Koblenz
Koblenz, Germany

MASW / VS30 – Scherwellengeschwindigkeit in Koblenz

Die Geophonauslage sitzt auf dem sandigen Lehm über dem devonischen Schiefer, wie er für die Koblenzer Hanglagen typisch ist. Ein Hydraulikhammer erzeugt das Quellensignal, und die 24 Vertikalgeophone registrieren die Rayleigh-Wellenausbreitung entlang einer Messlinie von 46 Metern. Wir setzen in Koblenz ein Gerät mit DAkkS-rückführbarer Kalibrierung ein, weil die Heterogenität des Untergrundes – vom Rheinschotter in der Niederterrasse bis zum anstehenden Fels am Karthäuser Hang – eine präzise Dispensionskurve erfordert. Der gesamte Messaufbau dauert etwa 45 Minuten pro Profil, und die Datenaufzeichnung erfolgt mit 4 kHz Abtastrate, um die Modenüberlagerung im Frequenzbereich von 4 bis 40 Hz sauber auflösen zu können. In der Altstadt von Koblenz, wo enge Gassen den Einsatz von Bohrgeräten einschränken, ist MASW oft die einzige praktikable Methode, um die mittlere Scherwellengeschwindigkeit bis 30 Meter Tiefe nach DIN EN 1998-1 zu ermitteln. Ergänzend dazu kombinieren wir die Ergebnisse mit einer Korngrößenanalyse, wenn der Feinkornanteil für die Verflüssigungsbewertung der Rheinsedimente relevant wird.

Die Inversion der Rayleigh-Wellen-Dispersion liefert das VS30-Profil mit einer vertikalen Auflösung von 1 Meter – entscheidend für die Baugrundklasse nach DIN EN 1998-1 in den heterogenen Rheinterrassen von Koblenz.

Technische Details zur Leistung in Koblenz

Koblenz liegt mit seinen 114.000 Einwohnern am Zusammenfluss von Rhein und Mosel auf einer Höhe von 64,7 Metern ü. NHN, was eine besondere geologische Situation schafft: Die quartären Flussterrassen überlagern hier die steilstehenden Ton- und Grauwackeschiefer des Unterdevons, und der Grundwasserspiegel folgt dem Rheinpegel, der jährlich um bis zu 7 Meter schwanken kann. Das VS30-Profil, das wir mit der MASW-Methode ableiten, reagiert empfindlich auf diese Wechsellagerung, weil der Impedanzkontrast zwischen Lockersediment und Festgestein bei etwa 12 bis 18 Metern Tiefe einen deutlichen Sprung in der Phasengeschwindigkeit erzeugt. Wir erfassen die Dispersion im Modalfrequenzbereich und invertieren das Geschwindigkeits-Tiefen-Modell mit einem genetischen Algorithmus, der die lokalen Steifigkeitskontraste realistisch abbildet. Für Bauvorhaben in den Stadtteilen Ehrenbreitstein oder Asterstein, wo die Hänge Neigungen von über 15 Prozent aufweisen, liefert die Scherwellengeschwindigkeit zudem Eingangsparameter für die Böschungsstabilität, weil die dynamische Scherfestigkeit direkt vom Klein-Dehnungsmodul Gmax abhängt, das wir aus der VS berechnen.
MASW / VS30 – Scherwellengeschwindigkeit in Koblenz
MASW / VS30 – Scherwellengeschwindigkeit in Koblenz
ParameterTypischer Wert
MessprinzipMultikanal-Analyse von Rayleigh-Oberflächenwellen (MASW)
Geophonauslage24 Vertikalgeophone, 4,5 Hz Eigenfrequenz, 2 m Abstand
QuellensignalHydraulikhammer 15 kg oder beschleunigtes Fallgewicht 50 kg
Abtastrate4 kHz, Aufzeichnungslänge 2 s pro Schuss
Auswertetiefe30 m (VS30), optional 50 m bei Sonderprofil
Dispensionsanalysef-k-Transformation und Phasengeschwindigkeits-Slowness-Mapping
InversionsmethodeGenetischer Algorithmus mit Monte-Carlo-Simulation
KalibrierungDAkkS-rückführbar nach DIN ISO 18431-4

Kritische Bodenfaktoren in Koblenz

Die Stadtentwicklung von Koblenz folgte seit der Römerzeit den Terrassenkanten von Rhein und Mosel, was heute zu einer komplexen Überlagerung von älteren Aufschüttungen, mittelalterlichen Fundamentresten und natürlichen Sedimenten führt. Eine unzureichende Charakterisierung der Untergrundsteifigkeit mittels seismischer Verfahren kann zu Fehleinschätzungen der Boden-Bauwerk-Interaktion führen, besonders bei mehrgeschossigen Neubauten im Bereich der Güls- und Karthause, wo die VS30-Werte häufig zwischen 250 und 400 m/s streuen und damit die Baugrundklasse C oder B nach EC 8 bedingen – ein Unterschied, der den Bemessungswert der Bodenbeschleunigung um den Faktor 1,2 bis 1,35 verändert. Bei Hochwassersituationen, wenn der Rheinpegel die 6-Meter-Marke übersteigt, ändert sich der Sättigungsgrad der oberflächennahen Sande und damit die P-Wellen-Geschwindigkeit, während die Scherwellengeschwindigkeit stabil bleibt – ein Vorteil von MASW gegenüber Refraktionsmessungen. Ohne belastbare VS-Profile riskiert der Tragwerksplaner eine konservative Auslegung mit unwirtschaftlichen Fundamentabmessungen oder, im ungünstigeren Fall, eine Unterschätzung der seismischen Einwirkung.

