GEOTECHNIK
PFORZHEIM
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MASW / VS30 – Scherwellengeschwindigkeit in Pforzheim präzise erfassen

Geotechnik mit regionalem Urteilsvermögen.

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Pforzheims Baugrund ist eine geotechnische Herausforderung – und das seit dem Wiederaufbau nach 1945. Die Stadt wuchs nicht nur ins flache Enztal, sondern zog sich mit ihren Hanglagen bis an die Ausläufer des Nordschwarzwalds. Wer heute in der Südweststadt oder in Brötzingen ein Mehrfamilienhaus plant, steht oft auf verwittertem Buntsandstein oder aufgefüllten Tälern der Würm. Die oberflächennahe Erkundung allein reicht hier nicht. Die seismische Standortklasse – und damit die Bauwerkssteifigkeit – hängt direkt von der mittleren Scherwellengeschwindigkeit Vs,30 ab. Unser Team setzt dafür das MASW-Verfahren ein, eine zerstörungsfreie Feldmethode, die in engen innerstädtischen Baulücken genauso funktioniert wie auf weitläufigen Gewerbegrundstücken in der Wilferdinger Höhe. Ergänzend zur reinen Geschwindigkeitsmessung kombinieren wir die Ergebnisse bei tieferen Fragestellungen mit einer Sondierbohrung (SPT), um den Schichtenaufbau punktuell zu kalibrieren und die dynamischen Bodenkennwerte abzusichern.

Der Vs,30-Wert bestimmt in Pforzheim die Erdbebenlast – eine reine geologische Einstufung unterschätzt die weichen Talfüllungen oft um eine halbe Baugrundklasse.

Unsere Leistungsbereiche

Unser Ansatz

In Pforzheim sehen wir immer wieder, dass die geologische Karte allein nicht ausreicht, um die seismische Antwort eines Standorts zu beurteilen. Gerade die quartären Talfüllungen entlang der Enz zeigen eine hohe laterale Variabilität – hier wechseln sandige Kiese mit weichen Auelehmen auf wenigen Metern. Eine reine Sondierung erfasst diesen Wechsel nur punktuell. Das MASW-Verfahren hingegen tastet den Untergrund entlang einer Linie ab und mittelt die Steifigkeit über das gesamte Messprofil. Diese integrale Aussage ist genau das, was der Eurocode 8 für die Bestimmung der Baugrundklasse verlangt. Für Bauvorhaben, bei denen später mit bindigen Deckschichten zu rechnen ist, bieten wir parallel die Bestimmung der Atterberg-Grenzen an, um das Verformungsverhalten der oberen Horizonte auch statisch zu charakterisieren.
MASW / VS30 – Scherwellengeschwindigkeit in Pforzheim präzise erfassen
Technische Referenz — Pforzheim

Lokale Besonderheiten

Ein Neubau in der Oststadt, direkt am Hangfuß – der Baugrund schien auf den ersten Blick tragfähig: verwitterter Buntsandstein in geringer Tiefe. Die Baugrundklasse wurde vom Planer zunächst als B (mäßig steif) angenommen. Die MASW-Messung zeigte jedoch ein abweichendes Bild: Unter einer dünnen, steifen Verwitterungsschale folgte eine Zone mit stark aufgelockertem Fels, deren Scherwellengeschwindigkeit deutlich unter 350 m/s lag. Das korrespondierende Antwortspektrum fiel damit um 20 % höher aus als in der ursprünglichen Annahme. Hätte man die Messung ausgelassen, wäre das Tragwerk für die falsche seismische Einwirkung bemessen worden. In Pforzheim, das in der Erdbebenzone 1 mit signifikanten Untergrundverstärkungen liegt, ist eine falsche Klassifizierung kein theoretisches Risiko mehr – sie führt zu realen Sicherheitsdefiziten oder, im umgekehrten Fall, zu unnötiger Überdimensionierung.

