GEOTECHNIK
KARLSRUHE
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Triaxialversuche in Karlsruhe – präzise Scherfestigkeit für Ihre Projekte

Praxisnahe Geotechnik, feldgeprüft.

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Eine dreiachsige Belastungszelle mit geschliffenem Druckstempel und ölgefülltem Membransystem steht im Labor, bereit für die nächste Bodenprobe aus Karlsruhe. Der Triaxialversuch misst, was keine Rammsonde und keine Drucksonde leisten kann: die wirksamen Spannungen unter definierten Drainagebedingungen. Wir fahren konsolidierte und unkonsolidierte Serien – CU, CD und UU – exakt abgestimmt auf die Fragestellung des Geotechnikers. Die Proben stammen aus Baugruben in der Oststadt, aus dem Rheinhafen oder vom künftigen KIT-Neubau. Seiteneffekte durch Membranpenetration kompensieren wir druckgesteuert. In Karlsruhe begleiten wir damit Projekte, bei denen die Kohäsion c‘ und der Reibungswinkel φ‘ keine Schätzwerte bleiben dürfen, sondern gemessene Realität sein müssen.

Wir ermitteln c‘ und φ‘ so, dass der Baugrund nicht zur Unbekannten im statischen Nachweis wird.

Unsere Leistungsbereiche

Methodik und Umfang

Der Untergrund von Karlsruhe ist geprägt von quartären Lockersedimenten des Oberrheingrabens: sandige Kiese der Niederterrasse, wechselnd mit holozänen Auelehmen und stellenweise organischen Einschaltungen in Altarmen. Diese Heterogenität verlangt nach Versuchen, die Porenwasserdruckaufbau und effektive Spannungspfade sauber trennen. Genau hier setzt der SPT-Bohrung an, um die Lagerungsdichte vorab einzustufen, bevor wir die Triaxialzelle mit ungestörten Sonderproben bestücken. Karlsruhe liegt in der Erdbebenzone 1 nach DIN EN 1998-1/NA, mit geringer bis mäßiger Seismizität – trotzdem relevant für dynamische Lastfälle bei Tiefgründungen. Bei rolligen Böden mit geringem Feinkornanteil kombinieren wir die Triaxialversuche mit einer Korngrößenanalyse, weil der Ungleichförmigkeitsgrad Cu direkten Einfluss auf den dilatanten oder kontraktanten Verformungsmodus hat. Der Grundwasserflurabstand variiert in Karlsruhe stark: Im Hardtwald stehen die Pegel bei 3 bis 5 Metern, rheinwärts sinkt er auf unter 1,5 Meter – für CD-Versuche mit Sättigungsrückrechnung eine kritische Randbedingung.
Triaxialversuche in Karlsruhe – präzise Scherfestigkeit für Ihre Projekte
Technische Referenz — Karlsruhe

Örtliche Baugrundfaktoren

In Karlsruhe sehen wir häufig, dass bei Baugruben in den Rheinterrassen die undränierte Scherfestigkeit überschätzt wird – besonders dann, wenn nur Drucksondierungen vorliegen und der Porenwasserdruckaufbau feinkörniger Linsen unberücksichtigt bleibt. Ein UU-Triaxialversuch an ungestörter Probe deckt auf, ob eine plötzliche Belastung eine nennenswerte Undränierte Kohäsion mobilisiert oder ob die Probe bereits bei 2 % Axialdehnung in den kritischen Zustand abgleitet. Bei Aushubtiefen über 4 Metern in den Auelehmen des Rheinhafengebiets haben wir wiederholt c‘-Werte unter 3 kPa gemessen – Dimensionierungswerte, die ohne Laborversuch nicht auffallen, aber über die Standsicherheit der Verbauwand entscheiden. Auch für die Bemessung von Stützmauern an der Alb oder entlang der Südtangente liefern die Triaxialversuche die Eingangsgrößen für die effektive Spannungsanalyse. Ein Verzicht auf den Versuch bedeutet rechnerische Unsicherheit, die sich in überdimensionierten Konstruktionen oder – schlimmer – in unterschätzten Versagenswahrscheinlichkeiten niederschlägt.

