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Ratingen, Germany
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Seismische Tomographie (Refraktion/Reflexion) in Ratingen

In Ratingen zeigt sich immer wieder dasselbe Bild: Die oberflächennahen Schichten täuschen, was tiefer liegt. Der Lösslehm über devonischem Schiefer wechselt auf kurzer Distanz seine Mächtigkeit. Wer nur punktuell aufschließt, übersieht leicht die verwitterten Tonschieferlinsen unterhalb der Tragschicht. Genau hier setzt die seismische Tomographie an. Sie liefert ein lückenloses 2D-Profil der Untergrundgeschwindigkeiten. Störungszonen im Grundgebirge, unentdeckte Hohlräume oder der unregelmäßige Felshorizont werden sichtbar. Wir kombinieren dafür die seismische Refraktion mit reflexionsseismischen Ansätzen. Das Ergebnis ist ein realistisches Modell des Untergrunds, das weit über eine reine Bohrlochinformation hinausgeht. Die Wellenausbreitung im heterogenen Untergrund des Niederbergischen Landes erfordert dabei eine sorgfältige Auswertung der Ersteinsätze. Schürfgruben bleiben in unzugänglichen Hanglagen eine sinnvolle Ergänzung, wenn der direkte Aufschluss zwingend erforderlich ist.

Die seismische Tomographie deckt Geschwindigkeitsanomalien im Untergrund auf, die mit Bohrungen allein nicht zu erfassen sind – ein Sicherheitsgewinn für jedes Bauvorhaben auf heterogenem Baugrund.

Ablauf und Umfang

Ratingen liegt am Übergang zwischen der Rheinischen Tiefebene und dem Rheinischen Schiefergebirge. Die seismischen Geschwindigkeiten im Lockergestein variieren hier zwischen 400 und 1800 m/s. Im verwitterten Fels erreichen sie Werte um 2500 m/s. Der unverwitterte Tonschiefer liegt bei etwa 3500 bis 4500 m/s. Diese Kontraste sind ideal für die refraktionsseismische Tomographie. Wir setzen 24- oder 48-Kanal-Apparaturen mit einer Geophonabstand von 2 bis 5 Metern ein. Die Anregung erfolgt mit einem beschleunigten Fallgewicht. So erreichen wir Erkundungstiefen von 30 bis 60 Metern unter Gelände. Die Datenauswertung folgt der Tomographie der Ersteinsätze mit dem Simultaneous Iterative Reconstruction Technique (SIRT)-Algorithmus. Das erzeugt ein detailliertes Geschwindigkeitsmodell. Für die Baugrunderkundung im Hochbau, bei der Fundamentbemessung oder der Erkundung von Altablagerungen ist diese Methode ein entscheidender Baustein. Die Kombination mit dem CPT-Versuch liefert zusätzlich eine punktgenaue Bestimmung der Lagerungsdichte in den Lockergesteinsdecken.
Seismische Tomographie (Refraktion/Reflexion) in Ratingen

Lokale Besonderheiten

Ratingen zählt mit seinen rund 87.000 Einwohnern zu den wachstumsstarken Mittelstädten am Rand des Ballungsraums Ruhrgebiet. Der Untergrund ist geprägt von altem Bergbau. Der Steinkohlen- und Erzbergbau hinterließ einen Flickenteppich aus verfüllten Schächten und unkontrolliert abgesenkten Grubenbauen. Diese Hohlräume sind heute eine reale Gefahr für die Standsicherheit. Hinzu kommen die tiefgründig verwitterten Zonen im devonischen Tonschiefer. Ein oberflächlicher Baugrundaufschluss täuscht hier oft einen tragfähigen Fels vor. In der Tiefe folgt ein Übergang zu entfestigten, mürben Gesteinspartien. Die seismische Tomographie erkennt genau diese Wechsel. Sie misst die niedrigen Kompressionswellengeschwindigkeiten in den Auflockerungszonen. Ein unerkanntes Tagesbruchrisiko kann so vor dem ersten Spatenstich eingegrenzt werden. Die Norm DIN 19700 fordert bei Staubauwerken explizit die Untersuchung von Durchlässigkeitsanomalien – ein Prinzip, das wir auf den Hochbau übertragen.

