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Geotechnik- Labor-, Feldversuche und Monitoring

Von der Laborprobe bis zum Bauwerksmonitoring: Wir untersuchen, messen und überwachen das Verhalten von Boden und Bauwerken – im Labor und im Feld. Mit langjähriger Erfahrung in geotechnischen Labor- und Feldversuchen und bewährter Expertise in der faseroptischen Messtechnik verbinden wir klassische Prüfverfahren mit moderner Messtechnik und schaffen fundierte Entscheidungsgrundlagen für Planung, Ausführung und Monitoring.

Faseroptische Messtechnik

Faseroptische Messtechnik ermöglicht hochauflösende, kontinuierliche Messungen von Dehnung und Temperatur über grosse Distanzen. Das IBU setzt diese Technologie gezielt in Labor-, Feld- und Monitoringprojekten ein und liefert fachlich fundierte Interpretationen als Entscheidungsgrundlage für Planung, Ausführung und Überwachung von Bauwerken und Baugrund.

Typische Anwendungen

Der Einsatz faseroptischer Messtechnik im geotechnischen Monitoring ist vielseitig und eröffnet zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten. Die nachfolgenden Anwendungen wurden vom IBU bereits erfolgreich umgesetzt. Darüber hinaus steht das IBU weiteren Einsatzfällen offen gegenüber und entwickelt gemeinsam mit Projektpartnern massgeschneiderte Messkonzepte.

Pfahlversuche

  • Analyse des Lastabtrags entlang des Pfahls auf Basis kontinuierlicher Messdaten
  • Quantifizierung der Mobilisierung von Mantelreibung und Spitzentragfähigkeit
  • Untersuchung des Einflusses von Bauablauf, Einbindetiefe und Belastungsstufen
  • Beurteilung des Trag- und Verformungsverhaltens unter Betriebs- und Grenzlasten
  • Erfassung von Verformungen und Setzungen im Dammkörper über die Bau- und Betriebsphase
  • Analyse von Spannungs- und Dehnungszuständen zur Beurteilung der Bauwerksintegrität
  • Bewertung des Einflusses von Bauphasen, Auflasten und wechselnden Wasserständen
  • Identifikation kritischer Zonen, Inhomogenitäten und potenzieller Schwachstellen
  • Quantitative Analyse der zeitlichen Entwicklung von Setzungen
  • Erfassung räumlicher Setzungsunterschiede und Setzungsprofile
  • Untersuchung des Einflusses von Laständerungen und Bauzuständen
  • Kalibrierung und Überprüfung von Prognosemodellen anhand von Messdaten
  • Lokalisierung von Fliesswegen im Bauwerk und im Baugrund
  • Nutzung von Temperaturverteilungen zur Identifikation von Seepage-Prozessen
  • Erkennung von Veränderungen im Zeitverlauf als Frühindikatoren
  • Identifikation von Hinweisen auf innere Erosion, Leckagen oder Undichtigkeiten
  • Kontinuierliche Überwachung von Verformungen und Temperaturänderungen im Betrieb
  • Analyse des Langzeitverhaltens sowie saisonaler und betrieblicher Einflüsse
  • Definition, Umsetzung und Überwachung von Grenz- und Alarmwerten
  • Früherkennung von Schäden, Funktionsänderungen oder Abweichungen vom Sollzustand
  • Untersuchung grundlegender Mechanismen unter kontrollierten Randbedingungen
  • Gezielte Analyse des Einflusses einzelner Parameter auf das Systemverhalten
  • Validierung von Mess- und Auswerteverfahren sowie numerischen Modellen
  • Bewertung der Übertragbarkeit der Ergebnisse auf reale Bauwerke und Baugrundverhältnisse

Unser Leistungsangebot

Ihr Anwendungsfall ist hier nicht explizit aufgeführt oder Sie haben eine konkrete Fragestellung? 
Möchten Sie Ihr Projekt oder den Leistungsumfang besprechen?
Gerne prüfen wir gemeinsam mit Ihnen, ob und wie faseroptische Messtechnik für Ihren Anwendungsfall sinnvoll eingesetzt werden können und besprechen Ihr Projekt unverbindlich und erstellen auf Wunsch eine Offerte.

