxialversuch ist dann das entscheidende Werkzeug, um das Spannungs-Dehnungs-Verhalten dieser heterogenen Schichten wirklich zu verstehen. Während ein einfacher Rahmenscherversuch die Verhältnisse nur unvollständig abbildet, liefert der Triaxialversuch unter kontrollierten Drainagebedingungen die effektiven Scherparameter φ' und c', die für jede numerische Modellierung einer tiefen Baugrube oder eines Hochhausfundaments nahe der BASF-Werke benötigt werden. In Kombination mit Bohrprofilen aus der SPT-Bohrung entsteht so ein belastbares geotechnisches Modell, das den besonderen Porenwasserdruckverhältnissen am Rheinufer gerecht wird.

Ohne den Porenwasserdruck zu messen, tappt man im Rheinschluff im Dunkeln – der Triaxialversuch macht ihn sichtbar und berechenbar.

Vorgehen und Leistungsumfang

Die quartären Ablagerungen in Ludwigshafen zeigen selbst auf kurzer Distanz markante Unterschiede: In den höher gelegenen Stadtteilen wie Ruchheim dominieren kiesige Sande der Niederterrasse mit hoher Reibungsfestigkeit, während im Hafengebiet und entlang der Industriestraße mächtige Auelehm- und Beckensedimente anstehen. Der Triaxialversuch erlaubt hier eine differenzierte Bewertung, denn im konsolidiert-undrainierten CU-Test messen wir den Porenwasserdruckaufbau direkt und können so abschätzen, ob eine schnelle Belastung – etwa durch Kranaufstellung oder Erschütterungen aus dem Rangierbahnhof – zu einem plötzlichen Tragfähigkeitsverlust führt. Für die Planung von Stützmauern entlang der Bundesstraße B44 sind die drainierten Scherfestigkeiten unverzichtbar, weil dort langfristig konsolidierte Verhältnisse herrschen. Die Ergebnisse fließen direkt in die Standsicherheitsberechnung nach EC7 ein und reduzieren das Risiko unwirtschaftlicher Überbemessung erheblich.

Örtliche Baugrundfaktoren

Ludwigshafen zählt mit über 170.000 Einwohnern zu den am dichtesten besiedelten Industriestandorten Deutschlands. Die historische Bebauung entlang des Rheins wurde teils auf Auffüllungen errichtet, die bei Hochwasser oder defekten Kanälen zu hohen Wassersättigungsgraden neigen. Ein Verzicht auf den Triaxialversuch führt hier oft zu einer folgenschweren Fehleinschätzung: Die undrainierte Scherfestigkeit cu im UU-Versuch kann bei gesättigtem Auelehm auf unter 25 kPa abfallen – Werte, die ohne messtechnische Verifikation keine sichere Gründung ermöglichen. Besonders kritisch wird es bei Bauvorhaben im Einflussbereich der Hochwasserschutzanlagen, wo der Grundwasserspiegel saisonal stark schwankt und effektive Spannungen innerhalb weniger Wochen kollabieren können. Der Triaxialversuch ist keine optionale Laborübung, sondern die versicherungstechnisch relevante Basis für jede standsichere Konstruktion in der Rheinebene.

Technische Daten

Parameter	Typischer Wert
Versuchstypen nach DIN 18137-2	UU, CU, CD – undrainiert, konsolidiert-undrainiert, drainiert
Probenvorbereitung	Ungestört (Sonderprobe) oder eingebaut mit definierter Lagerungsdichte
Sättigung und Konsolidierung	Back-Pressure-Sättigung, Konsolidierung unter in-situ Spannungszustand
Abschergeschwindigkeit	0.001 bis 0.1 mm/min je nach Drainagebedingung und Durchlässigkeit
Messwerte pro Versuch	Max. Deviatorspannung, Reibungswinkel φ, Kohäsion c, Steifemodul E50
Anzahl Einzelstufen	3 Stufen unter verschiedenen Seitendrücken für Mohr-Coulomb-Hüllkurve
Berichtsumfang	Spannungs-Dehnungs-Diagramme, Porenwasserdruckverlauf, Bruchkriterium nach DIN 18137-2

Zugehörige Fachleistungen

UU-Versuch (undrainiert, unkonsolidiert)

Schnellversuch für bindige Böden unter sofortiger Belastung – z. B. bei der ersten Aushubphase einer Baugrube in den Tonlinsen der Rheinterrasse. Liefert die undrainierte Kohäsion cu.

