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Felddurchlässigkeitsversuche (Lefranc/Lugeon) in Hagen – realitätsnahe kf-Werte für Baugrund und Wasserhaltung

Gemeinsam lösen wir die Herausforderungen von morgen.

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Die Geologie Hagens stellt Bauherren immer wieder vor hydrologische Überraschungen. Zwischen den Höhen des Sauerlands und dem flacheren Ruhrtal wechseln dichte Tonsteinbänke mit klüftigen Sandsteinhorizonten – die tatsächliche Wasserdurchlässigkeit schwankt auf kürzester Distanz erheblich. Laborwerte allein reichen hier selten aus, denn ein gewachsener Fels mit Trennflächen verhält sich fundamental anders als eine gestörte Probe im Permeameter. Der Felddurchlässigkeitsversuch nach Lefranc im Lockergestein oder nach Lugeon im Fels liefert den echten kf-Wert unter In-situ-Bedingungen. In Hagen mit seinen 26,1 km² Wasserfläche und zahlreichen Bächen, die tiefe Kerbtäler in die Mittelgebirgsschwelle geschnitten haben, ist das Wissen um die reale Sickerfähigkeit des Untergrunds die Grundlage jeder wirtschaftlichen Wasserhaltung. Bevor die Baugrube steht, muss die Frage geklärt sein, ob der Boden das Wasser aufnimmt oder ob es sich hinter Spundwänden aufstaut. Unser Team führt diese Versuche mit kalibrierten Messsystemen im Hagener Stadtgebiet durch, von Wehringhausen bis Hohenlimburg, und kombiniert sie bei Bedarf mit einer SPT-Bohrung zur parallelen Schichtansprache oder einem CPT-Versuch für die lückenlose Profilierung der Lagerungsdichte.

Ein Lugeon-Wert von 3 bedeutet nicht dreimal so viel Wasser wie 1 Lugeon – das logarithmische Verhalten klüftiger Gebirge verlangt ein gründliches Verständnis der Auswertealgorithmen.

Vorgehen und Leistungsumfang

Die Durchführung der Felddurchlässigkeitsversuche orientiert sich an den Empfehlungen des Arbeitsausschusses 'Versuchstechnik Fels' der DGGT sowie an DIN 18130 für die Auswertung der Absenkversuche. Im Lockergestein wird beim Lefranc-Verfahren eine offene Filterstrecke im Bohrloch mit konstantem oder fallendem Druck beaufschlagt; die resultierende Wassermenge pro Zeiteinheit ergibt den kf-Wert für die umgebende Bodenschicht. In den verwitterungsanfälligen Tonsteinen des Oberkarbons, die im Hagener Norden anstehen, ist dabei besondere Sorgfalt bei der Spülung der Bohrung erforderlich – eine verschlämmte Bohrlochwand verfälscht das Ergebnis stärker als jede Rechenungenauigkeit. Der Lugeon-Versuch im Fels arbeitet mit Druckstufen bis 10 bar und zeigt über die Wasseraufnahme pro Meter Prüfstrecke an, ob das Gebirge vorwiegend porös oder klüftig durchströmt wird. In Hagen mit seinen steilen Hanglagen oberhalb der Ruhr und der Volme liefert diese Unterscheidung die Basis für die Dimensionierung von Ankersystemen, die in geklüftetem Fels ein völlig anderes Tragverhalten zeigen als in homogenem Lockergestein. Für kombinierte Fragestellungen – etwa die Versickerungsfähigkeit und die Tragfähigkeit – ziehen wir ergänzend den Plattendruckversuch heran, der direkt auf Planumsebene die Verformungsmoduln liefert.
Felddurchlässigkeitsversuche (Lefranc/Lugeon) in Hagen – realitätsnahe kf-Werte für Baugrund und Wasserhaltung
Technisches Referenzbild — Hagen

