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Seismische Mikrozonierung in Mönchengladbach: Laborgeophysik für standortspezifische Bodenantwort

Gemeinsam lösen wir die Herausforderungen von morgen.

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Der Geophon-Ausleger liegt auf dem Asphalt der L390, die seismische Quelle – ein beschleunigtes Fallgewicht – steht zwanzig Meter weiter auf einem Grünstreifen nahe Rheydt. In Mönchengladbach setzen wir für die seismische Mikrozonierung meist eine Kombination aus aktiver Multi-Channel Analysis of Surface Waves und passiven Array-Aufzeichnungen ein, weil die Lockergesteinsmächtigkeiten hier zwischen zwanzig und über achtzig Meter schwanken können. Die oberflächennahen Kiese der Jüngeren Hauptterrasse überlagern in weiten Teilen des Stadtgebiets tertiäre Feinsande und Tone, was zu einem markanten Impedanzkontrast führt, den wir mit dispersiven Rayleigh-Wellen gezielt auflösen. Gerade im Zuge von Nachverdichtungsprojekten oder der Umnutzung ehemaliger Textilareale muss die Baugrundklasse nach DIN EN 1998-1 standortgenau bestimmt werden, bevor ein Rüttelstopfverdichtungsgerät oder eine Rüttelverdichtung überhaupt sinnvoll dimensioniert werden kann.

Die Vs30-Kartierung in Mönchengladbach offenbart auf wenigen hundert Metern Distanz Sprünge der Bodenklasse von C nach D – eine Folge der kleinräumig wechselnden Quartärbasis.

Vorgehen und Leistungsumfang

Die Stadtgeschichte Mönchengladbachs ist geprägt von einer späten, aber schnellen Industrialisierung auf den Terrassenkanten der Niers und der Schwalm. Wo im neunzehnten Jahrhundert Webereien direkt auf verwitterten Sanden der Krefelder Scholle gründeten, stehen heute oft fünfgeschossige Wohnblöcke, deren Fundamentlasten völlig andere dynamische Anforderungen an den Untergrund stellen. Ein interessantes Detail: die seismische Mikrozonierung zeigt in den nördlichen Stadtteilen wie Neuwerk durch die dort oberflächennah anstehenden, steifen tertiären Tone tendenziell günstigere Scherwellengeschwindigkeiten (Vs30 oft über 300 m/s) als in den Flussauen der Niers im Süden. Wir ziehen bei unseren Kampagnen in Mönchengladbach immer die bodenmechanischen Laborergebnisse aus der Korngrößenanalyse und den Atterberg-Grenzen parallel heran, da die Feinkornanteile und Plastizitätszahlen direkt in die Bewertung des Verflüssigungspotenzials nach DIN EN 1998-5 eingehen. Die Abgrenzung zwischen den pleistozänen Terrassenkörpern und den holozänen Auen gelingt mit dem Surface-Wave-Verfahren oft auf wenige Meter genau, was für die Absteckung der Homogenbereiche im Baugrundgutachten entscheidend ist.
Seismische Mikrozonierung in Mönchengladbach: Laborgeophysik für standortspezifische Bodenantwort
Technisches Referenzbild — Monchengladbach

Örtliche Baugrundfaktoren

Vergleichen wir mal den Stadtteil Rheydt mit dem eher ländlich geprägten Wickrath. In Rheydt finden wir unter einer dünnen Auffüllungsschicht oft den sehr dicht gelagerten Hauptterrassenkies, was im ersten Reflex zu einer Einstufung in Baugrundklasse C führt. Wickrath dagegen liegt im Einfluss der Niersaue, wo bis in mehrere Meter Tiefe weiche Auenlehme und Torflinsen auftreten, die im seismischen Lastfall eine deutliche Amplitudenverstärkung verursachen können. Ohne eine standortspezifische seismische Mikrozonierung bestünde die Gefahr, dass für beide Standorte pauschal ein konservativer, aber unwirtschaftlicher Bemessungsansatz gewählt wird – oder schlimmer noch, ein zu optimistischer. Gerade bei Vorhaben in der Erdbebenzone 2 nach DIN EN 1998-1/NA, in die Teile Mönchengladbachs fallen, kann eine zu niedrig angesetzte Bodenbeschleunigung in Kombination mit weichen Deckschichten zu Resonanzeffekten an Gebäuden mittlerer Höhe führen. Wir haben in einem Projekt an der Dahlener Straße selbst erlebt, wie eine scheinbar homogene Sandlinse im MASW-Profil eine lokale Inversionszone zeigte, die erst nach einer ergänzenden Baugrundbohrung mit SPT als locker gelagerter, wasserführender Sand interpretiert werden konnte – ein klarer Fall von potenzieller zyklischer Mobilität.

