Wenn das schwere Rammgestänge des Standard Penetration Tests in den fränkischen Boden eindringt, liefert jeder Schlag eine Aussage über die Tragfähigkeit des Untergrunds. In Erlangen, wo die geologischen Formationen des Mittelfränkischen Beckens vorherrschen, setzt unser technisches Team ein automatisches Fallgewicht von 63,5 Kilogramm ein, das aus exakt 760 Millimetern Höhe auf das Gestänge fällt. Der Penetrationswiderstand – die sogenannte Schlagzahl N – wird über die letzten 300 Millimeter einer insgesamt 450 Millimeter tiefen Eindringstrecke gemessen. Besonders in den verwitterten Sandsteinkeuper-Schichten, die für das Erlanger Stadtgebiet so charakteristisch sind, zeigt dieser Wert oft einen sprunghaften Anstieg, sobald die unverwitterte Felsoberfläche erreicht wird. Die Bohrungen werden dabei mit verrohrten Ansatzpunkten durchgeführt, um ein Nachbrechen der oft sandig-tonigen Verwitterungsdecke zu verhindern und die Probenentnahme im gestörten Zustand für eine spätere Korngrößenanalyse sicherzustellen. Die Auswertung kombiniert die Feldmessung mit der Erfahrung aus zahlreichen Projekten im Erlanger Raum, um belastbare Kennwerte für die Gründungsplanung abzuleiten.
In den Keupersedimenten Erlangens zeigt der Übergang vom verwitterten zum kompetenten Fels im SPT-Diagramm oft einen N-Wert-Sprung um den Faktor 4 innerhalb von nur 30 Zentimetern.
Ablauf und Umfang
Lokaler geotechnischer Kontext
Mit einer Einwohnerdichte von über 1.500 Einwohnern pro Quadratkilometer und einer intensiven Nachverdichtung im Stadtgebiet entstehen in Erlangen zunehmend Bauprojekte auf Grundstücken, die früher als schwer bebaubar galten – etwa am Hangfuß des Burgbergs oder in den grundwassernahen Quartärrinnen der Regnitz. Wird hier auf eine tiefenorientierte Sondierung verzichtet, bleibt die Baugrundbeurteilung lückenhaft. Die größte Gefahr geht von unerkannten Weichschichten im Tiefenprofil aus, die bei einer reinen Flachgründung zu differenziellen Setzungen führen können. Gerade im Übergangsbereich zwischen den quartären Lockersedimenten und dem Festgestein zeigt der SPT zuverlässig an, ob der Felszersatz noch als tragfähig einzustufen ist oder ob eine Tiefgründung über Bohrpfähle oder eine Bodenverbesserung mittels Rüttelverdichtung erforderlich wird. Ein weiterer kritischer Aspekt ist die Verkennung von Residualböden: Der in Erlangen anstehende, stark verwitterte Sandsteinkeuper kann in der Rammsondierung täuschend ähnliche Werte wie ein dichter Sand liefern, verhält sich jedoch unter Wasserzutritt vollkommen anders – eine Problematik, die nur mit kombinierter Feld- und Laboransprache korrekt zu bewerten ist.
Video-Überblick
Referenznormen
DIN EN ISO 22476-3:2012 – Geotechnische Erkundung und Untersuchung – Felduntersuchungen – Teil 3: Standard Penetration Test, DIN 4020:2010 – Geotechnische Untersuchungen für bautechnische Zwecke, DIN EN 1997-2:2010 – Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik – Teil 2: Erkundung und Untersuchung des Baugrunds, DIN EN ISO 22476-3 – Standardprüfverfahren für den Standard Penetration Test (SPT) und die Probengewinnung mit geteiltem Stechrohr (ergänzend)
Ergänzende Leistungen
Korngrößenanalyse nach DIN EN ISO 17892-4
Die im SPT gewonnene gestörte Rammkernprobe wird im Labor einer kombinierten Sieb- und Schlämmanalyse unterzogen. In den sandig-tonigen Wechsellagerungen Erlangens ist die Kenntnis des Feinkornanteils entscheidend: Ein Schluffanteil über 15 Prozent verändert das Verflüssigungspotenzial und die Drainagefähigkeit des Bodens erheblich. Die Analyse liefert die Kornverteilungskurve, aus der Ungleichförmigkeitszahl und Krümmungszahl abgeleitet werden – beides Parameter, die direkt in die Abschätzung des Reibungswinkels aus den SPT-N-Werten eingehen.
