Die DIN EN 1998-5 in Verbindung mit DIN 4094 verlangt für Bauvorhaben in Erdbebenzonen eine belastbare Bewertung des Verflüssigungspotenzials des Baugrunds. In Ratingen, einer Stadt mit über 87.000 Einwohnern am Übergang zwischen Niederbergischem Land und der niederrheinischen Tiefebene, ist die geologische Situation komplex: quartäre Sande und Kiese, die von Lösslehmschichten überdeckt sein können, treffen hier auf devonische Festgesteine. Gerade die locker gelagerten, wassergesättigten Sande im Einflussbereich des Angerbachtals machen eine sorgfältige Bodenverflüssigungsanalyse unverzichtbar, bevor ein Bagger anrückt. Wir ergänzen unsere Laborversuche oft mit einer vorausgehenden CPT-Sondierung, um die Lagerungsdichte vor Ort direkt zu bestimmen und ungestörte Proben für den zyklischen Triaxialversuch zu gewinnen. Nur so lassen sich die zyklischen Spannungsverhältnisse realistisch abbilden, die im Lastfall Erdbeben auf das Korngerüst einwirken.
Die undrainierte zyklische Scherfestigkeit ist der entscheidende Kennwert, der darüber bestimmt, ob ein Sandboden in Ratingen bei einem Bemessungserdbeben seine Tragfähigkeit vollständig einbüßt.
Ablauf und Umfang
Lokale Besonderheiten
Die hydrogeologischen Bedingungen im Ratinger Stadtgebiet erhöhen die Anfälligkeit für Bodenerweichung und Verflüssigung besonders in den grundwassernahen sandig-kiesigen Ablagerungen entlang des Angerbachtals und des Schwarzbachtals. Anders als im trockeneren, grundwasserfernen Münsterland, wo Setzungen oft primär konsolidationsbedingt sind, erzeugt hier ein jahreszeitlich schwankender, aber generell hoher Grundwasserspiegel in Kombination mit locker gelagerten Terrassensanden eine kritische Disposition. Ein Bemessungserdbeben der Intensität, wie es die Karte der Erdbebenzonen für den Regierungsbezirk Düsseldorf ausweist, kann innerhalb weniger Sekunden einen vollständigen Verlust der Scherfestigkeit auslösen. Die Folgen für Bauwerke ohne entsprechende Bodenverflüssigungsanalyse reichen von ungleichmäßigen Setzungen über Grundbruch bis hin zum völligen Kippen von Flachgründungen – ein Risiko, das sich mit einer nach DIN EN 1998-5 durchgeführten Untersuchung zuverlässig quantifizieren und durch gezielte Maßnahmen beherrschen lässt.
Geltende Normen
DIN EN 1998-5:2010-12 (Eurocode 8 – Gründungen, Stützbauwerke), DIN 4094-2:2003-05 (Baugrund – Felduntersuchungen – Teil 2: Bohrlochrammsondierung), DIN EN ISO 17892-10:2019-04 (Zyklischer Triaxialversuch)
Verwandte Dienstleistungen
Zyklischer Triaxialversuch (CTX)
Bestimmung der zyklischen undrainierten Scherfestigkeit an ungestörten Sonderproben. Wir ermitteln die Anzahl der Lastzyklen bis zum Verflüssigungseintritt für verschiedene zyklische Spannungsverhältnisse (CSR) und leiten daraus das Verflüssigungspotenzial für das Bemessungserdbeben ab.
Seismische Standortklassifizierung
Kombination von in-situ Sondierungen und Laborversuchen zur Einstufung des Baugrunds in die Baugrundklassen nach DIN EN 1998-1. Wir bestimmen die Scherwellengeschwindigkeit und die Undrainierte Scherfestigkeit für die Wahl des geeigneten Antwortspektrums.
Typische Parameter
Gängige Fragen
Ab wann ist eine Bodenverflüssigungsanalyse in Ratingen Pflicht?
Eine Untersuchung ist immer dann erforderlich, wenn das Baugrundgutachten wassergesättigte, locker gelagerte Sande oder siltige Sande bis in eine Tiefe von 15 m unter GOK nachweist und das Bauwerk in die Erdbebenzone 1 oder höher fällt. In Ratingen betrifft dies vor allem die Flussniederungen des Angerbachtals, wo quartäre Sedimente mit Grundwasseranschluss anstehen. Die DIN EN 1998-5 schreibt den Nachweis für Bauwerke der Bedeutungskategorien III und IV verpflichtend vor.
Welche Probenmenge wird für die Laborversuche benötigt?
Für eine belastbare Auswertung sind mindestens drei ungestörte Proben pro zu untersuchendem Homogenbereich notwendig. Die Proben werden in dünnwandigen Stahlzylindern entnommen und müssen bis zur Prüfung im Labor erschütterungsfrei transportiert und bei natürlichem Wassergehalt gelagert werden. Bei grobkörnigen Böden mit Kiesanteil kann ein Probendurchmesser von 100 mm erforderlich sein.
Mit welchen Kosten muss ich für eine Bodenverflüssigungsanalyse in Ratingen rechnen?
Je nach Probenanzahl und erforderlichem Untersuchungsumfang bewegen sich die Kosten für eine vollständige Analyse inklusive Probenentnahme und zyklischer Triaxialversuche zwischen €1.960 und €3.700. Der Preis variiert mit der Tiefenlage und der Anzahl der zu prüfenden Homogenbereiche.
Können Sie auch Maßnahmen gegen Bodenverflüssigung planen?
Wir liefern die bodenmechanischen Kennwerte, die ein Fachplaner für die Dimensionierung von Maßnahmen benötigt. Dazu gehören die zyklische Scherfestigkeit und das Verformungsverhalten unter Erdbebenlast. Gängige Verfahren zur Baugrundverbesserung, die sich aus unseren Kennwerten ableiten lassen, sind Rütteldruckverdichtung, der Einbau von Schottersäulen oder Tiefeninjektionen zur Verfestigung des Korngerüsts.