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Geotechnische Analyse für Tunnel in weichem Boden in Herford

Gemeinsam lösen wir die Herausforderungen von morgen.

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Herford liegt in der Ravensberger Mulde, einem Becken mit bis zu 30 Metern mächtigen quartären Lockergesteinen über Ton- und Schluffsteinen des Jura. Wer hier einen Tunnel vortreiben will, hat es selten mit standfestem Fels zu tun. Die Korngrößenanalyse zeigt fast immer hohe Schluff- und Tonanteile, dazu wechselnde Grundwasserstände auf 52 m ü. NHN. Der Triaxialversuch liefert dann die effektiven Scherparameter, die für die Ortsbruststabilität entscheidend sind. Ohne diese Kennwerte ist jede Vortriebsprognose reine Spekulation – und das kann sich in Herfords inhomogenem Baugrund niemand leisten.

Die Standsicherheit eines Tunnels in weichem Boden entscheidet sich nicht an der Oberfläche, sondern in den ersten drei Metern vor der Ortsbrust.

Vorgehen und Leistungsumfang

In Herford sehen wir bei Tunnelprojekten regelmäßig, dass die Übergänge zwischen Geschiebemergel und Beckenschluffen auf kürzester Distanz wechseln. Ein homogener Baugrund ist hier die Ausnahme. Deshalb setzen wir vor jeder Analyse auf eine enge Erkundung mit Schürfgruben und ergänzenden Sondierungen, um die Schichtgrenzen metergenau zu erfassen. Die Konsistenzzahl Ic aus den Atterberg-Grenzen gibt Aufschluss, ob der Ton steif, weich oder breiig reagiert – eine zentrale Größe für die Wahl der Stützdruckberechnung. Kombiniert mit dem CPT-Versuch erhalten wir ein lückenloses Profil der Undrainierten Scherfestigkeit, ohne die Probe zu stören. Diese Datenkette erlaubt eine realistische Abschätzung der erforderlichen Brustankerdichten und der zulässigen Abschlagslängen, bevor der erste Meter ausgebrochen wird.
Geotechnische Analyse für Tunnel in weichem Boden in Herford
Technisches Referenzbild — Herford

Standortspezifische Faktoren

Die quartären Ablagerungen im Herforder Stadtgebiet, insbesondere entlang der Werre, sind als normalkonsolidierte, wassergesättigte Tone anzusprechen. Bei unzureichender Stützung der Ortsbrust tritt hier nicht einfach ein lokaler Ausbruch auf, sondern ein progressives Fließen, das sich innerhalb von Minuten zur Bruchkörperausdehnung über die gesamte Tunnelfirste entwickeln kann. Der Porenwasserüberdruck baut sich langsam ab, die effektiven Spannungen kollabieren. Nach DIN 1054:2021 ist in solchen Fällen die Beobachtungsmethode nach Eurocode 7 (EN 1997-1:2004) zwingend mit einem messtechnischen Überwachungsprogramm zu koppeln. Die Verformungsprognose muss die Kriechneigung des Herforder Beckenschluffs explizit berücksichtigen, sonst unterschätzt man die Langzeitsetzungen über der Tunnelfirste systematisch. Ein plötzlicher Wassereinbruch aus einer Sandlinse ist in diesem Schichtaufbau ebenfalls nie auszuschließen.

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Referenzparameter

ParameterTypischer Wert
Undränierte Scherfestigkeit cu15 – 60 kPa (je nach Konsistenz)
Effektiver Reibungswinkel φ'22° – 28° (weicher Schluff/Ton)
Steifemodul Es (Erstbelastung)2 – 8 MN/m²
Durchlässigkeitsbeiwert kf1×10⁻⁸ bis 1×10⁻⁶ m/s
Konsistenzzahl Ic0.50 – 0.75 (weich-steif)
Wichte γ/γ' unter Auftrieb19 / 9 kN/m³
Setzungsprognose 10 m Überschüttung≤ 5 cm über 50 Jahre

Verwandte Dienstleistungen

01

Laborversuche nach DIN EN ISO 17892

Triaxialversuche (CU, CD, UU), Kompressionsversuche und Bestimmung der Atterberg-Grenzen zur Ermittlung der Konsistenz und Scherfestigkeit des anstehenden Beckenschluffs.

02

Feld- und Rammsondierungen

Schwere Rammsondierung DPH und Drucksondierung CPTu entlang der Trasse, um Tragfähigkeit und Schichtwechsel im Lockergestein zu kartieren.

03

3D-Standsicherheitsberechnungen

Finite-Elemente-Modellierung der Ortsbrust mit PLAXIS 3D zur Prognose von Verformungen und erforderlichen Stützdrücken bei geringer Überdeckung.

04

Hydrogeologische Begleitung

Einrichtung von Grundwassermessstellen, Pumpversuche und Analyse der Porenwasserdruckverteilung zur Absicherung gegen hydraulischen Grundbruch im Vortrieb.

Maßgebliche Normen

DIN 1054:2021 – Baugrund; Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau, DIN EN ISO 17892 – Geotechnische Erkundung und Untersuchung (Laborversuche), DIN 18196 – Bodenklassifikation für bautechnische Zwecke, Eurocode 7 (EN 1997-1:2004) – Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik, DIN 18312 – VOB Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen, Teil C: Untertagebauarbeiten

Häufig gestellte Fragen

Welche Kosten entstehen für ein geotechnisches Tunnelgutachten in Herford?

Der Aufwand richtet sich nach der Tunnellänge und der nötigen Anzahl an Aufschlüssen. Für ein Vorprojekt mit Laborversuchen, Feldaufschlüssen und numerischer Berechnung bewegen wir uns typisch zwischen €4.310 und €14.970. Eine präzise Kalkulation erhalten Sie nach Einsicht in die Trassenpläne.

Warum ist der «weiche Boden» in Herford so kritisch für den Tunnelbau?

Der quartäre Beckenschluff neigt unter Auflast zu großen Konsolidierungssetzungen und zeigt eine ausgeprägte Kriechneigung. Bei Wasserzutritt fällt die undränierte Scherfestigkeit rasch ab. Ohne detaillierte Analyse der Konsistenz und des Porenwasserdrucks ist die Ortsbrust kaum zu beherrschen.

Wie lange dauert eine vollständige geotechnische Analyse für einen Tunnelvortrieb?

Feldarbeit und Laborprogramm beanspruchen etwa vier bis sechs Wochen. Die numerische Modellierung und der Bericht mit Standsicherheitsnachweisen folgen innerhalb von zwei weiteren Wochen, sofern alle Kennwerte vorliegen.

Standort und Servicegebiet

Wir betreuen Projekte in Herford und Umgebung.

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