Felddurchlässigkeitsversuch (Lefranc/Lugeon) in Oberhausen: kf-Werte vor Ort

In Oberhausen sehen wir immer wieder, dass die Baugrundverhältnisse auf kleinem Raum stark wechseln. Zwischen den Mergelschichten des Ruhrkarbons und den quartären Sanden und Kiesen der Emscher-Niederung kann die Wasserdurchlässigkeit innerhalb weniger Meter komplett anders ausfallen. Wenn dann noch eine Altlastenverdachtsfläche auf dem Gelände liegt, braucht es belastbare kf-Werte aus dem Feld. Unser Labor führt den Felddurchlässigkeitsversuch in Oberhausen mit der Lefranc-Methode im Lockergestein und dem Lugeon-Test im Fels durch. Bevor wir die Versuche ansetzen, schauen wir uns die Ergebnisse aus der Korngrößenanalyse an. Die Sieblinie und der Ungleichförmigkeitsgrad geben uns schon einen ersten Hinweis auf die zu erwartende Durchlässigkeit. Gerade in den grundwasserführenden Terrassenablagerungen zwischen Centro und Gasometer reichen Laborwerte allein aber nicht aus – da muss man vor Ort messen.

Im Feld messen wir, was im Labor nicht abbildbar ist: Klüftigkeit, Schichtung und den echten Fließweg des Wassers durch den Untergrund.

Unser Ansatz

Neulich hatten wir eine Baugrube in der Nähe der Mülheimer Straße, wo der Auftraggeber die Wasserhaltung dimensionieren musste. Der Boden sah auf den ersten Blick homogen aus – ein schluffiger Feinsand mit etwas Kies. Also haben wir im Bohrloch Lefranc-Versuche mit fallender Druckhöhe durchgeführt, in zwei Tiefenstufen. Die obere Schicht war mit kf ≈ 2×10⁻⁵ m/s noch gut beherrschbar, aber darunter lag ein stärker durchlässiger Kies, der beim ersten Test sofort leerlief. Hier haben wir dann mit konstanter Druckhöhe nachgemessen und kamen auf Werte um 8×10⁻⁴ m/s. Solche Sprünge sind in Oberhausen typisch – die quartäre Schichtenfolge ist ein echtes Wechselspiel. Für tiefere Gründungen, wo Fels ansteht, setzen wir den Lugeon-Versuch ein. In Kombination mit dem CPT-Versuch lässt sich dann nicht nur die Durchlässigkeit, sondern auch die Lagerungsdichte des Gebirges einschätzen. Und wenn es um die Standsicherheit einer tiefen Baugrube geht, fließen die Durchlässigkeitswerte direkt in die Bemessung der Böschungsstabilität ein.

Standortspezifische Faktoren

Zwischen Sterkrade und Alstaden hat man unter der Geländeoberkante komplett andere geotechnische Risiken. In Sterkrade treffen wir oft auf gering durchlässige Mergel und Tonsteine des Karbon – da dominiert die Frage der Restwasserhaltung nach dem Aushub. In Alstaden dagegen liegen die quartären Terrassenkiese teils direkt unter dünnen Auffüllungen, und der Grundwasserleiter reagiert sofort auf jede Druckänderung. Wer hier den Felddurchlässigkeitsversuch weglässt oder nur mit Erfahrungswerten arbeitet, riskiert eine völlig unterdimensionierte Wasserhaltung. Bei Lugeon-Tests im klüftigen Karbon sehen wir zudem häufig, dass die Durchlässigkeit mit der Druckstufe zunimmt – ein Hinweis auf aufweitbare Klüfte. Das muss in der Bemessung berücksichtigt werden, sonst läuft die Baugrube bei höherem Wasserandrang voll.

