Ein Erweiterungsbau für die RWTH Aachen im Bereich des Westbahnhofs erforderte kürzlich einen Versorgungstunnel durch die typischen Aachener Schichten aus verwittertem Oberdevon und darüber liegenden quartären Lehmen. Die Herausforderung bestand darin, dass der Vortrieb unterhalb des Grundwasserspiegels in einer Zone mit sehr geringer Konsistenz erfolgen musste, was ohne eine detaillierte geotechnische Analyse für Tunnel in weichem Boden nicht machbar gewesen wäre. Bevor der Tunnelbohrer ansetzt, klären wir im Labor die genaue Zusammensetzung und das Verformungsverhalten mit Triaxialversuch und bestimmen die Restscherfestigkeit, denn in Aachen mit seinen über 250.000 Einwohnern und der dichten innerstädtischen Bebauung sind Setzungen an der Tagesoberfläche das entscheidende Risikokriterium. Unsere geotechnische Analyse für Tunnel in weichem Boden liefert das notwendige Kennwertpaket, damit die FEM-Modellierung des Vortriebs auf belastbaren Daten aufbaut.
In den heterogenen Lockergesteinen Aachens ist die geotechnische Analyse für Tunnel in weichem Boden das Fundament jeder realistischen Vortriebsprognose.
Arbeitsumfang in Aachen
Kritische Bodenfaktoren in Aachen
Die DIN 4124 regelt die Sicherung von Gräben und Baugruben, doch bei Tunnelvortrieben im Lockergestein greifen die ZTV-ING und die Empfehlungen des DGGT zu standsicheren Ortsbrustberechnungen. In Aachen ist das Risiko besonders akut, weil die pleistozänen Terrassensedimente oft gespanntes Grundwasser führen, das bei unzureichender Erkundung schlagartig in den Tunnel einbrechen kann. Eine unvollständige geotechnische Analyse für Tunnel in weichem Boden übersieht zudem dünne, eingelagerte Feinsandbänder, die unter Strömungsdruck fluidisieren und zu einem schlagartigen Stabilitätsverlust der Ortsbrust führen. Die Folge wären Tagesbrüche, die in der dicht bebauten Aachener Innenstadt Gebäude mit historischer Bausubstanz gefährden und zu Regressforderungen führen, die das Baubudget um ein Vielfaches übersteigen.
Unsere Leistungen
Unser Portfolio für die Aachener Tunnelprojekte deckt die gesamte Labor- und Feldpalette ab:
Klassifikation nach DIN 18196
Bestimmung von Korngrößenverteilung, Konsistenzgrenzen und organischen Anteilen für die präzise Bodenansprache.
Scherfestigkeitsversuche
Triaxialversuche (CU, CD) und Rahmenscherversuche zur Ermittlung von cu, φ' und c' für die Standsicherheitsanalyse.
Ödometerversuche
Bestimmung der Steifemoduln und des Konsolidierungsverhaltens für realistische Setzungsprognosen.
Durchlässigkeitsversuche
Labor- und Feldversuche zur Ermittlung des kf-Werts für die Grundwasserhaltung und Stützdruckberechnung.
Häufige Fragen
Warum ist eine spezielle geotechnische Analyse für Tunnel in weichem Boden in Aachen wichtiger als eine Standard-Baugrunderkundung?
Weil der Aachener Untergrund durch die Tektonik der Eifeler Störungszone extrem heterogen ist. Eine Standard-Erkundung liefert Punktinformationen, während unsere geotechnische Analyse für Tunnel in weichem Boden die räumliche Variabilität der Kennwerte erfasst und statistisch aufbereitet. Nur so lassen sich die charakteristischen Werte für die Bemessung nach EC7 zuverlässig ableiten und die Interaktion zwischen Vortrieb und Gebirge wirklichkeitsnah modellieren.
Welche Laborversuche sind für einen Tunnelvortrieb im Lockergestein zwingend erforderlich?
Das Mindestprogramm umfasst Klassifikationsversuche nach DIN 18196, Triaxialversuche zur Scherfestigkeit, Ödometerversuche zur Steifigkeit und Durchlässigkeitsversuche. Bei feinkörnigen Böden mit geringer Plastizität empfehlen wir zusätzlich die Bestimmung der Fließ- und Ausrollgrenze nach Atterberg, um das Verhalten beim Kontakt mit Wasser zu prognostizieren.
Mit welchen Kosten muss man für eine solche geotechnische Analyse rechnen?
Je nach Umfang der erforderlichen Feld- und Laborarbeiten bewegen sich die Kosten für eine belastbare geotechnische Analyse für Tunnel in weichem Boden in Aachen in einem Rahmen von €4.200 bis €15.030. Der genaue Preis hängt von der Anzahl der Aufschlüsse, der Tiefe des Tunnels und dem erforderlichen Versuchsprogramm ab.