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Geotechnische Baugrubenüberwachung für Tiefbauprojekte in Kiel

Gemeinsam lösen wir die Herausforderungen von morgen.

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Bei einem Hotelneubau mit zweigeschossiger Tiefgarage nahe der Kiellinie stand die Baugrube zur Hälfte im nassen Geschiebemergel und zur anderen Hälfte in aufgefüllten Beckensedimenten der Förde. Die Herausforderung war nicht die Tiefe von gut acht Metern – sondern der tideabhängige Grundwasserspiegel, der zweimal täglich um mehrere Dezimeter pendelte. Mit einer rein rechnerischen Standsicherheitsbetrachtung kommt man da nicht weit, weil die transienten Porenwasserdrücke im Schluffhorizont kein stationäres Modell abbilden. In solchen Fällen braucht es eine messtechnisch begleitete Baugrubenüberwachung, die Verformungen, Ankerkräfte und Wasserdrücke in Echtzeit zusammenführt und mit den Prognosen aus dem Korngrößenanalyse abgleicht. Genau das setzen wir in Kiel seit Jahren bei sehr unterschiedlichen Baugrundprofilen um – vom sandigen Moränenkern in Elmschenhagen bis zu den weichen holozänen Schichten im Hafenumfeld. Der Vorteil liegt auf der Hand: Bevor eine unerwartete Verformung den Verbau überlastet, sehen wir sie in den Messdaten und können gegensteuern. In der Praxis heißt das, wir reduzieren das Restrisiko für den Bauherrn auf ein vertretbares Niveau, ohne die Baustelle mit unnötig konservativen Annahmen lahmzulegen.

Ein tidebeeinflusster Grundwasserleiter verhält sich nicht wie ein stationärer Bemessungswasserstand – das zeigen unsere Messreihen aus über 30 Kieler Baugrubenprojekten.

Unser Ansatz

Was viele Kollegen unterschätzen, die zum ersten Mal in Kiel eine tiefe Baugrube planen: Der Geschiebemergel ist nicht homogen. Er enthält gestauchte Schollen aus tertiärem Ton, die beim Aushub plötzlich freigelegt werden und lokal völlig andere Steifigkeiten und Durchlässigkeiten aufweisen als der umgebende Mergel. Wir kombinieren deshalb die geotechnische Baugrubenüberwachung standardmäßig mit einer engmaschigen geodätischen Kontrolle der Verbauwand – üblicherweise alle 4 bis 6 Meter ein Messpunkt – und koppeln das mit berührungslosen Extensometern in kritischen Profilen. Die Kunst besteht darin, die Messintervalle an den Baufortschritt anzupassen: Im Bereich der Aushubsohle, wo die Entlastungshebung die Steifenkräfte schlagartig verändern kann, verdichten wir die Ablesung auf stündliche Taktung, während in gesetzten Bereichen ein 12-Stunden-Rhythmus ausreicht. Für Baugruben, bei denen der Grundwasserandrang aus den Sandersanden unter dem Mergel kritisch wird, setzen wir zusätzlich Piezometerketten ein, deren Daten wir gemeinsam mit den Ergebnissen der In-situ-Durchlässigkeit interpretieren. So entsteht ein physikalisch konsistentes Bild, das auch den Prüfstatiker überzeugt.
Geotechnische Baugrubenüberwachung für Tiefbauprojekte in Kiel
Technisches Referenzbild — Kiel

Örtliche Baugrundfaktoren

Der Klassiker in Kieler Baugruben mit rückverankerter Spundwand ist der inkrementelle Kraftverlust in den Litzenankern während der ersten drei Wochen nach dem Vorspannen. Wir haben das über Jahre in unseren Messprotokollen dokumentiert – unabhängig vom Verpressverfahren, ob Nachverpressung über Packer oder einfache Primärinjektion. Der Grund liegt meist nicht im Anker selbst, sondern in der Kriechneigung der weichen Geschiebemergel-Lagen unter Dauerlast. Schon 5 Prozent Relativverschiebung zwischen Ankerkopf und Verpresskörper können die Vorspannkraft um 15 bis 20 Prozent reduzieren. Deshalb überwachen wir jeden Anker in den ersten vier Wochen wöchentlich mit einer hydraulischen Abhebeeinrichtung, danach monatlich bis zum Erreichen der endgültigen Aushubtiefe. Die gemessenen Werte fließen direkt in das geotechnische Monitoring ein und werden mit den rechnerischen Grenzwerten nach DIN EN 1997-1 und DIN 1054 abgeglichen. Ein separates Inklino-Messrohr hinter der Verbauwand komplettiert das System und warnt uns, bevor eine Verformung den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit erreicht. Ohne diese gestaffelte Instrumentierung wäre der Nachweis der Standsicherheit in vielen innerstädtischen Kieler Baugruben schlicht nicht führbar.

