Die quartären Talfüllungen der Elbe in Dresden, bestehend aus Kiesen und Sanden mit eingelagerten Auelehmen, weisen eine hohe Variabilität der hydraulischen Durchlässigkeit auf, die in einem Bohrloch oft nur metergenau erfasst wird. Wer hier etwa im Stadtteil Pieschen oder im Hechtviertel ein Bauvorhaben plant, braucht mehr als einen laborbasierten Schätzwert, denn die tatsächliche Wasserwegigkeit im Korngefüge entscheidet über den Aufwand der Bauwasserhaltung und die Dimensionierung von Versickerungsanlagen. Der Felddurchlässigkeitsversuch mit dem Lefranc-Verfahren bei konstanter oder fallender Druckhöhe liefert diese Kennwerte direkt im Untergrund, ohne dass die Proben durch Transport und Umlagerung gestört werden. Bei anstehendem Festgestein, wie dem Plänerkalk unterhalb der Lockersedimente, kommt der Lugeon-Test zum Einsatz, der mit mehreren Druckstufen nicht nur die Gebirgsdurchlässigkeit, sondern auch das Verformungsverhalten der Trennflächen aufdeckt. Unsere Messtechnik ist darauf ausgelegt, auch in den oft beengten innerstädtischen Baugruben Dresdens präzise Daten zu erheben, die eine wirtschaftliche Bemessung von Grundwasserabsenkungen und Injektionskörpern erst möglich machen. Ergänzend zu diesen direkten Verfahren setzen wir bei Bedarf auf eine Korngrößenanalyse zur empirischen Abschätzung nach Beyer oder Hazen, wenn es die Heterogenität des anstehenden Materials erfordert.
Der kf-Wert aus dem Feldversuch ist der entscheidende Parameter für die Wasserhaltung: Eine Fehleinschätzung um eine Zehnerpotenz verdoppelt oder halbiert die erforderliche Pumpleistung.
Lokale Besonderheiten
Die hydrologische Situation in Dresden ist geprägt von einem stark schwankenden Elbpegel, der bei Hochwasserereignissen binnen Stunden mehrere Meter ansteigen und die Grundwasserströmung in den angrenzenden Quartären umkehren kann. Wer in solchen Lagen nur mit einem laborseitig geschätzten kf-Wert aus einer Sieblinie plant, riskiert, dass die tatsächliche Durchlässigkeit im eingespülten, locker gelagerten Zustand um ein Vielfaches höher liegt und die Baugrube bei einem plötzlichen Pegelanstieg vollläuft. Besonders tückisch sind die Wechsellagerungen von Sand und Auelehm, weil sich in den geringdurchlässigen Linsen ein Stauwasser aufbauen kann, das bei Aushubarbeiten unerwartet in die Grube drückt. Ein Feldversuch mit dem Lefranc-Verfahren direkt in der kritischen Tiefe schafft Klarheit über den tatsächlichen Wasserandrang und die Zeit, die für eine Absenkung zur Verfügung steht. Im Festgestein der Elbtalweitung wiederum ist die Wasserführung fast ausschließlich an das Kluftnetz gebunden, das durch die Elbtalrandstörung tektonisch geprägt wurde, sodass ein Lugeon-Test nicht nur die Durchlässigkeit misst, sondern auch die hydraulische Wirksamkeit der Trennflächen für spätere Injektionen bewertet.
Fragen und Antworten
Wann ist ein Feldversuch zur Durchlässigkeit in Dresden einem Laborversuch vorzuziehen?
Immer dann, wenn die natürliche Lagerungsdichte und das Korngefüge für die Wasserwegigkeit entscheidend sind. In den Dresdner Elbkiesen ist das Größtkorn oft zu grob für einen Laborpermeameter, und die Einbettung von Steinen und Blöcken im sandigen Bindemittel erzeugt eine sekundäre Porosität, die nur ein Feldversuch im ungestörten Verbund erfassen kann.
Was kostet ein Felddurchlässigkeitsversuch in Dresden?
Für eine einzelne Testtiefe nach Lefranc liegen die Kosten zwischen 610 und 1010 Euro, abhängig von der Bohrtiefe, dem erforderlichen Verrohrungsaufwand und der Anzahl der Druckstufen. Ein Lugeon-Test mit mehreren Stufen liegt aufgrund des höheren apparativen Aufwands am oberen Ende dieser Spanne.
Wie tief muss das Bohrloch für den Versuch in den Dresdner Kiesen sein?
Das hängt von der Lage der geplanten Baugrubensohle ab. In der Regel testen wir den Horizont, der später entspannt oder abgesenkt werden soll, also meist zwischen 3 und 8 Metern unter Gelände. Bei tieferen Tiefgaragen, wie sie im Dresdner Zentrum üblich sind, kann die Testtiefe auch 12 Meter betragen, um die unterlagernden, gespannten Grundwasserleiter zu erfassen.
Welche Druckstufen werden beim Lugeon-Test im Pläner gefahren?
Wir orientieren uns am Standard nach Houlsby mit fünf Druckstufen, beginnend bei einem niedrigen Druck von etwa 1 bar, gefolgt von einem mittleren und einem maximalen Druck, und fahren dann die Stufen in umgekehrter Reihenfolge zurück. Das erlaubt eine Aussage über die elastische oder plastische Aufweitung der Klüfte, was für die spätere Injektionstechnik in den Dresdner Hängen wesentlich ist.