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Geltende Normen

DIN EN 1997-2 (Eurocode 7): Ergänzende Regelungen für Untersuchungen und Prüfungen des Baugrunds, DIN 19700: Stauanlagen – Anforderungen an die geotechnische Erkundung und Überwachung, DGZfP-Merkblatt B12: Seismische Refraktions- und Reflexionstomographie

Verwandte Dienstleistungen

01

Refraktionstomographie

Klassische 2D-Seismik zur Abbildung von Felshorizonten, Verwitterungszonen und Grundwasserleitern. Optimale Methode zur Baugrundvorerkundung.

02

Reflexionsseismik

Hochauflösende Abbildung von Diskontinuitäten und Hohlräumen. Besonders geeignet zur Detektion von alten Bergbaustrukturen in Ratingen.

03

Hybride Tomographie

Kombinierte Auswertung von Refraktions- und Reflexionsdaten. Erzeugt ein konsistentes Untergrundmodell auch bei komplexen geologischen Verhältnissen.

04

Seismische Bohrkernkalibrierung

Abgleich der seismischen Geschwindigkeiten mit petrophysikalischen Parametern aus Bohrungen. Erhöht die Aussagesicherheit des Modells erheblich.

Typische Parameter

ParameterTypischer Wert
VerfahrenRefraktionstomographie (SIRT), Reflexionsseismik optional
Erkundungstiefe30–60 m (je nach Spread-Länge und Energiequelle)
Geophonabstand2–5 m, abgestimmt auf Zielhorizont
AnregungBeschleunigtes Fallgewicht (150–300 kg), alternativ Hammerschlag
AuswerteverfahrenLaufzeittomographie, Wellengleichungsinversion
EinsatznormDIN 19700, DIN EN 1997-2 (Eurocode 7)

Gängige Fragen

Welche Auflösung erreicht die seismische Tomographie in lockeren Böden?

In den typischen Lösslehmen und Terrassenschottern Ratingens erreichen wir bei einem Geophonabstand von 2 m eine laterale Auflösung von etwa 1 bis 2 Metern. Die vertikale Auflösung hängt von der Wellenlänge der seismischen Signale ab. Im Lockergestein mit Geschwindigkeiten um 600 m/s und einer dominierenden Frequenz von 80 Hz beträgt sie rund 2 bis 3 Meter. Für feinere Schichtgrenzen ist die Kombination mit einer direkten Aufschlussmethode sinnvoll.

Welche Störfaktoren beeinflussen die seismischen Messungen in Ratingen?

Der urbane Raum bringt spezifische Herausforderungen. Verkehrslärm auf der A3 oder der B1 kann das Signal-Rausch-Verhältnis verschlechtern. Wir arbeiten mit gestapelten Anregungen, um dieses Problem zu kompensieren. Unterirdische Infrastruktur wie Fernwärmeleitungen oder Kanaltrassen erzeugt Diffraktionen im Wellenfeld. Diese identifizieren wir in der Datenauswertung und maskieren sie. Die Messungen werden bevorzugt in verkehrsarmen Zeiten oder Wochenendfenstern durchgeführt.

Mit welchen Kosten muss ich für eine seismische Tomographie in Ratingen rechnen?

Die Kosten richten sich nach der Profillänge und der erforderlichen Erkundungstiefe. Für ein typisches Baugrundprofil mit 100 bis 150 Metern Länge bewegt sich der Aufwand in einer Spanne von €2.160 bis €4.260. Darin enthalten sind die Feldakquisition, die tomographische Datenbearbeitung und ein abschließender Ergebnisbericht. Bei sehr kurzen Profilen oder speziellen Fragestellungen kann der Aufwand abweichen.

Standort und Servicegebiet

Wir betreuen Projekte in Ratingen und Umgebung.

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