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Erklärvideo

Technische Parameter

ParameterTypischer Wert
Messintervall Verformung (kritische Phase)1–4 h
Ankerkraftüberwachung (Erstprüfung)wöchentlich, 4 Wochen
Piezometer-Messgenauigkeit± 2 mm Wassersäule
Inklinometer-Auflösung0.01 mm / m
Geodätische Kontrolle (Tachymeter)± 1 mm / 100 m
DatenübertragungLTE-Datenlogger mit Web-Dashboard
ReferenznormenDIN EN 1997-1, DIN 1054, DIN 4123

Zugehörige Fachleistungen

01

Verformungsmonitoring Verbauwand

Kombination aus geodätischen 3D-Messungen mit motorisierten Tachymetern und Inklinometermessungen in Bohrlochverrohrungen hinter dem Verbau. Wir detektieren Horizontalverschiebungen ab 0.5 mm und gleichen sie mit den Finite-Elemente-Prognosen aus der Planung ab.

02

Ankerkraft- und Spannungsüberwachung

Hydraulische Abhebekontrollen an Litzen- und Stabankern mit digitaler Messeinrichtung, ergänzt durch permanent installierte Druckmessdosen an ausgewählten Ankerköpfen. Die Daten werden automatisiert mit den zulässigen Prüfkräften nach DIN EN 1997-1 Anhang A verglichen.

03

Grundwasser- und Porenwasserdruck-Monitoring

Installation von Piezometerketten mit abschnittsweise verfilterten Messstellen in den relevanten Grundwasserstockwerken. Berücksichtigung der Tidedynamik in Fördenähe mit kontinuierlicher Datenaufzeichnung im 10-Minuten-Intervall.

Normativer Rahmen

DIN EN 1997-1:2014-03 (Eurocode 7 – Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik), DIN 1054:2021-04 (Baugrund – Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau), DIN 4123:2013-04 (Ausschachtungen, Gründungen und Unterfangungen im Bereich bestehender Gebäude), DGGT-Empfehlungen des Arbeitskreises 2.3 "Messtechnik"

Fragen und Antworten

Wie lange muss eine Baugrube in Kiel geotechnisch überwacht werden?

Mindestens bis zum Erreichen der endgültigen Aushubsohle und dem Einbau der lastverteilenden Bodenplatte. Bei rückverankerten Wänden empfehlen wir ein Monitoring über weitere 4 bis 8 Wochen, bis die Ankerkräfte asymptotisch stabilisiert sind. Bei innerstädtischen Baugruben mit angrenzender Bestandsbebauung kann der Prüfstatiker auch eine Überwachung bis zum Abschluss des Rohbaus über Gelände fordern.

Welche Alarmierungskriterien gelten für das Baugruben-Monitoring?

Wir legen gemeinsam mit dem Tragwerksplaner und dem Prüfstatiker dreistufige Grenzwerte fest: Stufe 1 (Aufmerksamkeitswert) bei 70% der rechnerischen Verformung, Stufe 2 (Vorwarnwert) bei 85% und Stufe 3 (Alarmwert) bei 100% des Bemessungswerts. Bei Erreichen der Stufe 2 erfolgt eine automatische SMS- und E-Mail-Benachrichtigung an den Bauleiter, bei Stufe 3 zusätzlich an den Prüfstatiker.

Ist die geotechnische Baugrubenüberwachung in Schleswig-Holstein baurechtlich vorgeschrieben?

Nicht pauschal, aber sie wird in der Praxis von den meisten Prüfstatikern bei Baugruben mit mehr als 5 m Tiefe oder mit angrenzender Bestandsbebauung gefordert. Die DIN 1054 verlangt in Abschnitt 7 eine Überwachung der Auswirkungen des Aushubs auf die Umgebung, und ohne messtechnische Begleitung ist dieser Nachweis kaum zu führen. Die untere Bauaufsichtsbehörde in Kiel akzeptiert in der Regel nur Messprogramme, die von einem geotechnisch qualifizierten Ingenieurbüro betreut werden.

Was kostet eine geotechnische Baugrubenüberwachung in Kiel?

Die Kosten hängen stark vom Umfang der Instrumentierung und der Dauer der Baumaßnahme ab. Für eine typische innerstädtische Baugrube mit 6 bis 8 m Tiefe und rückverankerter Spundwand liegen die reinen Monitoring-Kosten zwischen 740 und 2.250 Euro pro Monat, inklusive der regelmäßigen Auswertungsberichte. Hinzu kommen einmalige Kosten für die Installation der Messgeber und die Einrichtung der Datenlogger.

Welche Sensoren werden bei Baugruben in weichen Böden eingesetzt?

In den weichen holozänen Schichten, die in Teilen Kiels vorkommen, setzen wir bevorzugt magnetische Extensometer zur Setzungsmessung unterhalb der Baugrubensohle ein, kombiniert mit Ketteninklinometern hinter dem Verbau. Für die Porenwasserdruckmessung in gering durchlässigen Schluffen eignen sich pneumatische Piezometer besser als elektrische, weil sie trägheitsärmer auf Druckänderungen reagieren. Bei sehr empfindlicher Nachbarbebauung ergänzen wir das System um Schwingungsmessgeber mit 3-Achsen-Beschleunigungssensoren.

Standort und Servicegebiet

Wir betreuen Projekte in Kiel und Umgebung.

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