Ein U-Bahn-Tunnel nahe der Zeil, geplant in einer Tiefe von 18 Metern unter Auffüllungen und tonigem Schluff – so sieht ein typischer Frankfurter Auftrag aus. Die innerstädtische Geologie mit ihren mächtigen Lockergesteinsdecken über dem Frankfurter Horst verlangt eine Tunnelanalyse, die Setzungsprognosen und Ortsbruststabilität von Anfang an verbindet. Die Korngrößenanalyse liefert die granulometrische Basis, während der Plattendruckversuch die Steifigkeit der Deckschichten in situ erfasst. Beide Kennwerte fließen direkt in die numerische Modellierung des Vortriebs ein.
Die Frankfurter Innenstadtgeologie verlangt eine kombinierte Betrachtung von Auffüllungsmächtigkeit und Tonsteifigkeit – sonst bleibt die Ortsbrust ein unkalkulierbares Risiko.
Methodik und Umfang
Lokaler geotechnischer Kontext
Frankfurt am Main zählt 760.000 Einwohner, der U-Bahn-Takt liegt unter drei Minuten. Ein unkontrollierter Setzungsbetrag von wenigen Zentimetern über dem Tunnel kann Gleislagen verschieben und den Betrieb lahmlegen. In den Auffüllungen entlang des Mains finden sich oft alte Fundamentreste und Holzbohlen, die beim Vortrieb unvorhersehbare Hohlräume freigeben. Ohne belastbare Kennwerte aus dem CPT-Versuch fehlt die Tiefenauflösung, um solche Inhomogenitäten rechtzeitig zu erkennen. Die Konsequenz: Nachbrüche an der Ortsbrust, ungeplante Injektionen, Verzögerungen im Bauablauf. Der Frankfurter Ton neigt bei Wasserzutritt zudem zum Aufweichen, was die Standzeit temporärer Sicherungsmittel drastisch verkürzt.
Geltende Normen
DIN EN 1997-1:2014-03 (Eurocode 7, Entwurf, Berechnung und Bemessung), DIN 18123:2011-04 (Bestimmung der Korngrößenverteilung), DIN EN ISO 22475-1:2007-01 (Geotechnische Erkundung und Untersuchung – Probenentnahme), DIN 18137-2:2020-11 (Bestimmung der Scherfestigkeit – Triaxialversuch), DIN 4094-1:2002-05 (Baugrund – Felduntersuchungen – Drucksondierungen)
Weitere Fachleistungen
In-situ-Drucksondierung mit CPTu
Elektrische Spitzendrucksonde mit Porenwasserdruckaufnehmer für die weichen Schichten im Frankfurter Stadtgebiet. Die Messung liefert ein lückenloses Tiefenprofil von Spitzendruck, Mantelreibung und Porenwasserdruck – entscheidend für die Klassifikation der Lockergesteinsabfolge unter dem Grundwasserspiegel.
Laborprogramm zur Tunnelbemessung
Triaxialversuche unter konsolidierten, undrainierten Bedingungen an Frankfurter Tonproben, ergänzt durch Einaxiale Druckversuche und Residuums-Scherversuche. Das Programm deckt die gesamte Spannweite von der Erstbelastung bis zur Entlastungsscherung beim Tunnelausbruch ab.
Typische Parameter
Fragen und Antworten
Was kostet eine geotechnische Tunnelanalyse in Frankfurt?
Das Honorar liegt typischerweise zwischen €3.730 und €13.360, abhängig vom Erkundungsumfang, der Anzahl der Laborversuche und der Komplexität des FE-Modells. Ein Angebot erhalten Sie nach Sichtung der Planunterlagen und der geologischen Vorerhebung.
Welche Bodenkennwerte sind für den Tunnelvortrieb im Frankfurter Ton maßgebend?
Vorrangig die undrainierte Scherfestigkeit (cu, φu) aus dem Triaxialversuch, der Steifemodul bei kleinen Dehnungen für die Setzungsberechnung sowie die Durchlässigkeit. Der Frankfurter Ton zeigt oft eine ausgeprägte Anisotropie, die wir mit horizontal und vertikal entnommenen Proben erfassen.
Wie tief müssen die Erkundungsbohrungen für einen innerstädtischen Tunnel in Frankfurt sein?
Die Bohrungen reichen mindestens das 1,5-fache des Tunneldurchmessers unter die geplante Sohle. Bei einem U-Bahn-Tunnel mit 8 m Ausbruchsdurchmesser und 18 m Tiefenlage sind Bohrtiefen von 30 bis 35 m erforderlich, um die liegenden Kiese und den Übergang zum Festgestein zu durchörtern.
Welchen Einfluss hat der Grundwasserspiegel in Frankfurt auf die Tunnelanalyse?
Der Grundwasserspiegel im Frankfurter Stadtgebiet steht oft nur 3 bis 5 Meter unter Gelände. Jede Absenkung während des Vortriebs verändert die effektiven Spannungen im Boden. Unsere Analyse berücksichtigt instationäre Strömungsmodelle, um Setzungen durch Konsolidierung im umliegenden Baugrund zu prognostizieren.