GEOTECHNIK
INGOLSTADT
StartseiteGeophysikMASW / VS30 (Scherwellengeschwindigkeit)

MASW / VS30 – Scherwellengeschwindigkeit für die Baugrundklassifikation in Ingolstadt

Fachkundig. Gründlich. Effizient.

MEHR ERFAHREN

Ein Fehler, der bei der Gründungsplanung in Ingolstadt immer wieder auftaucht, ist die pauschale Annahme von Baugrundklasse C ohne eine belastbare geophysikalische Bestätigung. Die quartären Schotterterrassen der Donau, die den Untergrund großer Teile der Stadt prägen, sind lateral und vertikal extrem heterogen – in nur 30 Metern Tiefe können die Steifigkeitsverhältnisse zwischen einem verwitterungsresistenten Kalksteinkies und einem locker gelagerten, grundwasserführenden Sand wechseln. Das Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW)-Verfahren liefert hier ein detailliertes Profil der Scherwellengeschwindigkeit, das eine präzise Zuordnung zu den Untergrundklassen nach DIN EN 1998-1/NA erst ermöglicht. Ohne diese Daten wird entweder unwirtschaftlich tief gegründet oder das tatsächliche Risiko einer seismischen Standortverstärkung unterschätzt. Eine korrekte Vs30-Bestimmung ist daher kein bürokratischer Mehraufwand, sondern die technische Grundlage, um in den Mischböden des Ingolstädter Beckens zwischen einem Sondierbohrung und einem seismischen Mikrozonierung die richtige Entscheidung zu treffen.

Die Vs30 ist nicht nur eine Klassifizierungszahl, sondern ein physikalischer Indikator für das Schwingungsverhalten des Baugrunds im Erdbebenfall.

Unsere Leistungsbereiche

Ablauf und Umfang

Die geotechnische Charakterisierung Ingolstadts ist ohne einen Blick auf die Stadtentwicklung des 20. Jahrhunderts unvollständig. Die Expansion der Audi-Werke und der Wohngebiete nach Norden und Osten hat dazu geführt, dass heute auf anthropogen überprägten und teilweise aufgefüllten Kiesböden gebaut wird, deren dynamische Eigenschaften oft von denen des gewachsenen Untergrunds abweichen. Die MASW-Messtechnik kartiert diese Unterschiede über ein aktives seismisches Array, das die Dispersion der Rayleigh-Wellen auswertet und daraus ein Scherwellengeschwindigkeits-Tiefenprofil bis üblicherweise 30 Meter invertiert. Der entscheidende Parameter ist der Vs30-Wert, der das harmonische Mittel der Geschwindigkeiten in den oberen 30 Metern darstellt und als Eingangsgröße für die Antwortspektren nach dem nationalen Anhang des Eurocode 8 dient. In den südlichen Stadtteilen nahe der Donauauen kann die Vs30 aufgrund der eingelagerten organischen Sedimente deutlich unter 300 m/s fallen, während die Hochterrassen im Westen Werte über 500 m/s erreichen. Für die Gründungsbemessung ist diese Unterscheidung essenziell, denn sie beeinflusst direkt die Boden-Bauwerk-Interaktion und die anzusetzenden seismischen Lasten.
MASW / VS30 – Scherwellengeschwindigkeit für die Baugrundklassifikation in Ingolstadt
Technische Referenz — Ingolstadt

Lokaler geotechnischer Kontext

Der Vergleich zwischen dem Untergrund im Gewerbegebiet Ingolstadt-Nordwest und den Wohnlagen im Donautal östlich des Klenzeparks illustriert das seismische Risiko, das ohne MASW-Daten verborgen bleibt. Im Nordwesten dominieren pleistozäne Niederterrassenschotter mit hoher Lagerungsdichte und einer Vs30 um 450 m/s – ein Untergrund, der seismische Wellen vergleichsweise moderat verstärkt und eine Zuordnung zur Baugrundklasse B oder C erlaubt. Die Auenböden im Donautal hingegen bestehen aus einer Wechsellagerung von Hochflutlehmen und Torflinsen, deren geringe Steifigkeit zu einer ausgeprägten Standortverstärkung bei Frequenzen zwischen 1 und 5 Hz führt. Hier kann die Vs30 auf unter 250 m/s abrutschen, was eine Einstufung in Klasse D und damit eine Verdoppelung der anzusetzenden Bodenbeschleunigung im Vergleich zum Felsreferenzwert (Klasse A) bedeutet. Das Tückische daran: Diese Laterale wird mit herkömmlichen Sondierungen oft nicht erfasst, weil die Torflinsen nur wenige Dezimeter mächtig sind, aber die gesamte Impedanz des oberflächennahen Schichtpakets verändern. MASW ist das einzige zerstörungsfreie Verfahren, das diese Inhomogenitäten flächig abbildet und so die Übergänge zwischen den Baugrundklassen sichtbar macht.

Benötigen Sie eine geotechnische Bewertung?

Antwort innerhalb von 24h.