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Maßgebliche Normen

DIN EN 1998-1:2010-12 (Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben), DIN EN 1998-1/NA:2011-01 (Nationaler Anhang), DIN 4150 (Erschütterungen im Bauwesen, Teil 1 und 3), Baugrundklassifikation gemäß DIN EN 1998-1/NA, Tabelle NA.1

Technische Daten

ParameterTypischer Wert
MessverfahrenMASW (aktive Mehrkanal-Analyse von Oberflächenwellen)
Max. Erkundungstiefe25–35 m (abhängig von Geophonauslage und Untergrundsteifigkeit)
ZielgrößeVs,30 (mittlere Scherwellengeschwindigkeit der oberen 30 m)
AnregungImpulsquelle (Fallgewicht oder Vorschlaghammer) mit reproduzierbarer Signatur
AuswerteverfahrenInversion der Rayleigh-Wellen-Dispersionskurve
Normative GrundlageDIN EN 1998-1:2010-12 mit NA, ergänzend DIN 4150
Ergebnisformat1D-Vs-Profil, Vs,30-Berechnung, Baugrundklasse nach EC8

Gängige Fragen

Wann ist in Pforzheim eine VS30-Messung nach DIN EN 1998-1 erforderlich?

Immer dann, wenn die Erdbebeneinwirkung nicht allein über die geologische Karte klassifiziert werden kann. In Pforzheim betrifft das vor allem Bauvorhaben in den Talfüllungen von Enz, Nagold und Würm sowie in Hanglagen mit unklarer Verwitterungstiefe. Der Nationale Anhang fordert eine direkte Messung der Scherwellengeschwindigkeit, sobald die Baugrundklasse unsicher ist oder Bauwerke der Bedeutungskategorie III und IV bemessen werden.

Wie läuft eine MASW-Messung auf einem innerstädtischen Grundstück ab?

Wir verlegen eine 24- oder 48-kanalige Geophonlinie auf dem verfügbaren freien Gelände – die Auslage benötigt typischerweise 30 bis 50 Meter Länge. Mit einem elektromechanischen Impulsgeber erzeugen wir reproduzierbare Oberflächenwellen. Die eigentliche Messung dauert etwa eine Stunde, die Auswertung mit Inversion der Dispersionskurve erfolgt anschließend im Labor. Bei sehr beengten Verhältnissen in Pforzheims Kernstadt arbeiten wir mit verkürzten Auslagen und erhöhter Quellfrequenz.

Welchen Einfluss hat der Vs,30-Wert auf die Baukosten?

Ein niedriger Vs,30-Wert führt zu einer ungünstigeren Baugrundklasse und damit zu höheren Erdbebenlasten im Antwortspektrum. Das kann dickere Wandscheiben, höhere Bewehrungsgrade oder zusätzliche Aussteifungselemente erforderlich machen. Umgekehrt kann eine gemessene, günstigere Einstufung die Konstruktion wirtschaftlicher machen. Die Messung selbst kostet in Pforzheim zwischen 1.640 € und 2.500 €, abhängig von Auslagelänge und Auswerteaufwand.

Kann man MASW auch auf asphaltierten Flächen durchführen?

Ja, das ist möglich. Wir koppeln die Geophone mit speziellen Adaptern oder Wachs direkt auf den Asphalt. Die Impulsanregung erfolgt über eine Stahlplatte. Allerdings muss sichergestellt sein, dass die Asphaltdecke fest mit dem Untergrund verbunden ist und keine Hohlräume darunter liegen – sonst wird das Signal gedämpft und die Inversion ungenau. In Pforzheims Gewerbegebieten ist das ein häufiger Fall.

Welche Baugrundklassen kommen in Pforzheim typischerweise vor?

Die Spanne reicht von Klasse A (festes Felsgestein, z. B. unverwitterter Buntsandstein in Hanglagen) über Klasse B (mäßig steife Sandsteine und dicht gelagerte Kiese) bis zu Klasse C (weiche Auenlehme und tiefgründig verwitterte Zonen in den Tälern). In den quartären Füllungen der Enz haben wir lokal sogar Vs,30-Werte gemessen, die im Grenzbereich zu einer noch ungünstigeren Einstufung liegen. Eine pauschale Annahme ist hier nicht möglich.

Standort und Servicegebiet

Wir betreuen Projekte in Pforzheim und Umgebung.

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