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MASW / VS30 – Scherwellengeschwindigkeit für die Baugrundbewertung in Neuss

Solide Grundlagen. Solide Entscheidungen.

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Ein Ingenieurbüro plante kürzlich ein fünfgeschossiges Wohn- und Geschäftshaus nahe der Neusser Innenstadt, nur wenige hundert Meter vom Rhein entfernt. Das Projekt steckte in der Genehmigungsphase fest: Für den Standort mit seinen quartären Lockersedimenten und Auelehmen verlangte die Bauaufsicht einen rechnerischen Nachweis der Bodenklasse nach DIN EN 1998-1/NA. Bohrungen allein reichten nicht, weil die dynamischen Steifigkeiten im oberflächennahen Bereich unklar blieben. Genau an diesem Punkt setzen wir mit der seismischen Mikrozonierung an: Unser Messfahrzeug stand am nächsten Morgen auf dem Grundstück, und innerhalb von vier Stunden hatten wir das vollständige Scherwellenprofil bis in 30 Meter Tiefe erfasst. Der VS30-Wert lag bei 210 m/s – das bedeutete Bodenklasse C und damit klare Vorgaben für den rechnerischen Nachweis der Gründung. Seither begleiten wir regelmäßig Neubauvorhaben zwischen den Rheinterrassen und dem Stadtwald mit aktiver Seismik, weil die Baugrundverhältnisse hier auf kurzer Distanz wechseln und vereinfachte Annahmen schnell in die Irre führen.

Die MASW-Methode ist das einzige nicht-invasive Verfahren, das ein kontinuierliches Vs-Tiefenprofil liefert – unverzichtbar für die realistische Einstufung in Bodenklassen nach DIN EN 1998-1.

Unsere Leistungsbereiche

Ablauf und Umfang

In Neuss begegnet uns immer wieder der gleiche Planungsfehler: Tragwerksplaner übernehmen pauschal die Bodenklasse aus Nachbarprojekten oder stützen sich auf veraltete geologische Karten. Der Untergrund entlang des linken Niederrheins ist jedoch extrem heterogen – innerhalb von hundert Metern wechseln sich sandige Hochflutablagerungen, tonige Schluffe und kiesige Rheinrinnenfüllungen ab. Ein um fünfzig Meter versetztes Bauwerk kann daher in einer völlig anderen Baugrundklasse stehen. Mit einem aktiven MASW-Array aus 24 Geophonen und einem geregelten Impulsgeber messen wir die Dispersion der Rayleigh-Wellen und invertieren daraus das Vs-Profil. Die Methode ist zerstörungsfrei, benötigt keine Bohrung und liefert dennoch belastbare Kennwerte für die Baugrunduntersuchung mittels SPT-Bohrung, wenn später ergänzende Aufschlüsse nötig werden. Besonders bei Projekten am Rheinufer, wo der Grundwasserspiegel hoch ansteht, zeigt sich der Vorteil der Oberflächenwellenanalyse: Sie wird durch gesättigte Böden nicht beeinträchtigt und erfasst auch weiche Schichten, die bei einer reinen Sondierung leicht übersehen werden. Zusätzlich kombinieren wir die Messergebnisse bei Bedarf mit einer seismischen Refraktionsmessung, um auch die P-Wellen-Geschwindigkeiten für die Baugrubenplanung zu quantifizieren.
MASW / VS30 – Scherwellengeschwindigkeit für die Baugrundbewertung in Neuss
Technische Referenz — Neuss

Lokaler geotechnischer Kontext

Neuss liegt mit rund 155.000 Einwohnern in einer seismisch moderaten, aber nicht inaktiven Zone: Die Niederrheinische Bucht zählt zu den tektonisch aktivsten Regionen Deutschlands, und das Erdbeben von Roermond 1992 mit einer Magnitude von 5,9 ist vielen älteren Neussern noch in Erinnerung. Die Kombination aus Lockergesteinsböden und potenzieller seismischer Einwirkung erzeugt ein reales Risiko für Bauwerke ohne standortgerechte dynamische Bemessung. Wird der VS30-Wert unterschätzt – etwa weil ein steifer Kieshorizont oberflächlich ansteht, darunter aber mächtige weiche Tone lagern –, fällt die rechnerische Bodenklasse zu günstig aus, und das Bauwerk erhält weniger Duktilitätsreserve als erforderlich. Im umgekehrten Fall führt eine zu konservative Einstufung zu unnötig hohen Bewehrungsgraden und Stahlkosten. Die MASW-Messung schafft hier Klarheit, indem sie die Steifigkeit des gesamten oberen 30-Meter-Pakets integral erfasst und eine normkonforme Klassifizierung nach DIN EN 1998-1/NA ermöglicht. Für kritische Infrastrukturbauten mit erhöhtem Schutzbedarf empfehlen wir zudem, die Ergebnisse mit einem standortspezifischen Verflüssigungsgutachten abzugleichen, falls gesättigte Sande in der Tiefe angetroffen werden.

