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MASW / VS30 in Solingen: Scherwellengeschwindigkeit für Baugrundgutachten

Gemeinsam lösen wir die Herausforderungen von morgen.

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Die Klingenstadt Solingen, geprägt von steilen Hängen entlang der Wupper und einer industriellen Geschichte, die den Boden über Jahrhunderte geformt hat, stellt besondere Anforderungen an die Baugrunduntersuchung. Die Hanglagen und die heterogenen Verwitterungsböden aus devonischen Schiefern und Grauwacken erfordern eine präzise seismische Erkundung. Für Neubauten, insbesondere in den Hangbereichen von Gräfrath oder Ohligs, reicht eine rein punktuelle Bodenansprache oft nicht aus. Eine flächige Erfassung der Untergrunddynamik mittels MASW liefert die nötigen Steifigkeitsprofile, um Setzungsunterschiede und potenzielle Eigenfrequenzen des Baugrunds zuverlässig zu bewerten. Das Team des geotechnischen Labors führt diese Messungen seit Jahren in der Region durch und kennt die tückischen Übergänge zwischen Festgestein und Lockersedimenten, die für das Bergische Land so typisch sind.

Die Ermittlung der Vs30 ist in den heterogenen Honseler Schichten am Wupperhang kein Routinejob, sondern eine Frage der richtigen Feldgeometrie und Frequenzanalyse.

Methodik und Umfang

Solingen liegt geologisch im Rechtsrheinischen Schiefergebirge; unter einer meist geringmächtigen Lehm- oder Verwitterungsschicht stehen die sogenannten Honseler Schichten an. Die Verwitterungsfront ist hier selten homogen, sondern fällt treppenartig ab – eine Herausforderung für die Bestimmung der Scherwellengeschwindigkeit. Das MASW-Verfahren erlaubt es, ein geschlossenes Vs-Tiefenprofil zu gewinnen, ohne die massiven Störkörper zu übersehen, die bei Ramm- oder Drucksondierungen wie dem CPT-Versuch oft nur schwer durchörtert werden können. Die Oberflächenwelle reagiert empfindlich auf Steifigkeitskontraste und bildet die Tiefenlage des Felszersatzes zuverlässig ab. Ergänzend zur seismischen Methode kann eine Korngrößenanalyse die bindigen Deckschichten klassifizieren, was für die spätere Aushubplanung und die Festlegung der Baugrubenböschung entscheidend ist. Die Auswertung folgt dem aktuellen Stand der Technik unter Berücksichtigung des regionalen geologischen Modells des GD NRW, sodass keine pauschalen, sondern standortspezifische Vs30-Werte in das Erdbebengutachten einfließen.
MASW / VS30 in Solingen: Scherwellengeschwindigkeit für Baugrundgutachten
Technisches Referenzbild — Solingen

Standortspezifische Faktoren

In Solingen sehen wir bei Baugrundgutachten oft, dass die verwitterten Ton- und Schluffsteine fälschlich als tragfähiger Fels eingestuft werden, obwohl sie nur eine geringe Schersteifigkeit aufweisen. Ohne eine korrekte Vs-Messung kann ein Bauherr in der Bachaue der Wupper oder auf einer Altverfüllung in Wald böse Überraschungen erleben – die Baugrundklasse nach DIN 4149 bzw. der aktualisierten DIN EN 1998-1 würde in einem solchen Fall falsch eingestuft, was zu einer Unterdimensionierung der Bauwerksaussteifung führt. Besonders heikel ist der Effekt der seismischen Impedanz: Weiche Tone über steifem Fels können bei einem Nahbeben zu Resonanzphänomenen führen, die mit einer reinen Tabelle aus dem Baugrundatlas NRW nicht abgedeckt sind. Die tatsächliche Standortmessung eliminiert diese Unsicherheit und ist für Bauvorhaben der Geotechnischen Kategorie 2 und 3 unerlässlich.

