Wenn wir das Bohrgerät im Augsburger Stadtgebiet aufstellen, achten wir zuerst auf die quartären Ablagerungen. Die Lech-Schotterterrassen, die den Untergrund prägen, sehen von oben stabil aus. Aber unterhalb des Grundwasserspiegels, der je nach Jahreszeit zwischen drei und fünf Metern schwankt, liegen oft locker gelagerte Sande und Schluffe. Genau diese Schichten bereiten uns Kopfzerbrechen, sobald ein Erdbeben in der Region Schwaben auftritt. Die Norm DIN EN 1998-5 verlangt dann eine belastbare Bodenverflüssigungsanalyse. Unser Labor führt die Bewertung mit zyklischen Triaxialversuchen durch und kombiniert sie mit Felddaten aus dem CPT-Versuch, weil wir so ein lückenloses Profil des Porenwasserdruckverhaltens erhalten. Gerade in den flussnahen Quartieren wie der Jakobervorstadt haben wir wiederholt feinkörnige Böden angetroffen, die bei seismischer Anregung zur Entfestigung neigen. Da hilft nur eine detaillierte Analyse, kein pauschales Bauchgefühl.
Feinkörnige Böden mit geringer Plastizität in den Lech-Ablagerungen unterschätzt man leicht. Erst das Zusammenspiel von CPT-Daten und zyklischen Triaxialversuchen deckt das reale Verflüssigungsrisiko auf.
Methodik und Umfang
Ein Projekt in der Nähe des Hauptbahnhofs ist uns noch gut in Erinnerung. Es ging um einen fünfgeschossigen Neubau mit Tiefgarage. Die Rammkerndaten sahen harmlos aus: mitteldichter Sand bis sechs Meter, darunter Schluff. Erst die Feinanalyse der Kornverteilung und Plastizität zeigte, dass die Schluffe unter zyklischer Belastung plötzlich an Festigkeit verlieren. Der Grund: ein erhöhter Feinkornanteil mit geringer Plastizität. Wir haben daraufhin das vereinfachte Verfahren nach Seed und Idriss angewandt und einen Sicherheitsfaktor berechnet, der unter dem Grenzwert lag. In solchen Fällen ist der
SPT-Bohrung nach DIN 18 die Basis, aber erst die Kombination mit Laborversuchen an ungestörten Proben bringt die nötige Sicherheit. Unsere Erfahrung in Augsburg zeigt, dass der Lech jahrtausendelang Material umgelagert hat, dessen Verflüssigungspotenzial stark variiert. Deshalb setzen wir zusätzlich auf seismische Feldmethoden wie
MASW, um die Scherwellengeschwindigkeit der oberen 30 Meter zu bestimmen, bevor wir eine Aussage zum Baugrundrisiko treffen.
Lokale Besonderheiten
Die quartären Talfüllungen des Lechs bestehen aus einer Wechselfolge von Kiesen, Sanden und Auelehmen. Die darin eingeschalteten, locker gelagerten Sandlinsen sind der kritische Punkt. Dazu kommt der hohe Grundwasserstand, der in weiten Teilen des Stadtgebiets unter drei Meter Tiefe ansteht. Bei einer seismischen Anregung, wie sie nach der Erdbebenzonenkarte für Augsburg (Zone 1 mit Untergrundklasse R) möglich ist, verwandeln sich diese wassergesättigten, locker gelagerten Horizonte in eine Suspension. Das Bauwerk verliert schlagartig seine Tragfähigkeit. Das Tückische daran: Die oberflächliche Erkundung zeigt oft tragfähige Deckschichten, während die kritische Tiefe unerkannt bleibt. Ohne eine standortbezogene Bodenverflüssigungsanalyse, die sowohl Feld- als auch Laborbefunde integriert, bleibt das Risiko ein blinder Fleck in der Gründungsplanung. Besonders kritisch wird es bei Bauvorhaben mit tiefer Baugrube, wo die Einbindung in den Untergrund die gespannten Porenwasserdrücke verändern kann.
Häufige Fragen
Was kostet eine Bodenverflüssigungsanalyse in Augsburg?
Die Kosten für eine standortbezogene Bodenverflüssigungsanalyse in Augsburg liegen je nach Untersuchungsumfang zwischen €2.540 und €4.290. Der Preis hängt von der Anzahl der Sondierungen, der Tiefe bis zum tragfähigen Horizont und dem Umfang der Laborversuche ab. Eine Screening-Untersuchung mit CPTu und SPT-Auswertung ist günstiger als eine vollständige laborbasierte Bewertung mit zyklischen Triaxialversuchen.
Ab wann ist eine Bodenverflüssigungsanalyse in Augsburg Pflicht?
Nach DIN EN 1998-5 ist eine Analyse erforderlich, sobald der Grundwasserspiegel oberhalb von 15 Metern unter GOK ansteht und der Baugrund aus locker gelagerten Sanden oder gering plastischen Schluffen besteht. In Augsburg ist das bei fast jedem Bauvorhaben mit Tiefgründung der Fall. Spätestens bei Bauwerken der Bedeutungskategorie II oder höher verlangt der Prüfingenieur diesen Nachweis.
Können Sie die Analyse auch bei laufendem Baustellenbetrieb durchführen?
Unsere Feldversuche mit CPT-Raupe und SPT-Bohrgerät sind kompakt und kommen mit beengten Platzverhältnissen zurecht. Wir stimmen die Termine mit der Bauleitung ab und arbeiten auch während des laufenden Betriebs, sofern die Sicherheitsabstände eingehalten werden. Die Probenentnahme für die Triaxialversuche erfordert allerdings einen kurzen Stillstand für die Kernbohrung.
Welche Bodenverbesserung empfehlen Sie bei unzureichender Verflüssigungssicherheit?
Das hängt von der Tiefe der kritischen Schicht und der Bauwerkslast ab. Bei geringmächtigen Horizonten setzen wir meist Rütteldruckverdichtung ein. Bei tiefreichenden, feinkörnigen Böden hat sich die Herstellung von Rüttelstopfsäulen bewährt, weil sie sowohl verdichten als auch drainieren. Die genaue Auslegung erfolgt auf Basis unserer Analyseergebnisse und in Abstimmung mit dem Tragwerksplaner.
