GEOTECHNIK
Frankfurt am Main, Germany
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CPT-Sondierung in Frankfurt am Main: digitaler Drucksondierung mit Porenwasserdruckmessung

Die CPT-Raupe steht auf dem Baugelände im Frankfurter Osten, ein 20-Tonnen-Gerät mit hydraulischem Gestängedrücker und digitaler Messwerterfassung. Der elektrische Konus mit 60° Spitzenwinkel und 10 cm² Mantelfläche wird kontinuierlich mit 2 cm/s in den Untergrund gedrückt, während alle 10 Millimeter Spitzendruck, Mantelreibung und Porendruck aufgezeichnet werden. Im Frankfurter Stadtgebiet, wo die quartären Kiese und Tone des Mains auf die tertiären Riedschichten treffen, liefert ein CPT-Versuch ein hochauflösendes Schichtprofil ohne Probenentnahme. Der gesamte Messzug ist über Bluetooth mit dem Auswerterechner verbunden; die Daten lassen sich direkt vor Ort als Schichtprofil mit Reibungsverhältnis darstellen. Unser Messteam setzt die Sonde bis in Tiefen von 15 bis 25 Metern, je nach Untergrundwiderstand und Projektanforderung, und nutzt die Ergebnisse zur direkten Dimensionierung von Tiefgründungen im Frankfurter Ton.

Ein Meter CPT-Profil ersetzt drei Meter Bohrung – und liefert dabei zehnmal mehr Datenpunkte im Frankfurter Ton.

Methodik und Umfang

Die DIN EN ISO 22476-1:2013 regelt die Durchführung der elektrischen Drucksondierung und klassifiziert den Messkonus nach Genauigkeitsklasse. In Frankfurt am Main ist diese Norm besonders relevant, weil die stark wechselnde Schichtenfolge aus pleistozänen Sanden und Kiesen, holozänen Auelehmen und dem oberoligozänen Rupelton eine lückenlose Profilaufnahme erfordert. Die Messsonde erfasst dabei nicht nur Spitzendruck qc und Mantelreibung fs, sondern in der Piezocone-Variante auch den Porenwasserdruck u2 direkt hinter der Spitze. Aus dem Reibungsverhältnis Rf lassen sich Bodentypen nach Robertson-Chart klassifizieren – im Frankfurter Ton erhalten wir typischerweise qc-Werte von 1,5 bis 3 MPa mit Rf um 4-5%, während die quartären Mainkiese Spitzendrücke über 15 MPa liefern. Die undränierte Scherfestigkeit cu des Tons lässt sich direkt aus der Nk-Beziehung ableiten, was für die Standsicherheit von Baugruben im innerstädtischen Bereich essentiell ist.
CPT-Sondierung in Frankfurt am Main: digitaler Drucksondierung mit Porenwasserdruckmessung

Lokaler geotechnischer Kontext

Im Stadtteil Sachsenhausen dominiert der oberoligozäne Frankfurter Ton – ein steifplastischer, überkonsolidierter Ton mit cu-Werten um 50-80 kPa, der bei Wasserzutritt zum Quellen neigt und in Altbaugruben oft unterschätzt wurde. Fünf Kilometer nördlich, in der Innenstadt und am Mainufer, liegen bis zu 8 Meter mächtige Auelehme und Sandlinsen, die bei Hochwasser gesättigt sind und eine deutlich geringere Tragfähigkeit aufweisen. Ein CPT-Versuch in Frankfurt am Main deckt diese Wechsel sofort auf: Wo der Spitzendruck innerhalb eines Meters von 2 auf 12 MPa springt, liegt eine Kieslinse im Ton; fällt er unter 0,5 MPa, steht weicher Auelehm an. Die CPT-Sondierung ist das einzige Verfahren, das solche dünnen Zwischenschichten zuverlässig auflöst und damit Setzungsdifferenzen im Vorfeld quantifiziert. Wir empfehlen in Frankfurt grundsätzlich mindestens drei Sondierpunkte pro Bauwerk, um laterale Inhomogenitäten zu erkennen und Gründungsrisiken auszuschließen.