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Technische Daten

ParameterTypischer Wert
Typische Messkonfiguration aktiv24 Geophone, 4,5 Hz, 2–5 m Abstand
Passive Array-GeometrieKreisarray mit 50–100 m Apertur
Erkundungstiefe MASWBis 30 m (aktiv), bis 100 m (passiv kombiniert)
ZielgrößeVs30, Vs,Tiefenprofil, Bodenklasse nach DIN EN 1998-1
Anregung aktivFallgewicht 50 kg oder beschleunigtes Impulsgewicht
DatenqualitätDispersionkurve bis mindestens 10 Hz auswertbar
BerichtsumfangScherwellenprofil, Vs30-Karte, Baugrundklassen-Raster
Normative GrundlageDIN EN 1998-1:2010-12, DIN 4150

Ergänzende Leistungen

01

Aktive & passive MASW-Messung

Kombination aus 24-Kanal-Landstreamer und drahtlosen 3-Komponenten-Stationen zur lückenlosen Abbildung des Vs-Profils von der Geländeoberkante bis zum Ingenieurfels in über 80 m Tiefe.

02

Seismische Refraktionstomographie

Ergänzende P-Wellen-Messung zur Abgrenzung von Auffüllungen, Kiesbänken und Tonlinsen im Lockergestein. Besonders geeignet für die Baugrubenplanung in den innerstädtischen Quartieren Mönchengladbachs.

03

Bestimmung dynamischer Bodenkennwerte

Ermittlung von Schubmodul Gmax und Dämpfung D aus der Inversionsrechnung der Dispersionskurve, aufbereitet für die direkte Eingabe in FE-Berechnungsmodelle nach dem Hardin-Drnevich-Modell.

Normativer Rahmen

DIN EN 1998-1:2010-12 (Eurocode 8, Teil 1), DIN EN 1998-5 (Eurocode 8, Gründungen, Stützbauwerke), DIN 4150 (Erschütterungen im Bauwesen), DIN EN ISO/IEC 17025 (Laborakkreditierung)

Häufige Fragen

Welche Baugrundklasse ergibt sich typischerweise für die Hauptterrasse in Mönchengladbach?

Die dicht gelagerten Sande und Kiese der Jüngeren Hauptterrasse erreichen in Mönchengladbach meistens Vs30-Werte zwischen 250 und 400 m/s. Das entspricht nach DIN EN 1998-1 der Baugrundklasse C. Lokal kann bei sehr flach anstehendem, steifem Tertiärton sogar Klasse B erreicht werden.

Bis in welche Tiefe messen Sie die Scherwellengeschwindigkeit?

Mit der aktiven MASW-Konfiguration erreichen wir zuverlässig Tiefen von 25 bis 30 Metern. Für tiefere Horizonte, etwa zur Erkundung der Quartärbasis in den Niersauen, setzen wir passive Array-Methoden ein, die bei entsprechender Apertur Profile bis 100 Meter und mehr liefern.

Brauche ich die Mikrozonierung auch für ein Einfamilienhaus in der Erdbebenzone 2?

Für ein Einfamilienhaus in Mönchengladbach ist eine flächige Mikrozonierung nicht zwingend vorgeschrieben. Aber wenn das Grundstück in einem geologisch sensiblen Bereich wie der Niersaue oder auf einer Altlastenverdachtsfläche liegt, liefert eine einzelne MASW-Messung die sichere Grundlage für die Wahl des Bemessungsspektrums und spart oft teure Überdimensionierung.

Kombinieren Sie die seismische Messung mit direkten Aufschlüssen?

Ja, das ist unser Standardvorgehen in Mönchengladbach. Wir empfehlen mindestens eine Rammkernsondierung oder eine Baggerschürfung direkt am Messprofil, um die geophysikalischen Schichtgrenzen lithologisch zu kalibrieren. Erst die Kombination aus Laborversuch und Feldseismik ergibt ein belastbares Baugrundmodell.

Standort und Servicegebiet

Wir betreuen Projekte in Monchengladbach und Umgebung.

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