Benötigen Sie eine geotechnische Bewertung?

Antwort innerhalb von 24h.

Anwendbare Normen: DIN EN 1998-1:2010-12 – Baugrundklassifizierung über VS30, DIN EN 1998-5 – Gründungen, Stützbauwerke, geotechnische Aspekte, ASTM D7400-19 – Standard Test Methods for Downhole Seismic Testing (MASW-Referenz), DIN 45669-1 – Messung von Schwingungsimmissionen, KPP-Richtlinie Rheinland-Pfalz – Baugrunderkundung in erosionsgefährdeten Hanglagen

Unsere Leistungen

Unser messtechnisches Angebot in Koblenz deckt die seismische Standortcharakterisierung nach Eurocode 8 vollständig ab. Jeder Einsatz beginnt mit einer Begehung vor Ort, um die optimale Auslagegeometrie festzulegen – die engen Parzellen in der Koblenzer Südstadt erfordern oft verkürzte Profile mit reduzierter Eindringtiefe, die wir durch höhere Quellenergie kompensieren.

VS30-Standortgutachten nach DIN EN 1998-1

Vollständige seismische Standortklassifizierung mit MASW-Messung entlang von mindestens zwei Profilen, Inversion des Scherwellengeschwindigkeits-Tiefen-Profils, Berechnung der mittleren VS30 und Zuordnung zur Baugrundklasse A–D. Inklusive geologischem Abgleich mit der Geologischen Karte 1:25.000 Blatt Koblenz und Berücksichtigung der lokalen Rheinterrassen-Morphologie.

Dynamisches Bodenkennwerte-Paket für FEM-Berechnungen

Ableitung des maximalen Schubmoduls Gmax aus der VS, Bestimmung der Scherdehnungsabhängigkeit (G/Gmax-Kurve) über Resonant-Column-Versuche an ungestörten Proben, und Bereitstellung der Rayleigh-Dämpfungsparameter für numerische Modelle. Dieses Paket ist spezifisch auf die devonischen Verwitterungsböden und Rheinschotter in Koblenz abgestimmt.

Häufig gestellte Fragen

Welche Kosten entstehen für eine MASW-Messung in Koblenz?

Eine vollständige VS30-Messkampagne mit zwei Profilen in Koblenz liegt preislich zwischen €1.380 und €2.580, abhängig von der Zugänglichkeit des Geländes und der erforderlichen Profillänge. Enthalten sind die Felderfassung, die Dispensionsanalyse, die Inversion und der technische Bericht mit Baugrundklassifizierung. Bei schwer zugänglichen Hanglagen wie am Karthäuser oder in bewaldeten Gebieten kann der Aufwand für die Geophonauslage den Preis in den oberen Bereich verschieben.

Wie lange dauert eine MASW-Messung vor Ort?

Der Feldaufbau mit 24 Geophonen auf einer 46-Meter-Strecke nimmt etwa 30 Minuten in Anspruch. Die aktive Messung mit fünf bis acht Hammerschlägen pro Quellposition und drei Quellpositionen (links, Mitte, rechts) dauert weitere 45 Minuten. Insgesamt rechnen wir pro Profil mit etwa 90 Minuten vor Ort, sodass eine Standard-Kampagne mit zwei Profilen an einem halben Tag abgeschlossen ist. Die anschließende Datenprozessierung im Labor benötigt zwei bis drei Werktage.

Warum ist MASW in Koblenz besser geeignet als Bohrlochseismik?

MASW ist in Koblenz besonders vorteilhaft, weil die Methode ohne Bohrung auskommt und damit die schwierigen Zugangsverhältnisse in der Altstadt oder an den steilen Moselhängen umgeht. Zudem liefert MASW die Scherwellengeschwindigkeit direkt aus der Rayleigh-Wellen-Dispersion, während Downhole-Messungen in den devonischen Schiefern oft unter schlechter Bohrlochankopplung leiden. Der entscheidende Vorteil ist die laterale Mittelung: MASW erfasst ein Volumen und glättet lokale Inhomogenitäten, was für die VS30-Berechnung nach EC 8 sogar erwünscht ist.

Welche Baugrundklassen treten in Koblenz typischerweise auf?

Die VS30-Werte in Koblenz variieren stark mit der geologischen Position: In der Rheinniederung und auf den Niederterrassen messen wir typisch 210–320 m/s (Klasse C), an den Hängen der Karthause und in Ehrenbreitstein steigen die Werte auf 350–500 m/s (Klasse B), und auf den Hochflächen mit oberflächennahem Schiefer erreichen wir VS30-Werte über 500 m/s (Klasse B oder A). Diese Spannbreite macht eine standortspezifische Messung unverzichtbar – pauschale Annahmen aus der geologischen Karte allein sind für den Tragwerksplaner nicht ausreichend belastbar.

Abdeckung in Koblenz