E-Mail: info@geotechnik.vip

Referenznormen

DIN EN 1998-1/NA:2021-07 – Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben, Nationaler Anhang, DIN EN 1998-5 – Gründungen, Stützbauwerke und geotechnische Aspekte, DIN EN 1997-1:2014-03 – Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik, DIN 4150-2 – Erschütterungen im Bauwesen, Einwirkungen auf Menschen in Gebäuden

Technische Daten

ParameterTypischer Wert
VerfahrenMASW (aktive Seismik mit Oberflächenwellen)
Messtiefe (Standard)bis 30 m u. GOK (erweiterbar auf 50 m)
ZielgrößeVs30, Scherwellengeschwindigkeits-Tiefenprofil
Geophonabstand1–5 m je nach Auflösung und Tiefenanspruch
ErregerquelleVorschlaghammer (8–12 kg) oder Gewichtsfallplatte
DatenauswertungDispersionsanalyse (f-k) und genetische Inversion
Normative ReferenzDIN EN 1998-1/NA, DIN 4150-2
BerichtsumfangVs-Tiefenprofil, Vs30-Berechnung, Baugrundklasse (A–E)

Gängige Fragen

Was misst das MASW-Verfahren genau und wie unterscheidet es sich von einer Bohrlochgeophysik?

MASW zeichnet die an der Oberfläche ankommenden Rayleigh-Wellen auf, die durch einen Hammerschlag oder ein Fallgewicht erzeugt werden. Aus der Dispersion – also der frequenzabhängigen Ausbreitungsgeschwindigkeit – wird durch einen Inversionsprozess das vertikale Scherwellengeschwindigkeitsprofil rekonstruiert. Der Vorteil gegenüber einem Downhole-Seismikverfahren im Bohrloch: MASW ist vollständig zerstörungsfrei, benötigt keine Verrohrung und mittelt die Geschwindigkeit über einen horizontalen Array-Bereich, was besonders bei den heterogenen Schotterböden Ingolstadts repräsentativere Werte liefert als eine punktuelle Bohrlochmessung.

Wie tief kann die MASW-Messung in den Donauschottern eindringen?

Die Eindringtiefe ist eine Funktion der Array-Länge und der erzeugten Frequenz. Mit einem 47 m langen Array und einem 12 kg schweren Vorschlaghammer als Quelle erreichen wir in den Ingolstädter Terrassenschottern eine zuverlässige Auflösung bis in 30 m Tiefe. Bei Bedarf – etwa für Bauwerke mit tiefen Pfahlgründungen – kann die Array-Länge auf 92 m erweitert werden, womit Eindringtiefen bis 50 m realisierbar sind. Die Grenze liegt dort, wo die Schottermatrix stark verhärtet ist und die Oberflächenwellen zu schwach angeregt werden.

Warum wird die Vs30 für die Erdbebenbemessung nach EC8 benötigt?

Die Vs30 ist der zentrale Parameter zur Einteilung des Baugrunds in die Klassen A bis E, die in Tabelle NA.1 des nationalen Anhangs zur DIN EN 1998-1 definiert sind. Jede dieser Klassen hat ein eigenes elastisches Antwortspektrum, das die Bodenbeschleunigung und die spektrale Verstärkung in Abhängigkeit von der Schwingzeit festlegt. Eine falsche Klassifizierung – etwa die Annahme von Klasse C, obwohl tatsächlich Klasse D vorliegt – führt zu einer Fehlbemessung der Erdbebenlasten um den Faktor 1,2 bis 1,6. Für ein Bauwerk in Ingolstadt, das in der Erdbebenzone 2 liegt, bedeutet das konkret: eine Unterschätzung der horizontalen Bemessungsbodenbeschleunigung von 0,6 auf 0,4 m/s², was in der Standsicherheitsberechnung nicht akzeptabel ist.

Mit welchen Kosten muss man für eine MASW-Messung in Ingolstadt rechnen?

Die Kosten für eine vollständige MASW-Messkampagne inklusive Array-Auslage, Messung vor Ort, Datenprozessierung und einem normenkonformen Bericht mit Vs30-Berechnung liegen im Bereich von €1.580 bis €2.750. Der Preis hängt von der Anzahl der Messlinien, der gewünschten Messtiefe und der Zugänglichkeit des Geländes ab. Flächige Kartierungen für größere Gewerbegrundstücke oder kombinierte MASW-Refraktionsmessungen befinden sich am oberen Ende dieser Spanne.

Kann eine MASW-Messung auch auf asphaltierten Flächen durchgeführt werden?

Ja, die Messung ist auf Asphalt oder Beton problemlos möglich. Die Geophone werden mit Haftplatten direkt auf dem befestigten Untergrund fixiert, und die Anregung erfolgt mit einem Impulsgeber, der auf die Oberfläche schlägt. Allerdings muss bei der Datenauswertung die hochsteife Deckschicht im Inversionsmodell korrekt parametrisiert werden, da sie sonst die Vs30 künstlich anhebt. Unser Team hat Erfahrung mit solchen Standortbedingungen, die bei vielen Gewerbeobjekten in Ingolstadt-Nordwest und auf dem Werksgelände der Audi AG typisch sind.

Standort und Servicegebiet

Wir betreuen Projekte in Ingolstadt und Umgebung.

Größere Karte ansehen