Versuche

Rammkernbohrungen

Rammsondierungen

Flügelsondierungen

Sickerversuche

Verdichtungsüberprüfung

Einmessen des Felsgefüges

Entnahme von Wasserproben

Schürfe/Kernbohrungen

Bodenluftentnahme

Entnahme von Bodenproben

Einaxiale Druckversuche

Drucksondierungen

Großbohrungen

Vollbohrungen

Geophysikalische Untersuchungen

Altlastenerkundung

Sonderversuche

Untersuchung unterhalb des Wasserspiegels im Gewässer

Proof rolling

Großmaßstäblicher Versickerungsversuch

Messungen mit Datenerfassung

Grundwasserstandsmessungen über längere Zeit

Baugruben

Anker

Pfähle

Schwingungen

Verfüllmaterial / Beton

Baugrunduntersuchungen nach DIN 4020

Baugrunduntersuchungen nach DIN 4020 dienen zur:

1. Ermittlung des Schichtenverlaufs einschließlich der Grundwasserverhältnisse
2. Gewinnung von Boden- und ggf. auch Wasserproben zur Durchführung von Laborversuchen zur Bestimmung von Kennwerten
3. indirekten Feststellung bestimmter Bodeneigenschaften (Ramm- / Drucksondierungen usw.) und
4. Qualitätskontrolle, wo der Boden als Baustoff (Aufschüttung, Damm, Arbeitsraumverfüllung, usw) verwendet wird.

Sofern auf Grund nicht durchgeführter Baugrunduntersuchungen Bauschäden entstehen, haftet zunächst der Bauherr, denn der Baugrund ist sein Eigentum.

Da der Bauherr in der Regel nicht sachkundig ist, wird er einen Architekten mit der Durchführung der Bauplanung beauftragen. Der Architekt ist verpflichtet, den Bauherrn auf die Notwendigkeit von Baugrunduntersuchungen und die ggf. entstehenden Konsequenzen hinzuweisen.

Die Baugrunduntersuchungen werden von einem Sachverständigen für Geotechnik durchgeführt. Die Ergebnisse der Baugrunduntersuchungen und Empfehlungen für das Bauwerk werden in einem Gründungsgutachten (Geotechnischen Bericht) zusammengefasst.

Geologische Karten

Von den Geologischen Landesämtern werden geologische Karten herausgegeben. Für viele Gebiete Deutschlands existieren Geologische Karten im Maßstab 1:25.000 (Messtischblatt).

Darüber hinaus existieren in vielen Städten sogenannte Baugrundkarten im Maßstab 1:5.000 (Deutsche Grundkarte), die in der Regel von den Bauämtern vertrieben werden.

Sowohl die Geologischen Karten als auch die Baugrundkarten ersetzen nicht die Baugrunduntersuchungen nach DIN 4020. Sie können lediglich zur Vorplanung der Baumaßnahmen und zur Planung der Baugrunderkundung herangezogen werden.

Abstand und Tiefe der Aufschlüsse

Der Abstand der Aufschlusspunkte (Bohrungen, Schürfgruben oder Sondierungen) soll bei Bauwerken des konstruktiven Ingenieurbaus 25 m nicht überschreiten. Bei unregelmäßigem Baugrund ist der Aufschlussabstand zu verkleinern.

Für die Tiefe t der Aufschlüsse (gemessen ab Unterkante Gründung) gelten nach DIN 4020 folgende Empfehlungen:

für Hoch- und Ingenieurbauten: t ≥ 3,0 ⋅ b_F, mindestens jedoch 6 m
b_F: Breite des Fundamentes

für Plattenfundamente: t ≥ 3,0 ⋅ b_B, mindestens jedoch 6 m
b_B: Breite der Platte

für Pfahlgründungen: t ≥ 1,0 ⋅ b_G, mindestens jedoch 4 m
b_G: Breite des Rechtecks das die Pfahlgruppe umschließt

Schürfgrube / Baggerschürfe

Schürfgruben verändern die Eigenschaften des Untergrundes (Lagerungsdichte → Setzungsverhalten). Daher sind sie für die Baugrunderkundung in der Baufläche in der Regel nicht geeignet.

Schürfgruben sind dann sinnvoll, wenn der Boden sowieso für das Bauvorhaben entfernt wird und z. B. die Lösbarkeit von Fels oder die Verteilung von Altlasten untersucht werden soll bzw. große Probenmengen z.B. für Eignungsprüfungen benötigt werden.

Im Grundwasser sind Schürfgruben ungeeignet.