  • Fachliche Beratung und Projektklärung
    Unterstützung bei der Formulierung der Fragestellung sowie kompetente, unverbindliche Beratung zur Wahl geeigneter Mess- und Untersuchungsmethoden.
  • Versuchsplanung und Messkonzept
    Entwicklung projektspezifischer Messkonzepte unter Berücksichtigung der geotechnischen Randbedingungen, Bauphasen und Zielgrössen.
  • Instrumentierung und Installation
    Fachgerechte Auswahl, Installation und Inbetriebnahme der Messsysteme im Labor, im Feld oder am Bauwerk.
  • Messkampagne und Durchführung
    Planung und Begleitung von Messkampagnen inklusive Qualitätssicherung und Dokumentation.
  • Datenanalyse und Interpretation
    Auswertung und fachliche Interpretation der Messdaten durch erfahrene Geotechnikerinnen und Geotechniker.
  • Bericht und Empfehlungen
    Strukturierte Berichterstattung mit nachvollziehbaren Ergebnissen und praxisrelevanten Empfehlungen für Planung, Ausführung und Monitoring.
  • Optional: Alarmierungs- und Monitoringkonzepte
    Definition von Grenz- und Alarmwerten sowie Unterstützung bei der Umsetzung von Monitoring- und Alarmierungskonzepten.

Geräte & Systeme

Für die Durchführung faseroptischer Messungen setzt das IBU auf bewährte, leistungsfähige Messsysteme, die je nach Fragestellung gezielt ausgewählt und kombiniert werden. Alle Systeme werden durch das IBU projektspezifisch eingesetzt, kalibriert und überwacht. Die Auswahl der Technologie erfolgt stets in Abhängigkeit der Fragestellung, der Randbedingungen und der geforderten Messgenauigkeit. Dadurch wird sichergestellt, dass die eingesetzten Geräte einen konkreten Mehrwert für das jeweilige Projekt liefern.

BOTDA - Messungen über grosse Distanzen
BOTDA-Systeme ermöglichen kontinuierliche Messungen von Dehnung und Temperatur entlang der gesamten Länge eines Glasfaserkabels, auch über sehr grosse Distanzen.
Die Messung basiert auf dem sogenannten Brillouin-Effekt, bei dem sich die Eigenschaften des Lichtsignals in der Faser in Abhängigkeit von Dehnung und Temperatur verändern
Dadurch können räumliche Veränderungen im Bauwerk oder Baugrund zuverlässig erfasst werden, was BOTDA besonders für Feldversuche und das Langzeitmonitoring prädestiniert.

OBR - Hochpräzise Messungen auf kurzen Messstrecken
OBR-Systeme erlauben die hochpräzise Erfassung kleinster Dehnungs- und Temperaturänderungen auf begrenzten Messlängen.
Auch hier bildet die Rayleigh-Streuung die physikalische Grundlage, wobei der Fokus auf maximaler Messgenauigkeit liegt.
Diese Systeme kommen insbesondere in Forschungs- und Spezialanwendungen zum Einsatz, in denen lokale Effekte detailliert untersucht werden sollen.

ODiSi - hochauflösende Dehnungsmessungen
ODiSi-Systeme liefern sehr fein aufgelöste Dehnungsmessungen mit kontinuierlichen Messprofilen.
Die Auswertung nutzt die Rayleigh-Streuung des Lichts in der Glasfaser, wodurch lokale Verformungen und Detailverhalten mit hoher räumlicher Auflösung sichtbar werden.
Der Einsatz erfolgt vor allem in Laborversuchen, Modellversuchen und Kurzfeldanwendungen, bei denen präzise Aussagen auf kleinem Raum erforderlich sind.

Optische Switches und Multiplexer
Diese Komponenten ermöglichen es, mehrere Messstrecken flexibel mit einem Messsystem zu betreiben, was insbesondere bei komplexen Monitoring Lösungen von Vorteil ist.

