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Seismische Tomographie (Refraktion/Reflexion) in Nürnberg – Untergrund präzise erkunden

Solide Grundlagen. Solide Entscheidungen.

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Die historische Altstadt Nürnbergs, auf den Sandsteinkeuper-Schichten des fränkischen Beckens errichtet, stellt Planer immer wieder vor besondere geotechnische Herausforderungen. Der jahrhundertelange Wiederaufbau nach Bombenschäden und die Verdichtung in Stadtteilen wie St. Johannis oder der Südstadt haben zu einem heterogenen Untergrund mit Auffüllungen, alten Kellern und massiven Sandsteinbänken geführt. Wer heute ein Bauvorhaben im Stadtgebiet plant, braucht ein zerstörungsfreies Bild vom Untergrund, das punktuelle Bohrungen allein nicht liefern können. Die seismische Tomographie – ob als Refraktion für flachere Horizonte oder als Reflexion für tiefere Schichten – deckt verborgene Inhomogenitäten auf, bevor der erste Bagger anrollt. Anders als reine Sondierungen erfasst das Verfahren die räumliche Verteilung der seismischen Geschwindigkeiten und liefert damit ein quasi-kontinuierliches Modell des Baugrunds, das sich ideal mit den Ergebnissen einer SPT-Bohrung kalibrieren lässt.

Zwei seismische Verfahren, ein Ziel: den Nürnberger Keuper-Untergrund so genau zu modellieren, dass Überraschungen im Bauablauf ausbleiben.

Unsere Leistungsbereiche

Methodik und Umfang

Der Nürnberger Untergrund wird von den Schichten des mittleren Keupers dominiert: Burgsandstein, Coburger Sandstein und die tonig-schluffigen Lehrbergschichten wechseln sich auf engem Raum ab. Dazu kommen quartäre Talfüllungen der Pegnitz mit sandigen Kiesen, die teils hohe Grundwasserstände führen – im Pegnitztal liegt der Flurabstand lokal unter zwei Metern. Die seismische Tomographie nutzt diese lithologischen Kontraste, denn Sandstein und Tonstein unterscheiden sich markant in ihrer Kompressionswellengeschwindigkeit. Während verwitterter Tonstein oft Werte um 800–1200 m/s zeigt, erreicht kompakter Burgsandstein 2500–3500 m/s. Diese physikalische Grundlage erlaubt es, Verwitterungsprofile, Verkarstungen oder verfüllte Hohlräume zu kartieren, die mit Bohrungen allein kaum zu fassen sind. Für tiefere Erkundungen, etwa bei Tunnelprojekten oder tiefen Baugruben, kombinieren wir die Refraktionsseismik mit der Reflexionsseismik, um auch steilstehende Störungszonen und Schichtversätze in größerer Tiefe abzubilden.
Seismische Tomographie (Refraktion/Reflexion) in Nürnberg – Untergrund präzise erkunden
Technische Referenz — Nuremberg

Lokale Besonderheiten

Ein Neubauprojekt mit Tiefgarage in der Nürnberger Südstadt traf nach den ersten Baggerschlägen auf eine nicht dokumentierte alte Kelleranlage aus dem 19. Jahrhundert, die in keiner Karte verzeichnet war. Die statisch wirksame Hinterfüllung aus lockerem Bauschutt erstreckte sich über mehrere Meter in den geplanten Gründungsbereich hinein und zwang das Team zu einer aufwändigen Umplanung mit Bodenaustausch und Tiefgründung über Mikropfähle. Hätte man vorab eine seismische Tomographie durchgeführt, wären die niedrigen seismischen Geschwindigkeiten der Verfüllung sofort als Anomalie im Profil aufgefallen – ein klarer Hinweis auf einen Schwächebereich, der gezielt hätte untersucht werden können. Auch im Bereich der Pegnitz-Auen, wo weiche organische Sedimente und locker gelagerte Sande Setzungsmulden verursachen, verhindert die Tomographie als flächendeckendes Vorerkundungsverfahren böse Überraschungen bei der Gründungsbemessung.

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Geltende Normen

DIN EN 1997-2:2010-10 – Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik – Teil 2: Erkundung und Untersuchung des Baugrunds, DIN 4094-3:2021-03 – Baugrund – Felduntersuchungen – Teil 3: Seismische Messungen, DGGT-Empfehlung Nr. 5: Seismische Feldmessungen für bautechnische Zwecke

Referenzparameter

ParameterTypischer Wert
VerfahrenRefraktionstomographie (bis ca. 30–50 m Tiefe) und Reflexionsseismik (abhängig von Quellenergie)
SchwingungsquelleBeschleunigungsfallgewicht oder Hammerschlag, ggf. Vibrator bei größeren Tiefen
Geophonabstand1–5 m je nach Auflösungsanforderung und Erkundungstiefe
Erfasste ParametervP (Kompressionswellen), vS (Scherwellen bei S-Wellen-Quelle), Poissonzahl
AuswertungTomografische Inversion (Raytracing) mit Topografiekorrektur
Normative GrundlageDIN EN 1997-2 (Eurocode 7), ergänzend DIN 4094-3
Ergebnisdarstellung2D-Geschwindigkeitsprofile, Tiefenlage von Schichtgrenzen, Anomaliekarten

Standort und Servicegebiet

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