In Frankfurt am Main sehen wir bei Bauvorhaben immer wieder dasselbe Bild: alte Mainarme, verfüllte Kiesgruben oder heterogene Auffüllungen aus der Nachkriegszeit, die kein Bohrprofil sauber abbilden kann. Die seismische Tomographie — sowohl als Refraktions- als auch als Reflexionsverfahren — hat uns in den letzten Jahren oft den entscheidenden Einblick geliefert, bevor der erste Bagger rollt. Wir setzen sie gezielt ein, um die Oberkante des Frankfurter Kalkstein-Horsts zu kartieren, quartäre Rinnenfüllungen zu erkennen oder den Verwitterungsgrad des Ton- und Mergelsteins abzuschätzen. Anders als punktuelle Aufschlüsse liefert das Verfahren ein durchgehendes 2D-Geschwindigkeitsprofil, mit dem wir Anomalien lückenlos verfolgen können. Gerade in einem urbanen Umfeld wie Frankfurt, wo zwischen Hochhäusern und U-Bahn-Schächten wenig Platz für schwere Rammgeräte bleibt, ist das ein enormer Vorteil.
Ein 2D-Geschwindigkeitsprofil deckt oft in einer Stunde auf, was zehn Bohrungen nur erahnen lassen — und das, ohne einen Quadratmeter Fahrbahn aufzureißen.
Methodik und Umfang
Lokaler geotechnischer Kontext
Die DIN EN 1997-2 verlangt für die geotechnische Kategorie GK 2 und GK 3 eine belastbare Erkundung der Baugrundschichtung — in Frankfurt am Main greift das besonders häufig, weil viele Projekte im Einflussbereich des Frankfurter U-Bahn-Systems oder in Hochhauslagen mit tiefen Baugruben liegen. Ein unterschätztes Risiko sind lokale Auslaugungshohlräume im Kalkstein des Frankfurter Horsts, die mit Bohrungen kaum systematisch zu erfassen sind. Die seismische Tomographie liefert hier einen echten Sicherheitsgewinn: Bereiche mit reduzierter Wellengeschwindigkeit deuten auf aufgelockerte oder verkarstete Zonen hin, die dann mit gezielten Kernbohrungen nachuntersucht werden können. In den quartären Kiesen wiederum hilft das Verfahren, die erosive Unterkante der Auffüllungen zuverlässig abzugrenzen — entscheidend für die Wahl zwischen Flach- und Pfahlgründung. Wer an der Mainufer-Linie baut und auf eine durchgehende Tragschicht angewiesen ist, für den ist eine reine Bohrkampagne ohne seismische Vorerkundung fachlich kaum noch zu vertreten.
Videomaterial
Geltende Normen
DIN EN 1997-2:2010-10 (Eurocode 7 — Erkundung und Untersuchung des Baugrunds), DIN 4020:2010-12 (Geotechnische Untersuchungen für bautechnische Zwecke), DGZfP-Merkblatt B11 (Seismische Verfahren in der Baugrunderkundung)
Weitere Fachleistungen
Seismische Refraktionstomographie für Gründungsgutachten
Kartierung der Felsoberkante des Frankfurter Horsts und der quartären Basis. Wir legen die Auslage so aus, dass die Gründungssohle sicher im Messbereich liegt, und liefern ein Geschwindigkeits-Tiefen-Modell, das direkt in den Geotechnischen Bericht nach DIN 4020 übernommen werden kann. Typische Anwendung: Abgrenzung Kies/Ton vor dem Aushub tiefer Baugruben im Bankenviertel.
Hochauflösende Reflexionsseismik für innerstädtische Trassen
Wenn Fernwärme- oder Abwassertrassen unter dem Main oder entlang der Eschersheimer Landstraße geplant werden, setzen wir auf Reflexionsprofile mit kleinem Geophonabstand. Das Verfahren bildet auch dünne Tonsteinbänke und Rinnenfüllungen ab, die bei der Refraktion im Schatten steiferer Schichten liegen. Kombinierbar mit Baugruben-Monitoring zur Verformungskontrolle während des Vortriebs.
Typische Parameter
Fragen und Antworten
Welche Eindringtiefe erreicht die seismische Tomographie im Frankfurter Stadtgebiet?
Mit einer 48-Kanal-Auslage und einem 8-kg-Vorschlaghammer kommen wir im Frankfurter Kies und Ton zuverlässig auf 25 bis 35 Meter Tiefe. Die Reflexionsseismik reicht mit entsprechendem Quellsignal auch über 50 Meter hinaus, was für Hochhausgründungen auf dem Frankfurter Kalk oft ausreicht. Die tatsächliche Eindringtiefe hängt stark von der Dämpfung des Untergrunds ab — in den tonigen Verwitterungshorizonten ist sie etwas geringer als im trockenen Kies.
Kann das Verfahren Auffüllungen mit Bauschutt von natürlichem Boden unterscheiden?
Ja, das ist sogar eine der Stärken der seismischen Tomographie. Auffüllungen mit Ziegelbruch, Betonresten oder Schlacke zeigen meist eine deutlich niedrigere und unruhigere Kompressionswellengeschwindigkeit als gewachsener Mainkies. In den Tomogrammen erkennt man das an irregulären Geschwindigkeitsverteilungen, die wir dann mit einer Schürfgrube punktuell verifizieren. So lässt sich die Auffüllungsmächtigkeit über weite Strecken verfolgen, ohne alle fünf Meter baggern zu müssen.
Was kostet eine seismische Tomographie in Frankfurt am Main ungefähr?
Für ein typisches Profil von 100 bis 150 Metern Länge mit Refraktions- und optionalem Reflexionsanteil liegen die Kosten je nach Zugänglichkeit und Auswerteaufwand zwischen €2.730 und €4.070. Bei sehr beengten innerstädtischen Verhältnissen oder Nachteinsätzen wegen Verkehrssperrungen kann der Aufwand höher ausfallen. Wir erstellen vorab ein Festpreisangebot nach Ortsbesichtigung.
Brauche ich für die Messung eine Verkehrssperrung oder Aufbruchgenehmigung?
In der Regel nicht. Die Geophone werden mit Wachs oder Knetmasse auf Asphalt oder Beton angekoppelt, und die seismische Quelle arbeitet impulshaft ohne dauerhafte Lärmbelastung. Auf stark befahrenen Straßen wie der Bockenheimer Landstraße stimmen wir uns mit dem Straßenverkehrsamt ab und arbeiten oft in den Nachtstunden. Einen Aufbruch des Belags vermeiden wir komplett — das spart Zeit und Genehmigungsschleifen.