Spleissgerät
Diese werden für das fachgerechte Verbinden von Glasfaserkabeln eingesetzt.
Durch präzises Spleissen wird eine dauerhafte, verlustarme und mechanisch zuverlässige Verbindung der Glasfasern sichergestellt, was insbesondere bei Feldinstallationen und Langzeitmonitoring-Anwendungen entscheidend für die Messqualität und Betriebssicherheit ist.

Geotechnische Laborversuche

Wir führen geotechnische Laborversuche zur Charakterisierung von Böden und Gesteinen durch – von normgerechten Standardprüfungen bis zu anspruchsvollen Spezial- und Forschungsversuchen.
Dank langjähriger Erfahrung im Labor und moderner Prüfinfrastruktur liefern wir verlässliche Parameter für Bemessung, Nachweise und weiterführende Analysen.

Bodenidentifikation und Klassifikation

  • Bestimmung des Wassergehaltes
    Wassergehaltsbestimmung durch Ofentrocknung.
  • Korngrössenanalyse (Sieb- und Schlämmanalyse)
    Bestimmung der Kornverteilung grob- und feinkörniger Böden.
  • Konsistenzgrenzen nach Atterberg
    Bestimmung von Fliess- und Ausrollgrenze zur Klassifikation bindiger Böden.
  • Bestimmung organischer Beimengungen
    Ermittlung des Glühverlustes zur Beurteilung organischer Anteile.

  • Triaxialversuche
    Bestimmung der Scherfestigkeit unter kontrollierten Spannungszuständen.
  • Direkte Scherversuche
    Ermittlung von Maximal- und Restscherfestigkeit.
  • Undrainierte Scherfestigkeit (cu)
    Bestimmung mittels Laborflügel oder Taschenpenetrometer.
  • Scherfestigkeit ungesättigter Böden
    Untersuchung des Einflusses der Saugspannung auf das Scherverhalten.

  • Bestimmung der einfachen Druckfestigkeit
    Ermittlung der ein axialen Druckfestigkeit von Gesteinsproben

  • Bestimmung des Wasserdurchlässigkeitsbeiwerts (k-Wert)
    k-Wert-Bestimmung in der Triaxialzelle oder im Zylinderversuch.

  • Eindimensionaler Kompressionsversuch (Oedometer)
    Untersuchung des Setzungs- und Konsolidationsverhaltens von Böden.

  • Bestimmung der Frostempfindlichkeit von Böden
    Beurteilung des Verhaltens von Böden unter Frosteinwirkung.

  • Dichtebestimmung von Böden
    Ermittlung der Bodendichte mittels Sanderersatz- oder Ballonmethode.

  • Bestimmung der Soil-Water Characteristic Curve (SWCC)
    Ermittlung des Zusammenhangs zwischen Wassergehalt und Saugspannung mittels Fredlund-Zelle, Tempe-Zelle oder Pressure-Plate.

Unser Leistungsangebot

  • Fachliche Beratung und Projektklärung
    Unterstützung bei der Klärung der Fragestellung sowie kompetente, unverbindliche Beratung zur Auswahl geeigneter Laborversuche und Prüfprogramme.
  • Versuchsplanung und Probenkonzept
    Planung der Laboruntersuchungen inklusive Probenanforderungen, Versuchsabfolge, Randbedingungen und relevanter Normen.
  • Probenaufbereitung und Versuchsdurchführung
    Fachgerechte Vorbereitung der Proben sowie Durchführung der Laborversuche unter kontrollierten Bedingungen und mit laufender Qualitätssicherung.
  • Datenanalyse und geotechnische Interpretation
    Auswertung der Versuchsergebnisse und fachliche Interpretation durch erfahrene Geotechnikerinnen und Geotechniker.
  • Bericht und Parameterbereitstellung
    Strukturierte Berichte mit nachvollziehbaren Ergebnissen, Kennwerten und Parametern für Planung, Bemessung und weiterführende Analysen.
  • Optional: Spezial- und Forschungsversuche
    Unterstützung bei erweiterten oder projektspezifischen Labor Untersuchungen, z. B. bei ungesättigten Böden oder besonderen Randbedingungen.

