Die Kölner Innenstadt wuchs über Jahrhunderte auf den spätglazialen Niederterrassen des Rheins, wo mächtige Kies-Sand-Wechselfolgen den Untergrund prägen. Jede Tiefbaumaßnahme zwischen Dom und Rheinauhafen muss diese spezifische Stratigraphie berücksichtigen, denn die dicht gelagerten Terrassenkiese liefern zwar hohe Tragfähigkeiten, reagieren aber empfindlich auf Wasserhaltungsmaßnahmen und Aushubverformungen. Für Baugruben mit mehr als 5 m Tiefe, wie sie im Rahmen der Nord-Süd Stadtbahn oder entlang der Ringe üblich sind, wird die Wahl zwischen aktiven und passiven Verankerungssystemen zur zentralen geotechnischen Fragestellung. Das Labor ermittelt dafür die maßgebenden Bodenkennwerte – von der Mantelreibung im Kies bis zur Kohäsion in eingelagerten Tonlinsen. Eine präzise Bemessung verhindert unzulässige Verformungen an Nachbarbauwerken, die in der dicht bebauten Kölner Altstadt oft nur wenige Meter von der Verbauwand entfernt stehen. Ergänzend zur Ankerbemessung führen wir bei Bedarf eine Korngrößenanalyse durch, um die Filterstabilität zwischen Injektionsgut und anstehendem Boden sicherzustellen.
Die Tragfähigkeit eines Verpressankers im Kölner Terrassenkies wird maßgeblich durch das Injektionsverfahren und die Nachverpresszyklen bestimmt – nicht allein durch die Bodenart.
Methodik und Umfang
Lokale Besonderheiten
Die Prüfausrüstung für die Ankerbemessung umfasst einen servohydraulischen Spannzylinder mit 2.000 kN Kapazität, der über eine kalibrierte Kraftmessdose und drei unabhängige Wegaufnehmer die Last-Verformungskurve aufzeichnet. In Köln steht das Gerät oft auf engstem Raum zwischen Bestandsfundamenten, wo eine exzentrische Lasteinleitung unbedingt zu vermeiden ist. Das größte Risiko ergibt sich aus nicht erkannten Hohlräumen im Kieskörper, die während der Injektion zu einem plötzlichen Druckabfall führen – der Verpresskörper wird dann unkontrolliert groß, ohne die geforderte Mantelreibung zu mobilisieren. Auch der Kurzzeitfestigkeitsverlust bei schnell wechselnden Rheinwasserständen, die im Mittel um 3,20 m schwanken, kann die wirksame Vertikalspannung und damit den Ankerwiderstand reduzieren. Ein weiteres Gefahrenpotenzial liegt in der Sulfatführung des Grundwassers, die bei ungeeigneter Zementwahl zu Treiberscheinungen im Verpresskörper führt.
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Geltende Normen
DIN EN 1997-1:2014-03 (Eurocode 7 – Entwurf, Berechnung und Bemessung), DIN EN 1537:2014-07 (Ausführung von Arbeiten im Spezialtiefbau – Verpressanker), DIN 1054:2021-04 (Baugrund – Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau), DIN 4085:2017-08 (Baugrund – Berechnung des Erddrucks), DIN 50929-3:2018-03 (Korrosionswahrscheinlichkeit metallischer Werkstoffe bei äußerer Korrosionsbelastung)
Zugehörige Fachleistungen
Baugrunderkundung für Ankerbemessung
Durchführung von Kernbohrungen und Rammsondierungen zur Erkundung der Terrassenkiese und Bestimmung der Lagerungsdichte als Basis für die Mantelreibungsansätze.
Laborversuche zur Bodenmechanik
Triaxialversuche und Rahmenscherversuche zur Ermittlung der effektiven Scherparameter φ‘ und c‘ sowie der Steifigkeit des Verankerungshorizonts.
Eignungs- und Abnahmeprüfungen
Ausführung von Zugversuchen an Injektionsankern nach DIN EN 1537 mit elektronischer Messwerterfassung und Auswertung des Kriechverhaltens.
Standsicherheitsnachweise nach EC7
Erstellung der Nachweise für die innere und äußere Tragfähigkeit, Versagen des Verpresskörpers und Geländebruch unter Berücksichtigung der Kölner Grundwasserverhältnisse.
Typische Parameter
Häufige Fragen
Welche Kosten sind für die Bemessung und Prüfung von Verpressankern in Köln zu erwarten?
Die Kosten für die geotechnische Untersuchung und Eignungsprüfung eines Verpressankers liegen je nach Umfang und Zugangssituation zwischen €990 und €3.210. Dieser Rahmen umfasst die Laborversuche zur Bestimmung der Bodenkennwerte sowie die Prüfprotokolle nach DIN EN 1537. Der genaue Betrag hängt von der Anzahl der Prüfanker und der erforderlichen Messtechnik ab.
Was ist der Unterschied zwischen einem aktiven und einem passiven Anker?
Ein aktiver Anker wird planmäßig vorgespannt und überträgt die Zugkraft sofort auf den Verpresskörper, sodass die Verbauwand aktiv gegen den Boden gedrückt wird. Ein passiver Anker – fachlich ein Verpresspfahl oder Dübel – entwickelt seine Kraft erst durch Relativverschiebungen zwischen Bauteil und Boden. Bei beengten Platzverhältnissen in Köln kommen passive Systeme zum Einsatz, wenn Verformungen tolerierbar sind und keine Vorspannung aufgebracht werden kann.
Welche Normen sind für Verpressanker in Deutschland verbindlich?
Die Bemessung erfolgt nach DIN EN 1997-1 in Verbindung mit DIN 1054, während die Ausführung und Prüfung in der DIN EN 1537:2014-07 geregelt ist. Für die Erddruckermittlung gilt DIN 4085. Diese Normen verlangen Eignungsprüfungen an mindestens drei Ankern je Bodenschicht sowie Abnahmeprüfungen an jedem Daueranker.
Wie lange dauert eine Eignungsprüfung für einen Litzenanker?
Eine vollständige Eignungsprüfung nach DIN EN 1537 erstreckt sich über mindestens 48 Stunden, da das Kriechmaß in mehreren Laststufen mit Haltezeiten von 15 bis 60 Minuten gemessen wird. Bei Tonlinsen im Kölner Untergrund können längere Konsolidierungszeiten erforderlich sein, sodass der Prüfzeitraum auf 72 Stunden ausgedehnt wird.