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Geltende Normen

DIN EN 1998-1/NA:2021 – Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben, DIN 4149:2005 – Bauten in deutschen Erdbebengebieten (bauaufsichtlich eingeführt), DIN 4020:2010 – Geotechnische Untersuchungen für bautechnische Zwecke, DIN EN ISO 22476-3 – Rammsondierungen (ergänzend zur Kalibrierung), DGGT-Empfehlung Nr. 3 – Messung der Scherwellengeschwindigkeit

Technische Parameter

ParameterTypischer Wert
MessprinzipAktive Multikanal-Analyse von Oberflächenwellen (Rayleigh-Wellen)
Geophonarray24 Vertikalgeophone (4,5 Hz), linearer Spread
EnergiequelleImpulsgeber mit geregeltem Fallgewicht (10 kg), Vertikalstack
Maximale ErkundungstiefeBis 40 m abhängig von Array-Länge und Untergrundsteifigkeit
ZielgrößeVs-Profil, VS30, Bodenklasse nach DIN EN 1998-1/NA
Aufzeichnungsgerät24-Bit-Seismograf, Abtastrate 0,125 ms
Datenverarbeitungf-k-Transformation, Dispersionsinversion nach Haskell-Thomson
BerichtsumfangVs-Tiefenprofil, VS30-Berechnung, Klassifizierung nach DIN 4149 und DIN EN 1998-1

Häufige Fragen

Was kostet eine MASW-Messung zur VS30-Bestimmung in Neuss?

Für ein Standardprofil mit aktivem MASW-Array und normkonformer VS30-Auswertung liegt der Preisrahmen bei €1.700 bis €2.850, abhängig von der Zugänglichkeit des Geländes und der erforderlichen Erkundungstiefe. Die Endsumme umfasst die komplette Messkampagne vor Ort, die seismische Datenverarbeitung mit Dispersionsinversion und den prüffähigen Bericht mit Baugrundklasse. Bei Kombination mit einer Refraktionsmessung liegen die Kosten im oberen Bereich des genannten Rahmens.

Welche Bodenklassen kann die MASW-Messung in Neuss unterscheiden?

Die Methode liefert das Vs-Profil und den VS30-Wert, aus dem sich die Baugrundklassen A (Fels, VS30 > 800 m/s) bis D (Lockersedimente, VS30 < 180 m/s) nach DIN EN 1998-1/NA ableiten lassen. In Neuss treffen wir überwiegend die Klassen B (mäßig verwitterter Kies), C (quartäre Sande und Schluffe) und D (Auelehm, junge Flussablagerungen) an. Bei VS30-Werten unter 100 m/s ist zusätzlich eine Überprüfung auf Sonderklasse S1 oder S2 erforderlich.

Wie tief reicht die MASW-Messung und reicht das für die VS30-Berechnung?

Mit einem 46 Meter langen Geophonarray erreichen wir zuverlässig Erkundungstiefen von 30 bis 35 Metern – das ist exakt der für die VS30-Berechnung geforderte Tiefenbereich. Bei sehr steifen Böden mit hoher Wellengeschwindigkeit kann die Eindringtiefe auf bis zu 40 Meter steigen, da längere Wellenlängen angeregt werden. Die Auflösung ist im oberen Bereich am höchsten, was für die Gründungsbeurteilung entscheidend ist.

Muss für die MASW-Messung gebohrt oder gegraben werden?

Nein, das Verfahren ist vollständig zerstörungsfrei. Die Geophone werden mit Metallspikes oberflächlich in den Boden gesteckt und nach der Messung rückstandsfrei entfernt. Die Anregung erfolgt mit einem Fallgewicht auf einer Kunststoffplatte. Es entstehen keine Bohrlöcher, keine Bodenproben und keine Eingriffe in den Untergrund. Die Messung kann auf asphaltierten Flächen, Rasen oder Schotter durchgeführt werden – lediglich auf Pflaster mit Hohlräumen unter den Steinen ist eine gute Ankopplung der Geophone manchmal erschwert.

Standort und Servicegebiet

Wir betreuen Projekte in Neuss und Umgebung.

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