Typische Werte

Parameter	Typischer Wert
Verfahren Lockergestein	Lefranc – fallende oder konstante Druckhöhe
Verfahren Fels	Lugeon (5 Druckstufen nach Houlsby)
Messbereich kf	1×10⁻³ bis 1×10⁻⁸ m/s
Bohrdurchmesser	100–200 mm (abhängig von Tiefe und Bodenart)
Normative Grundlage	DIN EN ISO 22282-2 (Lockergestein), DIN EN ISO 22282-3 (Fels)
Wasseraufbereitung	Absetzbecken oder Filterung bei Einleitung in Kanal
Protokollierung	Digital mit Drucksensor oder konventionell mit Lichtlot
Typische Tiefenstufen	1–3 Testintervalle pro Bohrung, je nach Schichtwechsel

Weitere Fachleistungen

Lefranc-Bohrlochversuch

Durchlässigkeitsmessung im Lockergestein mit fallender oder konstanter Druckhöhe. Wir setzen den Test direkt in der Sondierbohrung an und werten die Absenkkurve vor Ort aus.

Lugeon-Wasserabpressversuch

Fünffacher Druckstufenversuch im Fels zur Bestimmung der Gebirgsdurchlässigkeit. Jede Stufe wird zehn Minuten konstant gefahren. Die Auswertung nach Houlsby zeigt, ob laminare oder turbulente Strömung vorliegt.

Kombinierte Programme

Bei heterogenem Baugrund kombinieren wir Lefranc und Lugeon in derselben Bohrung. Dazu dokumentieren wir den Schichtaufbau und stimmen die Testintervalle mit dem Bodengutachter ab.

Normativer Rahmen

DIN EN ISO 22282-1:2012 – Geotechnische Erkundung und Untersuchung – Geohydraulische Versuche – Allgemeines, DIN EN ISO 22282-2:2012 – Geohydraulische Versuche – Bohrlochversuche im Lockergestein (Lefranc), DIN EN ISO 22282-3:2012 – Geohydraulische Versuche – Wasserabpressversuche in Fels (Lugeon), DIN 4020 – Geotechnische Untersuchungen für bautechnische Zwecke, DWA-A 138 – Planung, Bau und Betrieb von Anlagen zur Versickerung von Niederschlagswasser

Häufige Fragen

Wann brauche ich einen Felddurchlässigkeitsversuch in Oberhausen?

Immer dann, wenn der Bodenwasseraustausch für das Bauvorhaben relevant ist: bei der Dimensionierung von Grundwasserabsenkungen, der Planung von Versickerungsanlagen oder der Beurteilung von Abdichtungsmaßnahmen. In Oberhausen mit seinen quartären Terrassenkiesen und den gering durchlässigen Karbon-Tonen der Emscher-Mulde reichen Laborwerte oft nicht aus – die natürliche Lagerung und Klüftigkeit verfälschen den kf-Wert im Labor zu stark.

Was kostet ein Lefranc- oder Lugeon-Versuch in Oberhausen?

Für einen einzelnen Lefranc-Versuch in einer bestehenden Bohrung müssen Sie mit Kosten zwischen €540 und €840 rechnen, abhängig von Tiefe und Anzahl der Testintervalle. Lugeon-Versuche liegen durch den höheren gerätetechnischen Aufwand im oberen Bereich. Am wirtschaftlichsten ist es, die Versuche direkt in die laufenden Sondierbohrungen zu integrieren.

Welche Norm ist für den Felddurchlässigkeitsversuch maßgebend?

In Deutschland gilt die Normenreihe DIN EN ISO 22282. Teil 2 behandelt Bohrlochversuche im Lockergestein – das ist der klassische Lefranc-Versuch mit offener oder geschlossener Messstrecke. Teil 3 regelt den Wasserabpressversuch im Fels, bekannt als Lugeon-Test. Wir dokumentieren jeden Versuch so, dass er einer Prüfung nach diesen Normen standhält.

Wie viele Versuche brauche ich für eine Baugrube in Oberhausen?

Das hängt von der Baugrubengröße und den Untergrundverhältnissen ab. Bei homogenen Böden reichen oft zwei bis drei Versuche. In Oberhausen mit seinen unregelmäßigen quartären Ablagerungen über dem Karbon empfehlen wir mindestens einen Versuch pro erkannter Schichteinheit. Bei Lugeon-Tests im Fels legen wir die Intervalle so, dass jede wasserführende Kluftzone erfasst wird – das können 3 bis 5 Teststrecken pro Bohrung sein.