GEOTECHNIK
Wuppertal, Germany
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Felddurchlässigkeitsversuch in Wuppertal: Lefranc- und Lugeon-Tests für präzise Baugrundkennwerte

Bauvorhaben in Wuppertal scheitern nicht am Gefälle, sondern an unterschätzten Wasserdrücken im Untergrund. Die hangparallelen Schichtwässer in den verwitterten Tonschiefern der Remscheid-Altena-Formation erzeugen Auftriebskräfte, die eine Tiefgaragenwanne ohne belastbare Durchlässigkeitskennwerte schnell an ihre Grenzen bringen. Ein pauschaler kf-Wert aus der Literatur reicht hier nicht – die Klüftigkeit des devonischen Grundgebirges variiert auf kürzester Distanz, und genau das erfordert den Felddurchlässigkeitsversuch vor Ort. Wir führen Lefranc-Versuche im Lockergestein und Lugeon-Tests im Fels durch, um den tatsächlichen Durchlässigkeitsbeiwert für die Bemessung von Dränagen, Injektionsschirmen oder Versickerungsanlagen zu liefern. In Kombination mit einer SPT-Bohrung zur Bodenansprache entsteht ein vollständiges hydraulisches Bild des Baugrunds.

Die Durchlässigkeit des Wuppertaler Baugrunds lässt sich nicht aus der Bodenansprache ableiten – sie muss in situ gemessen werden, denn ein offenes Kluftsystem verändert das hydraulische Regime grundlegend.

Vorgehen und Leistungsumfang

Die devonischen Tonschieferformationen, die Wuppertal unterlagern, zeigen ein Durchlässigkeitsverhalten, das von der Kluftöffnungsweite und dem Verwitterungsgrad gesteuert wird. In den oberen 3 bis 5 Metern liefern wir mit dem Lefranc-Versuch kf-Werte zwischen 1×10⁻⁵ und 5×10⁻⁷ m/s im Hanglehm; darunter springt der Lugeon-Wert im anstehenden Fels oft um zwei Zehnerpotenzen, je nachdem ob ein offenes Kluftsystem angefahren wurde. Diese Zweiteilung des Untergrunds ist typisch für das Bergische Land und verlangt eine versuchstechnische Abgrenzung: Lockergestein und Fels müssen getrennt beprobt werden. Der Felddurchlässigkeitsversuch ist daher kein einzelner Messpunkt, sondern ein hydraulisches Profil entlang der Bohrung, das wir mit Drucksensoren und automatischer Datenerfassung aufzeichnen. Die Auswertung erfolgt stationär nach Hvorslev und transient nach Cooper-Bredehoeft-Papadopulos für geringdurchlässige Horizonte.
Felddurchlässigkeitsversuch in Wuppertal: Lefranc- und Lugeon-Tests für präzise Baugrundkennwerte

Standortspezifische Faktoren

Wuppertal verzeichnet im langjährigen Mittel über 1.100 mm Niederschlag – die Stadt liegt im Lee des Bergischen Höhenzugs, wo sich Stauwetterlagen intensivieren. Diese klimatische Randbedingung macht den Felddurchlässigkeitsversuch zum kritischen Planungselement: Ein zu optimistisch angesetzter kf-Wert führt bei Starkregen zur Überlastung der Versickerungsanlage und rückstauendem Wasser in der Baugrube. Umgekehrt unterschätzen zu konservative Laborwerte aus gestörten Proben die tatsächliche Klüftigkeit des Felses, sodass Injektionsmengen unnötig hoch kalkuliert werden. Wir sehen regelmäßig, dass in Hanglagen der Lugeon-Test Werte über 50 l/min/m bei 5 bar liefert – ein Szenario, das ohne Feldversuch im Planungsstadium unsichtbar bleibt. Die Kombination aus Lefranc im Verwitterungshorizont und Lugeon im Festgestein bildet die hydraulische Realität des Standorts ab und schützt vor unwirtschaftlichen Sicherheitszuschlägen.