Atterberg-Grenzen nach DIN 18122
In den tonig verwitterten Zonen des Gipskeupers, die im Erlanger Stadtgebiet immer wieder angetroffen werden, ist die Bestimmung der Konsistenzgrenzen unverzichtbar. Fließgrenze und Ausrollgrenze klassifizieren den Boden als ausgeprägt plastisch oder als Schluff mit geringer Plastizität – eine Unterscheidung, die der SPT allein nicht treffen kann. Die Plastizitätszahl Ip korreliert zudem mit der undränierten Scherfestigkeit und ermöglicht eine Plausibilisierung der aus den N-Werten abgeleiteten Bemessungskennwerte.
Typische Parameter
Fragen und Antworten
Was kostet ein Standard Penetration Test in Erlangen?
Für einen SPT-Einsatz in Erlangen, inklusive der erforderlichen Kleinbohrung bis zur Testtiefe, der Rammkernprobenentnahme und der Protokollierung nach DIN EN ISO 22476-3, liegen die Kosten je nach Bohrtiefe und Zugänglichkeit des Geländes zwischen €560 und €680 pro Aufschlusspunkt. Bei mehreren Sondierungen auf einem Baufeld oder der Kombination mit Laborversuchen sind wirtschaftlichere Paketpreise möglich.
Ab welcher Tiefe ist ein SPT in Erlangen sinnvoll?
Der SPT wird in der Regel ab einer Tiefe von 1,0 bis 1,5 Metern unter Geländeoberkante ausgeführt, sobald die Quartärdecke durchörtert ist. In den Keupersedimenten Erlangens ist der Test besonders im Tiefenbereich zwischen 3 und 10 Metern aufschlussreich, wo der Übergang vom verwitterten Felszersatz zum kompetenten Sandstein erfolgt. Die maximale Testtiefe wird durch die Rammbarkeit des Gestänges bestimmt und liegt bei unseren Geräten bei etwa 25 Metern, sofern nicht vorher Fels angetroffen wird.
Wie viele SPT-Sondierungen braucht ein Einfamilienhaus in Erlangen?
Für ein Einfamilienhaus auf einem typischen Erlanger Grundstück mit mäßig heterogenem Untergrund sind gemäß DIN 4020 mindestens zwei, besser drei Aufschlusspunkte zu empfehlen. Die SPT werden dabei in die Kleinbohrungen integriert, sodass pro Bohrung ein bis zwei Tests in unterschiedlichen Tiefen ausgeführt werden. Bei größeren Gebäudegrundrissen oder einem unregelmäßigen Felshorizontverlauf, wie er am Hang des Burgbergs vorkommt, können vier Punkte sinnvoll sein.
Kann der SPT im Erlanger Keupergestein überhaupt eingesetzt werden?
Ja, mit Einschränkungen. Im vollständig verwitterten Sandsteinkeuper, der sich wie ein dichter Sand verhält, liefert der SPT sehr zuverlässige N-Werte. Sobald jedoch harte Sandsteinbänke oder dolomitische Lagen angetroffen werden, steigt die Schlagzahl sprunghaft auf Werte über N=50 an – der Test wird dann abgebrochen, und die Reststrecke wird mit einer Kernbohrung weitergeführt. Die Interpretation der SPT-Daten im Keuper erfordert zwingend eine geologische Ansprache der Rammkernprobe, um Fehlinterpretationen durch Gesteinsfragmente zu vermeiden.