Unsere Labor Instrumente & Infrastruktur

Nasssiebanlage – Feinkornanalyse 
Die Nasssiebanlage wird zur präzisen Korngrössenanalyse von feinkörnigen und bindigen Böden eingesetzt.
Sie erlaubt eine reproduzierbare Trennung der Korngrössen unterhalb des Grobkornbereichs und ergänzt die klassische Siebanalyse.
Die Ergebnisse sind insbesondere für Klassifikation, Durchlässigkeitsabschätzungen und Erosionsbeurteilungen relevant.


Siebvorrichtungen – Korngrössenanalysen
Siebvorrichtungen dienen der Bestimmung der Korngrössenverteilung grob- und mittelkörniger Böden mittels Nass- und Trockensiebung.
Sie ermöglichen die Erstellung der Kornverteilungskurve als Grundlage für Bodenklassifikation, Filterstabilität und hydraulische Beurteilungen.
Die Ergebnisse liefern zentrale Informationen für Bemessung, Materialbeurteilung und weiterführende Analysen.
 

Aräometer – Schlämmanalyse feinkörniger Böden
Aräometer werden zur Durchführung der Schlämmanalyse eingesetzt und ermöglichen die Bestimmung der Korngrössenverteilung feinkörniger Bodenanteile (typischerweise < 0.063 mm).
Die Auswertung basiert auf der Sedimentationsgeschwindigkeit der Partikel in einer Flüssigkeit, aus der unter Berücksichtigung physikalischer Zusammenhänge die Korngrössenverteilung abgeleitet 
Die Schlämmanalyse ergänzt die Siebanalyse und liefert entscheidende Informationen zum Feinanteil, der massgeblich das hydraulische, konsolidations- und schertechnische Verhalten bindiger Böden beeinflusst.

Triaxialpresse – Spannungs-Verformungs- und Festigkeitsverhalten
Die Triaxialpresse dient der Durchführung von Triaxialversuchen unter definierten mehrachsigen Spannungszuständen.
Sie ermöglicht die Bestimmung von Steifigkeits- und Scherfestigkeitsparametern unter gesättigten und ungesättigten Bedingungen.
Die Ergebnisse bilden eine wesentliche Grundlage für numerische Modelle und komplexe Bemessungsaufgaben.

Direktscherversuchsgerät – Scherfestigkeitsuntersuchungen
Direktscherversuchsgeräte ermöglichen die Untersuchung der Scherfestigkeit entlang einer vorgegebenen Scherfläche.
Dabei werden Maximal- und Restscherfestigkeit sowie die entsprechenden Scherparameter ermittelt.
Die Ergebnisse werden häufig für Stabilitätsnachweise im Erdbau und in der Böschungsbemessung herangezogen.

Trocknungsöfen – Wassergehaltsbestimmung
Trocknungsöfen dienen der Bestimmung des Wassergehalts von Boden- und Gesteinsproben durch Ofentrocknung.
Sie werden zudem für die thermische Vorbehandlung von Proben eingesetzt und ermöglichen Temperaturen bis 200 °C.
Der Wassergehalt stellt einen zentralen Kennwert für Festigkeits-, Verformungs- und Klassifikationsuntersuchungen dar.

k-Wert-Anlage – Durchlässigkeitsuntersuchungen
Die k-Wert-Anlage ermöglicht die Bestimmung der hydraulischen Durchlässigkeit von Böden unter kontrollierten Randbedingungen.
Die Ergebnisse sind grundlegend für Entwässerungskonzepte, Grundwasserströmungsanalysen und Bemessungsnachweise.