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Geltende Normen

DIN EN ISO 22476-1:2013 – Geotechnische Erkundung: Drucksondierung, DIN 4020 – Geotechnische Untersuchungen für bautechnische Zwecke, Eurocode 7 (DIN EN 1997-2) – Ergänzende Regelungen zur Baugrunderkundung

Weitere Fachleistungen

01

CPT mit Dissipationstest

Porenwasserdruckabbaukurve zur Bestimmung des Durchlässigkeitsbeiwerts kf im Frankfurter Ton. Dauer 15-60 Minuten pro Tiefenhorizont.

02

CPT mit seismischem Modul

Seismische CPT (SCPT) mit Geophon im Sondengestänge zur direkten Messung der Scherwellengeschwindigkeit vs für dynamische Bodenkennwerte.

03

CPT-Kampagne für Flächengründung

Rasterförmige Sondierung mit 10-15 Sondierpunkten auf einem Baufeld zur Erstellung eines 3D-Baugrundmodells inklusive Setzungsberechnung.

Typische Parameter

ParameterTypischer Wert
Spitzendruck qc0,5 bis 25 MPa, je nach Schicht (Ton bis Kies)
Mantelreibung fs5 bis 500 kPa, simultan mit qc erfasst
Reibungsverhältnis Rf0,5% bis 8%, klassifiziert nach Robertson 1990
Porenwasserdruck u2Piezocone, Messbereich 0-2 MPa, Auflösung 1 kPa
Sondiergeschwindigkeit20 mm/s ± 5 mm/s, konstant hydraulisch geregelt
Sondiertiefe maximal25 m (Raupe 200 kN Schubkraft), typisch 12-18 m
DatenerfassungAbtastrate 10 mm, Echtzeitprofil mit Dissipationstest
GenauigkeitsklasseKlasse 2 nach DIN EN ISO 22476-1, kalibriert vor Einsatz

Fragen und Antworten

Was kostet eine CPT-Sondierung in Frankfurt am Main?

Für eine Standard-CPT-Sondierung in Frankfurt am Main mit elektrischer Spitzendrucksonde und Auswertung nach DIN EN ISO 22476-1 liegen die Kosten zwischen €170 und €260 pro Sondierpunkt, abhängig von Tiefe, Messklasse und ob Porenwasserdruck gemessen wird. Eine Kampagne mit 5 Sondierungen kostet typischerweise zwischen €850 und €1.300 zuzüglich Mob-Demob-Pauschale.

Bis in welche Tiefe kann die CPT-Sonde in Frankfurt eindringen?

Unsere CPT-Raupe mit 200 kN Schubkraft erreicht im Frankfurter Ton und in den Mainkiesen Tiefen von 15 bis 25 Metern. Die Grenze setzt meist der Kieshorizont an der Quartärbasis: Spitzendrücke über 25 MPa oder Blocksteine stoppen die Sonde. In den tertiären Rupeltonschichten unterhalb 15 Meter Tiefe sinkt der Widerstand wieder, sodass hier Tiefen bis 25 Meter realistisch sind.

Welche Bodenparameter lassen sich aus einer CPT-Sondierung direkt ableiten?

Aus dem Spitzendruck qc und der Mantelreibung fs leiten wir über validierte Korrelationen folgende Kennwerte ab: undränierte Scherfestigkeit cu (über Nk-Faktor), Reibungswinkel phi' für rollige Böden, Steifemodul Es, Überkonsolidierungsgrad OCR (besonders im Frankfurter Ton relevant) und den Durchlässigkeitsbeiwert kf über Dissipationstests. Für Setzungsberechnungen nach DIN 4019 sind diese Parameter direkt verwendbar.

Wie lange dauert eine CPT-Sondierung vor Ort in Frankfurt?

Eine Einzelsondierung bis 15 Meter Tiefe dauert in Frankfurt etwa 40-60 Minuten reine Sondierzeit, plus Rüstzeit für die Raupe und das Einmessen der Ansatzpunkte. Kommen Piezocone-Dissipationstests hinzu, verlängert sich die Dauer um 15-60 Minuten pro Testhorizont. Eine Kampagne mit 5 Sondierungen ist in der Regel an einem Arbeitstag abgeschlossen, inklusive Vor-Ort-Auswertung und Profilausdruck.

Standort und Servicegebiet

Wir betreuen Projekte in Frankfurt am Main und Umgebung.

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