Bohrungen

Nach der Art der gewinnbaren Proben kann man die Bohrverfahren in drei Gruppen gliedern:

1. Bohrverfahren mit durchgehender Gewinnung gekernter Bodenproben
2. Bohrverfahren mit durchgehender Gewinnung nicht gekernter Bodenproben
3. Bohrverfahren mit Gewinnung unvollständiger Bodenproben

Die Bohrverfahren lassen sich auch nach der Bohrmethode einteilen:

1. Drehbohrungen / Rotationsbohrungen (Werkzeuge sind: Einfachkernrohr und Doppelkernrohr, Schappe, Spiralbohrer, Tellerbohrer)
2. Rammbohrungen (Eintreiben durch Rammschläge auf das Bohrgestänge. Werkzeuge sind: Rammschappe, Rammkernrohr)
3. Schlagbohrungen (Das Werkzeug hängt an einem Seil und wird ungebremst fallengelassen. Werkzeuge sind: Ventilbüchse, Flachmeißel, Kreuzmeißel, Greifer)

Mit den genannten Bohrverfahren lassen sich Bodenproben mit unterschiedlicher Qualität gewinnen.

Die DIN 4021 definiert fünf verschiedene Güteklassen für Bodenproben.

• Güteklasse 1 bedeutet, dass die Probe im Gefüge und auch bezüglich des Wassergehaltes ungestört ist. Derartige Proben können z. B. mit dem Doppelkernrohr in standfesten Tonen oder mit einem Rammkernrohr gewonnen werden.
• Güteklasse 5 bedeutet, dass die Probe unvollständig und im Gefüge völlig verändert ist. Derartige Probenqualitäten erhält man mit dem Ventilbohrer im Kies und Sand unterhalb des Grundwasserspiegels.

Rammsondierungen nach DIN 4094

Die Rammsonde besteht grundsätzlich aus drei Elementen, nämlich dem Rammgestänge, dem Amboss und dem Fallgewicht.

Das Rammgestänge wird mit gleichbleibender Schlagenergie in den Boden eingetrieben. Dabei wird die für 10 cm Eindringung erforderliche Schlagzahl n₁₀ festgehalten.

Die Schlagzahl n₁₀ ist ein Maß für die Lagerungsdichte rolliger Böden und die Konsistenz bindiger Böden. Grundsätzlich gilt: Die Ergebnisse der Rammsondierung können nur dann interpretiert werden, wenn man weiß, in welchem Boden man sondiert. Die Rammsondierung kann insofern nur als ergänzende Untersuchung zu einer Bohrung oder einer Schürfgrube verstanden werden. Sie ist kein eigenständiges Untersuchungsmittel.

Eine Besonderheit stellt der Standard-Penetration-Test dar. Dabei wird eine Sondierstange von der jeweiligen Bohrlochsohle aus 45 cm eingerammt. Die Anzahl der Schläge für die letzten 30 cm n₃₀ werden festgehalten.

Die DIN 4094 (Ausgabe 2005) unterscheidet die in der folgende Tabelle angegebenen Rammsonden:

Die Rammdiagramme können nach DIN 4094 für bestimmte Böden z. B. gleichförmige Sande hinsichtlich der Lagerungsdichte ausgewertet werden.

Mit der SPT-Sonde kann auf die Konsistenz von bindigen Böden geschlossen werden:

Drucksondierungen (CPT) nach DIN 4094

Beim Drucksondieren wird eine Sondierstange durch eine statische Kraft mit gleichbleibender Geschwindigkeit in den Boden gedrückt, wobei der Gesamtwiderstand und der Spitzenwiderstand getrennt gemessen werden.

Die Spitze der Drucksonde hat einen Durchmesser von 3,56 cm und einen Spitzenquerschnitt von 10 cm².

Nach DIN 4094 können aus den Spitzendrücken, Lagerungsdichten, Reibungswinkel und Steifmodulen bestimmt werden. Die Drucksonde spielt eine wesentliche Rolle bei der Ermittlung der Tragfähigkeit von Bohrpfählen in Sandböden (siehe DIN 4014).

Flügelsondierungen

Bei Flügelsondierungen wird der Widerstand des Bodens beim Abscheren gemessen. Die Flügelsonde besteht aus einem Stab, an dessen unterem Ende vier Bleche (Flügel) über Kreuz angeschweißt sind. Am oberen, aus dem Boden herausschauenden Ende wird mit einem Drehmomenten-Schlüssel das Gestänge und der Flügel langsam gedreht bis der Flügel durchrutscht.

Das größte aufgebrachte Drehmoment ist das Versuchsergebnis.

Feldversuche BGI (Übersicht)

• Sondierung mit der leichten/mittelschweren/schweren Rammsonde
• Rammkernbohrung
• Entnahme und Beurteilen einer gestörten Bodenprobe
• Entnahme einer ungestörten Bodenprobe durch Ausstechzylinder
• Dichtebestimmung mit dem Densitometer
• Plattendruckversuch
• Grundwassermessungen kontinuierlich mit Datenlogger
• Erddruckmessung
• Schwingungsmessungen mit Beschleunigungsaufnehmern
• Steifekraftmessungen
• Pfahlprobebelastung
• Ankerprüfung