CU-Versuch (konsolidiert, undrainiert)

Mit Porenwasserdruckmessung für effektive Spannungsanalyse – der Standardversuch für Böschungsstabilität und Grundbruchnachweise im Hafenbereich von Ludwigshafen.

CD-Versuch (drainiert)

Langsame, vollständig drainierte Scherung für rollige Böden und langfristige Standsicherheit – etwa für die Hinterfüllung von Brückenwiderlagern an der B37.

Geltende Normen

DIN EN ISO 17892-9:2018 – Geotechnische Erkundung und Untersuchung – Laborversuche an Bodenproben – Teil 9: Triaxialversuch, DIN 18137-2:2020 – Baugrund, Versuche und Versuchsgeräte – Bestimmung der Scherfestigkeit – Triaxialversuch, Eurocode 7 (EN 1997-2:2007) – Geotechnische Bemessung – Erkundung und Untersuchung des Baugrunds

Häufige Fragen

Welcher Triaxialversuch ist bei gering durchlässigen Böden in Ludwigshafen zu empfehlen?

Bei Schluffen und Tonen mit kf-Werten unter 1·10⁻⁷ m/s, wie sie im Auelehm des Rheingrabens typisch sind, ist der CU-Versuch mit Porenwasserdruckmessung die einzig aussagekräftige Wahl. Der UU-Versuch liefert dort nur die totale, nicht die effektive Scherfestigkeit – für Langzeitbetrachtungen unbrauchbar.

Wie viele Proben werden für einen belastbaren Triaxialversuch benötigt?

Für eine Mohr-Coulomb-Hüllkurve sind mindestens drei Einzelproben aus demselben Horizont erforderlich, die unter unterschiedlichen Seitendrücken abgeschert werden. Wir entnehmen die Proben direkt aus den SPT-Sondierkernen, um eine eindeutige Zuordnung zur Schichtenfolge zu gewährleisten.

Mit welchen Kosten muss ich für einen Triaxialversuch rechnen?

Ein kompletter Satz von drei CU-Versuchen mit Porenwasserdruckmessung liegt im Raum Ludwigshafen typischerweise zwischen 1.820 und 2.550 Euro, abhängig von Probenanzahl und erforderlicher Sättigungszeit. Der Preis beinhaltet Probenvorbereitung, Versuchsdurchführung und den normkonformen Bericht.

Kann der Triaxialversuch auch für rollige Böden wie Rheinsand eingesetzt werden?

Ja, der CD-Versuch ist speziell für durchlässige Sande und Kiese geeignet. Die Probe wird dabei langsam genug abgeschert, dass kein Porenwasserüberdruck entsteht – ideal für die dicht gelagerten Niederterrassensande, die in den westlichen Stadtteilen Ludwigshafens anstehen.

Wie unterscheidet sich der Triaxialversuch von einem einfachen Rahmenscherversuch?

Der Rahmenscherversuch erzwingt eine horizontale Bruchfuge, was besonders bei geschichteten Böden zu unrealistischen Ergebnissen führt. Der Triaxialversuch lässt die Bruchfuge frei entstehen und erfasst das tatsächliche Spannungs-Dehnungs-Verhalten – inklusive Porenwasserdruckentwicklung. Für Baugruben unterhalb des Grundwasserspiegels ist er deshalb unverzichtbar.