Frankfurts Untergrund ist eine geotechnische Herausforderung: die quartären Kiese und Sande des Mains erreichen Mächtigkeiten von über 20 Metern, darüber lagern bindige Auelehme mit schwankender Konsistenz. Bei 112 Metern über NHN und einem Grundwasserspiegel, der in weiten Teilen des Stadtgebiets nur 3 bis 5 Meter unter Gelände ansteht, wird die Verdichtungskontrolle zum kritischen Faktor für jede Gründung. Das Sandkegelverfahren nach DIN 18125-2 liefert uns dabei die direkte Dichte des anstehenden Bodens – ohne Korrelationen und ohne elektromagnetische Interferenzen, die bei nuklearen Sonden im Innenstadtbereich problematisch sind. Über 250 Felddichtebestimmungen hat unser Team allein im vergangenen Jahr auf Baustellen zwischen Gallus, Sachsenhausen und dem Europaviertel durchgeführt.
Ein Verdichtungsgrad von 98 % der einfachen Proctordichte ist in Frankfurt nicht verhandelbar – die Setzungsempfindlichkeit der Auelehme duldet keine Kompromisse.
Methodik und Umfang
Lokaler geotechnischer Kontext
Im Ostend stehen wir auf dicht gelagerten Mainkiesen, die nach fachgerechter Verdichtung kaum Setzungsprobleme zeigen. Fünf Kilometer westlich, im Gallusviertel, dominieren Auelehme mit organischen Einschlüssen – hier kann eine nicht erkannte Unterverdichtung binnen zwei Jahren zu differentiellen Setzungen von 15 Millimetern und mehr führen. Die Bodenverhältnisse wechseln in Frankfurt auf kürzester Distanz. Wer sich auf Erfahrungswerte vom Nachbargrundstück verlässt und auf die Felddichtebestimmung verzichtet, riskiert Nachverdichtung unter Verkehrslast oder Rissbildungen in der gebundenen Tragschicht. Bei Verdichtungsgraden unter 95 % der Proctordichte wird die Frostsicherheit der oberen 60 Zentimeter fraglich – das Regelwerk der ZTV E-StB 17 lässt hier keinen Ermessensspielraum.
Geltende Normen
DIN 18125-2:2020-11 – Baugrund, Untersuchung von Bodenproben – Bestimmung der Dichte des Bodens – Teil 2: Sandkegelverfahren, ZTV E-StB 17 – Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Erdarbeiten im Straßenbau, DIN EN ISO/IEC 17025 – Allgemeine Anforderungen an die Kompetenz von Prüf- und Kalibrierlaboratorien (DAkkS-Akkreditierung)
Weitere Fachleistungen
Verdichtungskontrolle Erdplanum
Prüfung des Verdichtungsgrads DPr auf dem Erdplanum nach ZTV E-StB. Je 2.500 m² ein Prüffeld mit 3–5 Sandkegelbestimmungen, ergänzt durch Plattendruckversuche zur Kontrolle des Verformungsmoduls Ev2.
Qualitätssicherung Leitungsgraben
Lagenweise Dichteprüfung der Grabenverfüllung in der Hauptverkehrszone. Wir dokumentieren Trockendichte und Wassergehalt nach DIN 18125-2 und bewerten die Verdichtung anhand der Proctorkurve des Verfüllmaterials.
Kontrollprüfung Rüttelverdichtung
Nach Tiefenverdichtung mit Rüttelverdichtung prüfen wir die erreichte Lagerungsdichte in der Tiefe über Rammkernbohrungen und vergleichen mit den Sandkegelwerten der oberflächennahen Zone.
Typische Parameter
Fragen und Antworten
Was kostet eine Felddichtebestimmung mit dem Sandkegelverfahren in Frankfurt?
Pro Prüfpunkt liegen die Kosten zwischen €100 und €120, abhängig von der Anzahl der Messstellen und der Entfernung innerhalb des Stadtgebiets. Bei mehr als 20 Prüfpunkten pro Tag reduzieren sich die Kosten anteilig, da An- und Abfahrt sowie Rüstzeit nur einmal anfallen.
Bei welchem Größtkorn ist das Sandkegelverfahren noch anwendbar?
Die DIN 18125-2 begrenzt das Größtkorn auf 63 mm. In den Frankfurter Terrassenkiesen treten gelegentlich Steine über 63 mm auf – dann wird das Material über 31,5 mm abgesiebt, der Überkornanteil gravimetrisch bestimmt und die Dichte über das Ersatzverfahren korrigiert.
Ab wann gilt eine Verdichtung in Frankfurt als ausreichend?
Die ZTV E-StB fordert auf dem Erdplanum einen Verdichtungsgrad DPr ≥ 97 % der einfachen Proctordichte bei bindigen Böden und ≥ 100 % bei grobkörnigen Böden. Für Tragschichten unter Asphaltbefestigungen der Bauklasse I–III gelten sogar 103 % der einfachen Proctordichte als Mindestwert.
Wie wird der Sandkegel kalibriert und wie oft muss das geschehen?
Der Normsand wird vor jeder Messserie auf seine Schüttdichte geprüft, indem er aus definierter Fallhöhe in einen Kalibrierzylinder rieselt. Zusätzlich wird die Korndichte des Sands alle drei Monate im Labor per Kapillarpyknometer nach DIN 18124 bestimmt. Verschleiß am Auslaufkonus führt zu systematischen Fehlern – wir tauschen den Konus nach 200 Messungen.