Oedometeranlagen – Konsolidations- und Durchlässigkeitsuntersuchungen
Oedometeranlagen dienen der Untersuchung des einaxialen Verformungs- und Konsolidationsverhaltens feinkörniger Böden unter definierten Spannungsbedingungen.
Sie ermöglichen die Bestimmung des Zusammendrückungsmoduls ME sowie der zeitabhängigen Setzungsentwicklung und – je nach Versuchsaufbau – der hydraulischen Durchlässigkeit
Die Ergebnisse bilden eine zentrale Grundlage für Setzungsnachweise, Konsolidationsberechnungen und Langzeitprognosen im Erd- und Grundbau.

Fredlund-Zelle – Wasserhalteverhalten ungesättigter Böden
Die Fredlund-Zelle dient der Bestimmung der Soil-Water Characteristic Curve (SWCC) ungesättigter Böden. Sie beschreibt den Zusammenhang zwischen Wassergehalt, Saugspannung und mechanischem Bodenverhalten. Die Ergebnisse sind zentral für die Modellierung und Bemessung ungesättigter Böden.

Tempe-Zelle – SWCC bei niedrigen Saugspannungen
Die Tempe-Zelle wird zur Bestimmung der SWCC im Bereich niedriger Saugspannungen eingesetzt. Sie ergänzt die Fredlund-Zelle und ermöglicht eine detaillierte Erfassung des Wasserhalteverhaltens. Die Ergebnisse sind insbesondere für oberflächennahe Bodenschichten relevant.

Rowe-Zelle – zeitabhängiges Konsolidationsverhalten
Die Rowe-Zelle ermöglicht die Untersuchung des Konsolidations- und Verformungsverhaltens unter kontrollierten Drainage- und Spannungsbedingungen. Sie wird insbesondere zur Analyse des Langzeitverhaltens von weichen Böden, Dämmen und Aufschüttungen eingesetzt. Die Ergebnisse liefern wichtige Grundlagen für Setzungs- und Zeitprognosen.

Geotechnische Feldversuche

Geotechnische Feldversuche ermöglichen realitätsnahe Aussagen zum Baugrundverhalten unter in-situ-Bedingungen.
Das IBU plant und begleitet Feldversuche von der Versuchskonzeption über die Durchführung bis zur fachlichen Auswertung und Interpretation – als Grundlage für Planung, Bauausführung und Qualitätssicherung.

Baugrundbeschreibung und Klassifikation

  • Benennung, Beschreibung und Klassifizierung von Böden
    Feldklassifikation von Lockergesteinen gemäss SN 670 004-1B / EN ISO 14688-1.
  • Rammkernentnahme
    Gewinnung ungestörter Bodenproben im Feld gemäss SN EN ISO 22476-2.

  • Plattendruckversuch (Ev, ME)
    Bestimmung des Verformungs- und Zusammendrückungsverhaltens des Baugrunds mittels Lastplatten (Ø 300 mm oder 600 mm) gemäss SN 670 317.
  • Rammsondierungen
    Abschätzung der Lagerungsdichte und Schichtabfolge gemäss SN EN ISO 22476-2 und ASTM D 6230-98.
  • Feldflügelsondierungen
    Bestimmung der undrainierten Scherfestigkeit in wassergesättigten feinkörnigen Böden gemäss DIN 4096-4.
  • Tensiometermessungen
    Erfassung der Saugspannung in teilgesättigten Böden gemäss DIN EN 1340/A1.
  • Durchlässigkeitsbestimmung im Bohrloch
    Ermittlung der hydraulischen Durchlässigkeit im Feld gemäss SN 670 390.
  • Mobiler Trocknungsversuch
    Bestimmung des aktuellen Wassergehalts direkt auf der Baustelle als Grundlage für Verdichtungs- und Zustandsbeurteilungen.
  • Versickerungsversuch
    Bestimmung der Versickerungsfähigkeit und Abschätzung hydraulischer Eigenschaften gemäss DIN 19682-7.

  • Vertikale Pfahlbelastungsversuche
    Untersuchung des Trag- und Verformungsverhaltens von Pfählen unter axialer Belastung, auch bei kurzen oder kleinen Pfählen.
  • Horizontale Pfahlbelastungsversuche
    Bestimmung des seitlichen Widerstands und Verformungsverhaltens von Pfählen unter horizontaler Beanspruchung.

