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BRAUNSCHWEIG
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MASW / VS30 (Scherwellengeschwindigkeit) in Braunschweig

Solide Grundlagen. Solide Entscheidungen.

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Die DIN EN 1998-1/NA fordert für Erdbebenzonen in Deutschland eine belastbare Untergrundklassifikation – und in Braunschweig mit seinen quartären Lockergesteinsfüllungen über mesozoischem Festgestein wird das schnell komplex. Wir messen die mittlere Scherwellengeschwindigkeit bis 30 m Tiefe (VS30) mit dem MASW-Verfahren, weil Bohrlochseismik hier oft an der Heterogenität des Talschotters scheitert. Die Stadt liegt zwar nicht in der höchsten Erdbebenzone, aber die Beckenlage mit mächtigen Talfüllungen aus der Saale-Kaltzeit kann Site-Effekte erzeugen, die ohne aktive Seismik unterschätzt bleiben. Unsere Messkampagnen laufen meist entlang der Oker-Aue oder auf den Schotterterrassen des Aller-Urstromtals, wo schon 50 Meter lateraler Versatz den VS30-Wert um 100 m/s verschieben können. Gerade bei Gründungen für Hochbauten in den östlichen Stadtteilen nahe der ehemaligen Braunkohletagebaue haben wir immer wieder überraschende Steifigkeitskontraste dokumentiert, die reinen Bohrsondierungen verborgen geblieben wären.

In Braunschweigs Talschottern liefern wir mit MASW standortgenaue VS30-Werte, die eine Überdimensionierung der Erdbebenersatzlasten vermeiden.

Unsere Leistungsbereiche

Vorgehen und Leistungsumfang

Ein zwölfgeschossiger Wohnblock am Ringgleis, konzipiert mit einer elastisch gebetteten Bodenplatte, zeigte im Baugrundgutachten zunächst einen homogenen Sandkies. Erst die MASW-Profillinie quer zur Gebäudeachse machte sichtbar, dass unter der Nordhälfte ab 8 m Tiefe ein verwitterter Tonsteinhorizont mit VS-Werten von 480 m/s ansteht, während die Südhälfte auf locker gelagerten Niederterrassenschottern mit nur 210 m/s gründen sollte – ein Setzungsunterschied, den die statische Bemessung ohne seismische Information nicht abgebildet hätte. Wir arbeiten mit aktiver und passiver Quellengeometrie, üblicherweise mit einem 24-Kanal-Geophonarray und 4,5-Hz-Receivern, und erfassen die Dispersion der Rayleigh-Wellen im Frequenzbereich von 5 bis 30 Hz. Die Inversion liefert ein 1D-VS-Profil direkt am Messpunkt; durch laterale Interpolation mehrerer Lines entsteht ein quasi-2D-Modell, das in Braunschweigs Rinnenstrukturen oft aussagekräftiger ist als ein einzelnes Downhole-Log. Kombiniert mit Bohrlochsondierungen (SPT) zur Kalibrierung an einem Referenzpunkt lassen sich die Schichtgrenzen bis in 30 m Tiefe mit einer Unsicherheit von unter 15 % auflösen – ausreichend für die Standortklasse nach Tabelle NA.2 des nationalen Anhangs.
MASW / VS30 (Scherwellengeschwindigkeit) in Braunschweig
Technische Referenz — Braunschweig

Lokaler geotechnischer Kontext

Braunschweig liegt klimatisch im Übergangsbereich zwischen maritimem und kontinentalem Einfluss – das bedeutet für die MASW-Messung, dass die ungesättigte Deckschicht je nach Jahreszeit zwischen 1,2 und 2,5 m Mächtigkeit schwankt. Im Spätsommer, wenn der Grundwasserspiegel in der Oker-Niederung auf saisonales Minimum fällt, trocknen die oberen Sande aus und die Rayleigh-Wellen-Dispersion wird im Hochfrequenzbereich unruhig, was die Auflösung der obersten 5 Meter verschlechtert. Wir kompensieren das durch eine kombinierte Auswertung mit passiver Mikrotremor-Aufzeichnung, die im Langzeitfenster die tieferen Moden stabilisiert. Der eigentliche Risikotreiber in Braunschweig ist aber die laterale Inhomogenität: In den Randbereichen des Aller-Urstromtals wechseln Rinnenfüllungen aus Beckenschluff mit glazialen Kiesen auf Distanzen von weniger als 20 Metern. Ein einzelner MASW-Messpunkt kann hier eine Standortklasse B vortäuschen, während 15 Meter weiter seitlich Klasse C oder sogar D ansteht. Ohne eine ausreichende Anzahl von Profillinien – wir empfehlen mindestens drei parallele Lines bei Bauwerken der Bedeutungskategorie III – wird die VS30-Kartierung zum Glücksspiel. Für Baugruben nahe der Innenstadt mit ihren historischen Aufschüttungen hilft ergänzend die seismische Mikrozonierung, um die Untergrundklasse flächig abzusichern.