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Videomaterial

Normativer Rahmen

DIN 18137-2:2011-04 – Baugrund, Versuche und Versuchsgeräte – Bestimmung der Scherfestigkeit (Triaxialversuch), DIN EN ISO 17892-8:2018-07 – Geotechnische Erkundung und Untersuchung – Laborversuche an Bodenproben – Unkonsolidierter undränierter Triaxialversuch, DIN EN 1997-2:2010-10 – Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik – Teil 2: Erkundung und Untersuchung des Baugrunds

Technische Parameter

ParameterTypischer Wert
VersuchsartenCD, CU, UU, Sonderprogramme mit K0-Konsolidation
Probendurchmesser50 mm, 70 mm, 100 mm (angepasst an Größtkorn)
Normative GrundlageDIN 18137-2, DIN EN ISO 17892-8
Seitendruckstufen50, 100, 200, 300, 400 kPa (projektspezifisch)
SättigungsverfahrenBack-Pressure-Sättigung mit Skempton-Parameter B ≥ 0,95
DatenaufzeichnungKraft, axiale Dehnung, Volumenänderung, Porendruck
BerichtsumfangSpannungs-Dehnungs-Diagramme, Spannungspfade, c‘-φ‘-Diagramm

Gängige Fragen

Wann ist ein Triaxialversuch in Karlsruhe einem einfachen Rahmenscherversuch überlegen?

Sobald Porenwasserdrücke kontrolliert werden müssen oder undränierte Bedingungen herrschen. In den Auelehmen und Rheinsanden Karlsruhes mit schwankendem Grundwasserstand liefert der Triaxialversuch die wirksamen Spannungen, die ein Rahmenschergerät nicht abbilden kann. Auch für Spannungspfadanalysen und die Bestimmung des kritischen Reibungswinkels ist die Triaxialzelle das einzige geeignete Werkzeug.

Welche Probengüte brauchen wir für einen Triaxialversuch?

Wir benötigen ungestörte Sonderproben der Güteklasse 1 nach DIN EN ISO 22475-1. Die Proben müssen in dünnwandigen Ausstechzylindern entnommen und sofort versiegelt werden. Bei rolligen Böden aus Karlsruher Baugruben ist eine Gefrierkernentnahme oft die einzige Methode, um das Korngefüge zu erhalten. Gestörte Proben führen zu verfälschten c‘- und φ‘-Werten.

Was kostet ein Triaxialversuch bei Ihnen?

Die Kosten für einen einzelnen Triaxialversuch liegen je nach Programm und Probendurchmesser zwischen 1.810 und 2.240 Euro netto. Eine Versuchsserie mit drei Seitendrücken für einen vollständigen Bruchkreis ist die Regel und entsprechend kalkuliert. Wir erstellen vorab ein verbindliches Angebot nach Probenbegutachtung.

Wie lange dauert ein CD-Triaxialversuch?

Die reine Scherphase bei 0,01 mm/min Vorschub dauert etwa 8 bis 12 Stunden pro Probe. Hinzu kommen 24 bis 48 Stunden für die Sättigung und Konsolidation. Die Ergebnisse liegen fünf Werktage nach Versuchsbeginn vor. UU-Versuche sind schneller, weil die Konsolidationsphase entfällt.

Können Sie auch zyklische Triaxialversuche für Erdbebenlasten durchführen?

Wir bieten zyklische Triaxialversuche als Sonderprogramm an, etwa zur Bestimmung der Verflüssigungsneigung von Rheinsanden nach DIN EN ISO 17892-8. Die Lastfrequenz und Amplitude stimmen wir mit dem seismischen Szenario für den Standort Karlsruhe ab. Dies ergänzt die Verflüssigung-Analyse mit Felddaten.

Standort und Servicegebiet

Wir betreuen Projekte in Karlsruhe und Umgebung.

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