  • Temperatur- und Dehnungsmessungen mit Glasfaserkabeln
    Kontinuierliche Messung räumlicher Verformungs- und Temperaturänderungen im Baugrund, an Pfählen oder an Bauwerken – temporär oder im Monitoring.

Unser Leistungsangebot

  • Fachliche Beratung und Projektklärung
    Unterstützung bei der Klärung der Fragestellung sowie kompetente, unverbindliche Beratung zur Auswahl geeigneter Laborversuche und Prüfprogramme.
  • Versuchsplanung und Probenkonzept
    Planung der Laboruntersuchungen inklusive Probenanforderungen, Versuchsabfolge, Randbedingungen und relevanter Normen.
  • Probenaufbereitung und Versuchsdurchführung
    Fachgerechte Vorbereitung der Proben sowie Durchführung der Laborversuche unter kontrollierten Bedingungen und mit laufender Qualitätssicherung.
  • Datenanalyse und geotechnische Interpretation
    Auswertung der Versuchsergebnisse und fachliche Interpretation durch erfahrene Geotechnikerinnen und Geotechniker.
  • Bericht und Parameterbereitstellung
    Strukturierte Berichte mit nachvollziehbaren Ergebnissen, Kennwerten und Parametern für Planung, Bemessung und weiterführende Analysen.
  • Optional: Spezial- und Forschungsversuche
    Unterstützung bei erweiterten oder projektspezifischen Laboruntersuchungen, z. B. bei ungesättigten Böden oder besonderen Randbedingungen.

Unsere Geräte & Systeme

Kleinbohrgerät – Rammsondierungen und Rammkernentnahmen
Das Kleinbohrgerät ermöglicht die Durchführung von Rammsondierungen sowie die Entnahme von Rammkernen unter Feldbedingungen.
Es wird für die Baugrunderkundung, Schichtansprache und Probengewinnung eingesetzt, insbesondere bei beengten Platzverhältnissen oder kleineren Projekten.

Leichte Handrammsonde – schnelle in-situ Beurteilungen
Handrammsonden dienen der raschen Abschätzung der Lagerungsdichte und Festigkeit oberflächennaher Bodenschichten.
Sie eignen sich besonders für Voruntersuchungen, Vergleichsmessungen und Baukontrollen im Feld.

Feldflügelsonde – undrainierte Scherfestigkeit
Versickerungsringe werden zur Bestimmung der Versickerungsfähigkeit und zur Abschätzung der hydraulischen Eigenschaften des Bodens eingesetzt.
Sie kommen insbesondere bei Entwässerungs-, Versickerungs- und Niederschlagskonzepten zum Einsatz.

Mobile Trocknungsanlage – Wassergehaltsbestimmung im Feld
Die mobile Trocknungsanlage ermöglicht die Bestimmung des Wassergehalts direkt im Feld.
Sie wird insbesondere für Verdichtungskontrollen, Bauausführungen und Zustandsbeurteilungen eingesetzt.

Druckregelung für Pfahlbelastungsversuche
Die Druckregelung ermöglicht die kontrollierte Aufbringung vertikaler und horizontaler Lasten bei Pfahlbelastungsversuchen.
Sie erlaubt Belastungen bis 100 bar und stellt eine präzise Laststeuerung und Messwiederholbarkeit sicher.

Plattendruckgerät – Bestimmung des Verformungsverhaltens im Feld
Plattendruckversuche ermöglichen die Bestimmung des Verformungs- und Zusammendrückungsverhaltens des Baugrunds unter in-situ-Bedingungen.
Die ermittelten Kennwerte Ev und ME dienen der Beurteilung von Tragfähigkeit, Verdichtung und Gebrauchstauglichkeit.
Die Versuche werden insbesondere für Verdichtungskontrollen, die Beurteilung von Planum und Gründungssohlen sowie als Grundlage für Bemessung und Qualitätssicherung im Erd- und Grundbau eingesetzt.