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Maßgebliche Normen

DIN EN 1998-1:2010-12 + NA:2011-01 (Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben, nationaler Anhang), DIN 45669-1:2010-11 (Messung von Schwingungsimmissionen, Ankopplung Geophone), DIN EN ISO 22476-4/D4428M-14 (Standard Test Methods for Crosshole Seismic Testing, übertragbare Qualitätskriterien für Quellensignale), NEHRP 2020 Provisions (Site Classification, Referenz für VS30-Mittelungsintervall), DIN 4020:2010-12 (Geotechnische Untersuchungen für bautechnische Zwecke)

Technische Parameter

ParameterTypischer Wert
MessverfahrenAktive MASW (24-Kanal-Geophonarray) + passive FK-Analyse aus Mikrotremor
Frequenzbereich5–30 Hz (auflösbare Tiefe 30 m bei typischen VS-Profilen der Braunschweiger Talfüllung)
Auflösung VS30Klassen A–E gemäß DIN EN 1998-1/NA:2011-01, Auflösung in 5-m-Tiefenschritten
Geophonabstand1,0–2,0 m je nach erwartetem Steifigkeitskontrast und lateraler Heterogenität
QuellentypVorschlaghammer 8 kg auf Stahlplatte (aktive Quellen), alternativ Baggerplatte für tiefere Penetration
DatenqualitätDispersionskurve mit SNR > 10 im Zielfrequenzband, Kohärenzprüfung über FK-Spektrum
AuswertemodellInversion mittels genetischem Algorithmus, Mehrschichtmodell mit Dämpfung, Vs-Kontrast > 1,3 auflösbar

Häufige Fragen

Was kostet eine MASW-Messung in Braunschweig?

Für eine MASW-Kampagne mit 24-Kanal-Geophonarray und aktiver Quelle liegen die Kosten in Braunschweig je nach Anzahl der Messpunkte und erforderlicher Eindringtiefe zwischen €1.390 und €2.580. Ein einzelner VS30-Messpunkt mit Inversion und Kurzbericht liegt am unteren Ende, eine quasi-2D-Kartierung mit drei parallelen Lines, passiver Ergänzung und ausführlichem geotechnischen Bericht am oberen. Die Anfahrt innerhalb des Stadtgebiets ist im Preis enthalten.

Reicht ein MASW-Messpunkt für die Baugrundklassifikation nach EC8?

Nach DIN EN 1998-1/NA ist die Standortklasse grundsätzlich aus dem VS30-Wert abzuleiten. Ein einzelner Messpunkt kann ausreichen, wenn der Baugrund durch Bohrungen als hinreichend homogen nachgewiesen wurde. In Braunschweigs Talfüllungen mit ihren lateralen Wechsellagerungen empfehlen wir jedoch mindestens zwei, bei Bauwerken der Bedeutungskategorie III oder IV mindestens drei Messpunkte, um die ungünstigste Klasse nicht zu unterschätzen. Die Norm erlaubt explizit die Verwendung mehrerer Messungen zur Ermittlung des minimalen VS30-Werts.

Wie tief misst MASW und wann brauche ich alternative Verfahren?

Mit aktiver MASW und 4,5-Hz-Geophonen erreichen wir in den Braunschweiger Lockergesteinen zuverlässig 25 bis 30 m Tiefe. Für Tiefen darüber hinaus – etwa bei Tiefgründungen auf Pfählen im Festgestein – kombinieren wir mit passiver Mikrotremor-Auswertung oder setzen ergänzend eine Downhole-Seismik im Bohrloch ein. Die Entscheidung hängt vom Steifigkeitskontrast ab: Liegt der Felshorizont flacher als 25 m, liefert MASW allein bereits ein geschlossenes Profil.

Welche Bodenklasse nach EC8 ist in Braunschweig typisch?

Das variiert stark mit der Lage. Auf den Niederterrassenschottern entlang der Oker messen wir meist VS30-Werte zwischen 250 und 350 m/s, was Klasse C entspricht. In den Randbereichen mit mächtigen Auelehmen oder Beckenschluffen sinkt der Wert auf 180–250 m/s (Klasse D). Auf den Geschiebemergelhochflächen nordöstlich der Stadt, wo der Quartäruntergrund sehr dünn ist und Keuper-Tonstein oberflächennah ansteht, erreichen wir dagegen Werte über 400 m/s (Klasse B). Die Einstufung muss standortspezifisch erfolgen – ein pauschaler Wert für das Stadtgebiet wäre fahrlässig.

Standort und Servicegebiet

Wir betreuen Projekte in Braunschweig und seinem Großraum.

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