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Aktive und passive Ankerbemessung nach EC7 für Baugruben und Hangsicherungen in Wolfsburg

Die Bemessung von Verpressankern nach Eurocode 7 (DIN EN 1997-1:2009) in Verbindung mit DIN 1054:2010 erfordert in Wolfsburg eine standortspezifische Interpretation der Baugrunddaten. Die quartären Sande und Kiese der Aller-Niederung, überlagert von Geschiebemergel der Saale-Kaltzeit, erzeugen wechselhafte Reibungsparameter entlang der Ankerstrecke. Ein wirtschaftlicher Nachweis der inneren und äußeren Tragfähigkeit gelingt nur, wenn die charakteristischen Bodenkennwerte aus direkten Aufschlüssen stammen, etwa ergänzend zu einer SPT-Bohrung in den rolligen Schichten. Das Team des Labors verarbeitet für die Nachweise die effektiven Spannungen aus dem Grundwasserregime, das durch den Mittellandkanal mit seinem Stauwasserhorizont in 56,0 m ü. NN beeinflusst wird. Die Kriechneigung des Geschiebemergels im östlichen Stadtgebiet erfordert bei Dauerankern zudem eine sorgfältige Festlegung der zulässigen Stahlspannung unter 0,75 fpk, um Spannungsrisskorrosion auszuschließen.

In den heterogenen Lockergesteinen Wolfsburgs entscheidet die korrekte Wahl zwischen aktivem Litzenanker und passivem Verpresspfahl über die Wirtschaftlichkeit der gesamten Baugrubensicherung.

Vorgehen und Leistungsumfang

Der geotechnische Kontrast zwischen dem sanddominierten Westen um Fallersleben und dem bindigen Osten rund um Vorsfelde prägt die Verankerungskonzepte. In Fallersleben steht unter geringmächtigem Oberboden ein eng gestufter Mittelsand an, der im direkten Bohrverfahren kaum Standzeit liefert, aber Reibungswinkel um 35° mobilisiert. Hier genügen für eine Baugrubenrückverankerung auf 6 m Tiefe oft Litzenanker mit kurzer Verpressstrecke von 4 bis 5 m. In Vorsfelde hingegen verlangt der steifplastische Geschiebemergel mit Steinanteilen über 15 % einen Verdrängungsanker mit Nachverpressung, um die Mantelreibung auf 180 bis 220 kN/m zu steigern. Die Erfahrung aus dem Nordkopf-Projekt zeigt, dass in der Übergangszone zwischen beiden Stadtteilen die Krafteinleitung in den Sand erst unterhalb der Mergelbasis bei 8,5 m u. GOK zuverlässig gelingt. Die Bemessung kombiniert dort den Grenzzustand GEO-2 für das Herausziehen mit dem Grenzzustand STR für den Zuggurt, wobei der Nachweis der Gebrauchstauglichkeit nach DIN 4085 die Verformungen am Kopf auf 15 mm begrenzt.
Aktive und passive Ankerbemessung nach EC7 für Baugruben und Hangsicherungen in Wolfsburg

Lokale Besonderheiten

Der Bau der Volkswagen-Stadt ab 1938 und die spätere Kanalverbreiterung haben das Grundwasserregime auf dem Stadtgebiet nachhaltig verändert. Aufgeschüttete Terrassenflächen entlang der Aller und alte Hafenbecken, die heute überbaut sind, enthalten anthropogene Auffüllungen mit Bauschutt und Schlacken. Diese Auffüllungen liefern keine zuverlässige Mantelreibung, sodass eine Verankerung durch diese Schicht hindurch in den gewachsenen Boden erforderlich wird. Wird die Krafteinleitung dennoch in der Auffüllung angeordnet, droht ein progressives Versagen durch Kriechen des losen Komgefüges. Ein zweites Risiko besteht in der Sulfatkonzentration des Grundwassers im Bereich ehemaliger Industrieflächen, die bei unzureichendem Korrosionsschutz den Ankerstahl innerhalb weniger Jahre schädigt. Das Labor weist die Expositionsklasse XA2 nach DIN 4030 am Wasserprobenmaterial nach und legt die Zementart sowie die Überdeckung des Hüllrohrs entsprechend fest.