Lokale Besonderheiten

Hagen zählt mit rund 189.000 Einwohnern zu den größten Städten Südwestfalens und weist eine ausgeprägte Topografie mit Höhenunterschieden von über 250 Metern zwischen Ruhrtal und den Höhenlagen des Ebbergs auf. In solchem Relief ist die Hangwasserströmung der dominierende Faktor für die Standsicherheit von Baugruben. Ein zu optimistisch angenommener kf-Wert aus Laborversuchen führt in der Praxis zu Wasserandrang, den die vorgesehene Pumpenleistung nicht bewältigt – die Folge sind aufgeweichte Böschungen, Erosionsrinnen und im schlimmsten Fall ein hydraulischer Grundbruch vor der Spundwand. Besonders tückisch sind die Übergangszonen zwischen quartären Talfüllungen und dem anstehenden Festgestein: während die sandig-kiesigen Schichten hohe Durchlässigkeiten zeigen, wirkt der darunter anstehende Tonstein oft als Wasserstauer, der das Grundwasser aufstaut und unerwartete Druckniveaus erzeugt. Nur ein vor Ort durchgeführter Felddurchlässigkeitsversuch löst diese Schichtgrenzen messtechnisch auf. In den Karstgebieten des Massenkalks, die im westlichen Hagener Stadtgebiet vereinzelt auftreten, sind zudem Wegsamkeiten durch verkarstete Klüfte möglich, die mit dem Lugeon-Versuch identifiziert werden müssen, bevor eine Injektion geplant wird.

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Technische Parameter

ParameterTypischer Wert
Verfahren LockergesteinLefranc (konstante / fallende Druckhöhe)
Verfahren FelsLugeon (5 Druckstufen à 10 min, P-Q-Diagramm)
Prüftiefe Standardbis 30 m unter GOK (größere Tiefen auf Anfrage)
Messbereich kf (Lefranc)10⁻² bis 10⁻⁷ m/s je nach Filterlänge
Druckstufen Lugeon0,5 – 2 – 5 – 10 – 5 – 2 – 0,5 bar (zyklisch)
AuswerteverfahrenHvorslev, USBR-Empfehlung, numerische Anpassung
Normative GrundlageDGGT-Empfehlung Nr. 9, DIN 18130, EN ISO 22282
BerichtsumfangDruck-Zeit-Diagramme, P-Q-Plot, kf-Tiefenprofil

Weitere Fachleistungen

01

Lefranc-Versuch im Bohrloch

Durchlässigkeitsbestimmung im Lockergestein mit variablen Filterstrecken und automatischer Druck- und Volumenstromaufzeichnung, auswertbar nach Hvorslev oder numerisch.

02

Lugeon-Test im Fels

Mehrstufiger WD-Test mit zyklischer Druckbeaufschlagung zur Unterscheidung von laminarer und turbulenter Strömung, inklusive P-Q-Diagramm und Klüftigkeitsinterpretation.

03

Packertests und Abschnittsmessungen

Doppelpacker-Systeme für die isolierte Prüfung einzelner Klufthorizonte oder Schichtfugen, besonders geeignet für Wechselfolgen von Tonstein und Sandstein.

04

Kombinierte Durchlässigkeits- und Pumpversuche

Großräumige Abschätzung des Gebirgsdurchlässigkeitsbeiwerts über institutionäre Pumpversuche mit Beobachtungspegeln für Wasserhaltungskonzepte.

Maßgebliche Normen

DGGT-Empfehlung Nr. 9 – Wasserdurchlässigkeitsversuche in Bohrungen, DIN 18130 – Bestimmung des Wasserdurchlässigkeitsbeiwerts (Feldversuche), EN ISO 22282 – Geotechnische Erkundung: Wasserdurchlässigkeitsversuche im Bohrloch

Häufig gestellte Fragen

Was kostet ein Felddurchlässigkeitsversuch in Hagen?

Die Kosten für einen Felddurchlässigkeitsversuch in Hagen liegen je nach Aufwand und Tiefe zwischen etwa €580 und €1000 pro Versuchsstrecke. Der Preis variiert mit der erforderlichen Bohrtechnik, der Anzahl der Druckstufen und dem Auswerteumfang.

Wann brauche ich einen Lefranc-Versuch und wann einen Lugeon-Test?

Der Lefranc-Versuch wird in Lockergesteinen wie Sanden, Kiesen oder Geschiebemergel eingesetzt, während der Lugeon-Test für Festgesteine mit Klüften und Trennflächen konzipiert ist. In Hagen mit seinen Wechsellagerungen aus quartären Talfüllungen und karbonischem Festgestein kommen oft beide Verfahren im selben Bohrloch zum Einsatz.

Wie lange dauert ein Durchlässigkeitsversuch vor Ort?

Ein einzelner Lefranc-Versuch mit Sättigungsphase und mehreren Druckstufen nimmt etwa 60 bis 90 Minuten in Anspruch. Der Lugeon-Test mit dem vollständigen Druckstufenzyklus dauert rund zwei Stunden pro Prüfintervall. Bei mehreren Horizonten in einer Bohrung summieren sich die Zeiten entsprechend, weshalb wir die Bohrkampagne vorab mit dem Bauzeitenplan abstimmen.

Standort und Servicegebiet

Wir betreuen Projekte in Hagen und Umgebung.

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