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Felddurchlässigkeitsversuch (Lefranc/Lugeon) in Marburg – kf-Wert präzise vor Ort bestimmen

Gemeinsam lösen wir die Herausforderungen von morgen.

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Der Untergrund im Marburger Raum wird vom Buntsandstein des Marburger Rückens und den tertiären Tonen und Sanden des Amöneburger Beckens geprägt, überlagert von Lösslehm und quartären Talfüllungen der Lahn. Gerade die heterogene Wechsellagerung aus geklüftetem Festgestein und verwitterten Deckschichten verlangt nach einer Durchlässigkeitsbestimmung, die nicht an einer gestörten Kleinprobe im Labor hängenbleibt. Der Korngrössenanalyse lässt sich die Kornverteilung entnehmen, aber erst der Felddurchlässigkeitsversuch nach Lefranc oder Lugeon liefert den maßgebenden kf-Wert unter den tatsächlichen Einbau- und Spannungsbedingungen. In Marburg setzen wir diese Versuche vor allem dann ein, wenn es um die Dimensionierung von Versickerungsanlagen in den Lahnauen, die Beurteilung von Baugrubenwasserandrang im Hangschutt oder die Abdichtungskontrolle im geklüfteten Sandstein geht. Unser Team arbeitet dabei nach den Vorgaben des Eurocode 7 (EN 1997-2) und der DIN 18130, ergänzt durch die Empfehlungen des DWA-Arbeitsblatts A 138 für Versickerung. Die Geräte werden vor jedem Einsatz kalibriert, die Absenk- und Wiederanstiegsdaten mit Präzisionsloggern aufgezeichnet, sodass die Auswertung reproduzierbar und belastbar ist – ohne den Interpretationsspielraum, den Laborversuche an nicht repräsentativen Proben oft mit sich bringen.

Der Felddurchlässigkeitsversuch misst den kf-Wert dort, wo er zählt – in situ, unter den Spannungen und der Schichtung, die in Marburgs Buntsandstein und Lahnschottern den Wasserweg bestimmen.

Methodik und Umfang

Die Versuchsapparatur, die wir in Marburg einsetzen, besteht aus einer doppelten Packerkonstruktion mit elektrischem Druckaufnehmer und automatischer Konstantdrucksteuerung. Beim Lefranc-Versuch – typisch für Lockergestein und verwitterten Fels – wird die Teststrecke im Bohrloch zwischen einer Fußpackung und dem gewachsenen Boden abgedichtet, während eine definierte Wassermenge eingeleitet und der stationäre Zufluss gemessen wird. Der Lugeon-Versuch arbeitet mit höheren Drücken und mehreren Druckstufen; er eignet sich besonders für den geklüfteten Sandstein des Mittleren Buntsandsteins, der im Marburger Westen ansteht. Hier zeigt die Lugeon-Einheit (1 Lugeon ≈ 1 l/min pro Meter Prüfstrecke bei 1 MPa Überdruck) nicht nur die Durchlässigkeit, sondern auch das Verformungsverhalten der Klüfte unter Druck – ein Parameter, der für Injektionskonzepte im Vorfeld von Tunnel- oder Trogbaumaßnahmen im Lahntal entscheidend ist. Die Messwerte werden vor Ort mit einer eigens entwickelten Auswertesoftware gesichtet und mit den Ergebnissen aus CPT-Versuch und Sondierbohrungen abgeglichen, um die Schichtenansprache geotechnisch abzusichern und Fehlinterpretationen durch Spülung oder Verstopfung der Filterstrecke auszuschließen.
Felddurchlässigkeitsversuch (Lefranc/Lugeon) in Marburg – kf-Wert präzise vor Ort bestimmen
Technisches Referenzbild — Marburg

Lokale Besonderheiten

Marburgs Geländesprung vom Marburger Rücken (rund 380 m ü. NHN) hinab zur Lahnaue auf etwa 180 m erzeugt steile hydraulische Gradienten, die den Wasserandrang in Baugruben und Hanganschnitten innerhalb weniger Meter drastisch ansteigen lassen können. Wird der kf-Wert nur aus Laborversuchen an gestörten Proben abgeleitet, unterschätzt man die klüftbedingte Durchlässigkeit des Sandsteins häufig um den Faktor 10 bis 100. Ein zu gering bemessenes Drainagesystem oder eine unterdimensionierte Wasserhaltung führt dann zu Erosion im Baugrubenbereich, Auftriebsproblemen bei der Sohlplatte und im schlimmsten Fall zu einem hydraulischen Grundbruch in den Lahnauen. Der Felddurchlässigkeitsversuch schafft hier Klarheit, weil er den wirksamen Porenraum in situ erfasst und Unsicherheiten durch Skaleneffekte eliminiert. Bei geplanten Versickerungsanlagen ohne wasserrechtliche Erlaubnis nach WHG kann ein nicht belastbarer kf-Wert zudem das gesamte Genehmigungsverfahren gefährden – ein Risiko, das sich mit einem normkonformen Lugeon- oder Lefranc-Versuch von vornherein ausschließen lässt.