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Referenznormen

DIN EN 1997-1:2009 (Eurocode 7 – Entwurf, Berechnung und Bemessung), DIN 1054:2010 (Baugrund – Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau), DIN EN 1537:2013 (Ausführung von Arbeiten im Spezialtiefbau – Verpressanker), DIN 4085:2017 (Baugrund – Berechnung des Erddrucks), DIN 4030-2:2021 (Beurteilung betonangreifender Wässer)

Verwandte Dienstleistungen

01

Bemessung aktiver Litzen- und Stabanker

Ermittlung der charakteristischen Herausziehwiderstände Ra,k für Krafteinleitungslängen im Sand und Mergel. Festlegung der freien Stahllänge, der Verpresskörpergeometrie und des Spannprotokolls nach DIN EN 1537.

02

Dimensionierung passiver Anker und Bodennägel

Nachweis der inneren Standsicherheit von Nagelwänden nach DIN 4085 für tiefe Baugruben und steile Böschungsanschnitte. Berücksichtigung der Kohäsion des Geschiebemergels im Grenzzustand GEO-3.

Typische Parameter

ParameterTypischer Wert
BemessungsnormDIN EN 1997-1 + DIN 1054:2010
Ankerbruchlast (Stahl)280–1.200 kN (je nach Litzenanzahl)
Typische Mantelreibung Sand (aktiv)120–180 kN/m Verpresskörper
Typische Mantelreibung Mergel (passiv)80–140 kN/m (ohne Nachverpressung)
Freie Stahllänge Mindestmaß5,0 m (Gleitebene 45° - φ/2)
Daueranker Stahlspannung≤ 0,75 fpk (Spannungsrisskorrosion)
Prüflast Abnahmeverfahren1,25-fache Gebrauchslast (EAU 2020)
KorrosionsschutzstufeKlasse I (doppelte Ummantelung) bei Dauerankern

Häufige Fragen

Welchen Einfluss hat der Mittellandkanal auf die Ankerbemessung in Wolfsburg?

Der Mittellandkanal liegt auf 56,0 m ü. NN und wirkt als stationärer Vorfluter. Der Wasserspiegel im Umkreis von 500 m wird durch Dichtung und Uferfiltration stabilisiert. Für die Bemessung heißt das, dass der Bemessungswasserstand in Kanallage als konstant angenommen werden kann, was die Auftriebssicherheit der Baugrubensohle vereinfacht. Allerdings steigt der Porenwasserdruck in den sandigen Schichten saisonal um bis zu 0,8 m an, was bei der Ermittlung der effektiven Vertikalspannung in der Verpressstrecke zu berücksichtigen ist.

Wann ist ein passiver Anker einem aktiven Litzenanker vorzuziehen?

Passive Anker (Bodennägel) kommen bei flachen Böschungssicherungen bis 5 m Höhe im Geschiebemergel zum Einsatz, wo die Kohäsion von 15–25 kPa die Standzeit des ungesicherten Aushubs gewährleistet. Aktive Litzenanker sind bei tiefen Baugruben oder wenn die Verformung des Verbaus auf unter 10 mm begrenzt werden muss, die wirtschaftlichere Wahl. Die Entscheidung fällt das Team nach Auswertung der Triaxialversuche und der Beurteilung der Nachbarbebauung.

Welche Prüfungen sind nach der Installation der Anker vorgeschrieben?

Gemäß DIN EN 1537 muss jeder Daueranker einer Eignungsprüfung mit stufenweiser Belastung bis 1,25-facher Gebrauchslast unterzogen werden. Temporäre Anker können über eine vereinfachte Abnahmeprüfung mit 1,1-facher Gebrauchslast nachgewiesen werden. Zusätzlich wird die freie Länge über den Spannweg kontrolliert. Das Labor erstellt das Prüfprogramm und wertet die Last-Verformungs-Kurven aus.

Mit welchen Kosten ist die Bemessung eines Ankersystems für ein Einfamilienhaus in Wolfsburg zu rechnen?

Die statische Bemessung und Ausführungsplanung für eine kleine Baugrubensicherung mit 4 bis 6 Ankern bewegt sich in einem Rahmen von €850 bis €3.120, abhängig vom Erkundungsumfang und der erforderlichen Prüfklasse. Enthalten sind die Standsicherheitsnachweise nach EC7, der Ankerplan mit Festlegung der Neigung und Länge sowie das Prüfprotokoll.

Standort und Servicegebiet

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