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Typische Werte

ParameterTypischer Wert
VerfahrenAktive und passive Multichannel Analysis of Surface Waves
Normative GrundlageDIN EN 1998-1/NA (Erdbebenbemessung), DGGT-Empfehlungen
EindringtiefeBis 30 m (bei passiver Messung auch tiefer)
WellentypRayleigh-Wellen (Oberflächenwellen)
MessdauerCa. 1,5 – 3 Stunden pro Profil, je nach Untergrundrauschen
Ausgabeformat1D-Vs-Tiefenprofil, 2D-Vs-Sektion, Vs30-Wert
Geophonabstand1 m bis 5 m, adaptiv je nach Zielauflösung
AnregungsquelleVorschlaghammer / Fallgewicht; Umgebungsvibrationen für passiven Teil

Zugehörige Fachleistungen

01

Standortabhängiges Erdbebengutachten

Kombination aus aktiver und passiver MASW zur Ableitung eines repräsentativen Vs30-Wertes für den Baugrund in Solingen. Die Messung berücksichtigt die lokale Topografie und die besondere Geologie der Wupperterrassen, um das Antwortspektrum gemäß DIN EN 1998-1 exakt zu bestimmen.

02

Baugrunddynamische Kennwerte für Tiefbauprojekte

Bestimmung des Schermoduls Gmax in Abhängigkeit von der Tiefe. Diese Kennwerte sind essentiell für die numerische Simulation von Baugrubenwänden entlang der steilen Hänge in Solingen oder für die Prognose von Erschütterungsimmissionen beim Tunnelvortrieb in den verkarsteten Kalksteinbereichen.

Normativer Rahmen

DIN EN 1998-1:2010-12 (Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben), DIN EN 1998-1/NA:2021-01 (Nationaler Anhang), DGGT-Arbeitskreis 2.3 – Empfehlungen für seismische Oberflächenwellenverfahren, DIN EN ISO/IEC 17025 (Allgemeine Anforderungen an die Kompetenz von Prüf- und Kalibrierlaboratorien)

Fragen und Antworten

Was kostet eine MASW-Messung für ein Einfamilienhaus-Grundstück in Solingen?

Die Kosten für eine standortbezogene MASW-Messung in Solingen bewegen sich in der Regel zwischen 1.510 € und 2.700 €. Der genaue Preis hängt von der Anzahl der benötigten Arrayauslagen ab, die sich nach der Grundstücksgröße und der geforderten Erkundungstiefe richtet. Das Angebot umfasst stets die komplette Feldarbeit, die Dispersionsanalyse und die Inversionsrechnung bis zum prüffähigen Vs30-Bericht.

Wie unterscheidet sich das MASW-Verfahren von einer refraktionsseismischen Messung?

Die Refraktionsseismik nutzt die Laufzeiten der schnellsten Kompressionswellen (P-Wellen) und ist hervorragend geeignet, um die Tiefe des Felshorizonts zu bestimmen. Das MASW-Verfahren hingegen analysiert die frequenzabhängige Ausbreitung von Oberflächenwellen und bildet die Schersteifigkeit ab. In den verwitterten Schieferböden von Solingen erhalten wir mit MASW ein realistisches Vs-Profil, selbst wenn der Felszersatz keine klare refraktionsseismische Grenze zeigt.

Ist die Vs30-Messung in Hanglagen wie in Solingen-Gräfrath zuverlässig?

Ja, die Methode ist in Hanglagen anwendbar, erfordert aber eine erhöhte Sorgfalt. Das Feldteam führt eine detaillierte topografische Einmessung der Geophonlinien durch und wendet spezielle Auswerteroutinen an, um den Einfluss der geneigten Oberfläche auf die Dispersionskurve zu korrigieren. So lassen sich auch am Wupperhang normenkonforme Baugrundklassen ableiten.

Standort und Servicegebiet

Wir betreuen Projekte in Solingen und Umgebung.

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