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Referenznormen

DIN EN ISO 22282 – Geotechnische Erkundung und Untersuchung: Felduntersuchungen – Wasserdruckversuche, DWA-A 138 – Planung, Bau und Betrieb von Anlagen zur Versickerung von Niederschlagswasser, DIN 4020 – Geotechnische Untersuchungen für bautechnische Zwecke

Verwandte Dienstleistungen

01

Lefranc-Versuch (Lockergestein)

Ermittlung des kf-Werts in Bohrungen mit konstanter oder variabler Druckhöhe. Anwendung in quartären Auelehmen und Hanglehmen der Wupperterrassen. Auswertung nach Hvorslev für zylindrische Filterstrecken.

02

Lugeon-Test (Fels)

Wasserdruckversuch mit Packer in 5 Druckstufen zur Bestimmung der Felsdurchlässigkeit in den devonischen Schiefern und Grauwacken. Relevanter Kennwert für Injektionsmaßnahmen vor Tunnelanschlägen oder Gründungen im Hang.

03

Open-End-Test

Durchlässigkeitsversuch am offenen Bohrloch bei verrohrter Bohrgarnitur. Geeignet für heterogene Schichtwechsel zwischen Verwitterungslehm und Felszersatz, wie sie in Wuppertal hangaufwärts typisch auftreten.

04

Versickerungsversuch (Feldinfiltrometrie)

Bestimmung der Infiltrationsrate in oberflächennahen Schichten für die Bemessung von Mulden- und Rigolenversickerung gemäß DWA-A 138. Ausführung mit Doppelring-Infiltrometer oder Guelph-Permeameter.

Typische Parameter

ParameterTypischer Wert
VersuchsartLefranc (Lockergestein), Lugeon (Fels), Open-End, Infiltrometer
Normative GrundlageDIN EN ISO 22282, DWA-A 138
Messbereich kf1×10⁻³ bis 1×10⁻⁹ m/s
Bohrdurchmesser86 mm bis 146 mm (gestängetragend oder verrohrt)
Packer-System LugeonEinfach- und Doppelpacker, pneumatisch abgedichtet
Druckstufen Lugeon5 Stufen (0.5 – 2.0 – 5.0 – 2.0 – 0.5 bar)

Häufig gestellte Fragen

Wann ist in Wuppertal ein Lugeon-Test statt eines Lefranc-Versuchs erforderlich?

Sobald die Bohrung das devonische Festgestein erreicht – in Wuppertal typischerweise ab 3 bis 6 Metern Tiefe – wechseln wir auf den Lugeon-Test. Der Lefranc-Versuch arbeitet mit offener Filterstrecke im Lockergestein; im klüftigen Fels benötigt man einen Packer, um definierte Intervalle abzudichten und die Durchlässigkeit gezielt pro Kluftzone zu bestimmen.

Welche Kosten entstehen für einen Felddurchlässigkeitsversuch in Wuppertal?

Die Kosten für einen Felddurchlässigkeitsversuch liegen in Wuppertal zwischen €510 und €850 pro Versuchsintervall, abhängig von der Tiefenlage, dem erforderlichen Packersystem und ob der Versuch in eine laufende Bohrkampagne integriert werden kann.

Kann der kf-Wert aus der Korngrößenverteilung den Feldversuch ersetzen?

Nein. Die empirischen Formeln nach Hazen oder Beyer gelten nur für gleichförmige Sande und liefern in den heterogenen Verwitterungsböden und geklüfteten Schiefern Wuppertals keine belastbaren Werte. Der Feldversuch erfasst das tatsächliche Poren- und Kluftsystem, das im gestörten Probenmaterial der Laboranalyse nicht abgebildet wird.

Benötige ich den Felddurchlässigkeitsversuch auch für eine Versickerungsanlage im Gartenbereich?

Ja, für die wasserrechtliche Genehmigung einer Versickerungsanlage ist der in situ gemessene kf-Wert nach DWA-A 138 vorzulegen. Bei oberflächennahen Anlagen bis 2 Meter Tiefe setzen wir das Doppelring-Infiltrometer ein, das den Versuch ohne Bohrgerät direkt an der Geländeoberfläche ermöglicht.

Standort und Servicegebiet

Wir betreuen Projekte in Wuppertal und Umgebung.

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