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Typische Werte

ParameterTypischer Wert
VersuchstypenLefranc (konstante / fallende Druckhöhe) und Lugeon (Mehrstufen-Druckversuch)
BodenartLockergestein, verwitterter Fels, klüftiger Sandstein, Lahnkiese
Prüftiefe2 m bis 60 m unter GOK, abhängig von Bohrtechnik und Packerplatzierung
Messbereich kf10⁻³ m/s (stark durchlässig) bis 10⁻⁸ m/s (sehr gering durchlässig)
Normative GrundlageDIN 18130, EN 1997-2, DWA-A 138
DatenaufzeichnungDrucksensor mit 0,1 % F.S., Logger mit 1-Sekunden-Intervall, Echtzeit-Darstellung
Dauer pro Prüfstufe15–30 Minuten stationärer Zustand, Lugeon-Zyklus ca. 2 Stunden

Ergänzende Leistungen

01

Lefranc-Versuch im Lockergestein

Einsatz in Lahnschottern, Lösslehm und verwittertem Fels. Bestimmung des kf-Werts mit konstanter oder fallender Druckhöhe, inklusive Vor- und Nachspülung der Filterstrecke sowie automatischer Dichtekontrolle.

02

Lugeon-Versuch im klüftigen Fels

Mehrstufen-Druckversuch mit fünf Druckstufen (auf- und absteigend) im geklüfteten Buntsandstein. Auswertung des Lugeon-Werts und der Kluftverformung (Dilatation, Erosion, Kolmation) für Injektionsplanung und Abdichtungsnachweis.

03

Kombinierte Durchlässigkeitsuntersuchungen

Kopplung des Feldversuchs mit In-situ-Durchlässigkeit-Messungen in tieferen Horizonten und Triaxialversuch an ungestörten Sonderproben zur Bestimmung der gesättigten und ungesättigten Leitfähigkeit.

Referenznormen

DIN 18130-1 – Bestimmung des Wasserdurchlässigkeitsbeiwerts, Eurocode 7 (EN 1997-2) – Geotechnische Erkundung und Untersuchung: Feldversuche, DWA-A 138 – Planung, Bau und Betrieb von Anlagen zur Versickerung von Niederschlagswasser

Häufige Fragen

Was kostet ein Felddurchlässigkeitsversuch in Marburg?

Die Kosten für einen Lefranc- oder Lugeon-Versuch in Marburg liegen je nach Bohrtiefe, Anzahl der Prüfstrecken und erforderlichem Bohrverfahren zwischen €620 und €980 pro Versuchsstrecke. Darin enthalten sind die Gerätevorhaltung, das Packersystem, die digitale Messwerterfassung und die gutachterliche Auswertung. Ein verbindliches Angebot erhalten Sie nach Sichtung der Baugrundvorerkundung.

Wann wird der Lugeon-Versuch dem Lefranc-Versuch vorgezogen?

Der Lugeon-Versuch kommt zum Einsatz, sobald der Untergrund aus klüftigem Festgestein besteht – in Marburg typisch für den Mittleren Buntsandstein. Er arbeitet mit mehreren Druckstufen und zeigt nicht nur die Durchlässigkeit, sondern auch das Kluftverhalten unter Druck. Der Lefranc-Versuch eignet sich dagegen für Lockergestein und stark verwitterte Zonen, wo geringere Drücke und einfachere Randbedingungen ausreichen.

Welche Normen sind für den Felddurchlässigkeitsversuch maßgebend?

Die Durchführung richtet sich nach DIN 18130-1, während die Einbindung in den geotechnischen Bericht über Eurocode 7 (EN 1997-2) geregelt ist. Für Versickerungsprojekte ist zudem das DWA-Arbeitsblatt A 138 verbindlich, das konkrete Anforderungen an die Ermittlung des kf-Werts stellt.

Wie lange vor Baubeginn sollte der Versuch durchgeführt werden?

Idealerweise erfolgt der Felddurchlässigkeitsversuch im Rahmen der Hauptuntersuchung, also mindestens sechs bis acht Wochen vor Ausschreibung der Wasserhaltung oder Versickerungsanlage. Die Bohrlochstabilität im Marburger Lösslehm kann bei längerem Offenstand abnehmen, daher terminieren wir die Messungen möglichst unmittelbar nach dem Bohrvorgang.

Standort und Servicegebiet

Wir betreuen Projekte in Marburg und Umgebung.

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