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Atterberg-Grenzen in Herne: Plastizität und Tragfähigkeit bindiger Böden sicher bewerten

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Die geotechnische Erkundung nach DIN EN ISO 17892-12 bildet die Grundlage jeder Baugrundbeurteilung, und in Herne zeigt sich die Notwendigkeit dieser Laborversuche besonders deutlich. Die Stadt liegt im Übergangsbereich zwischen den sandig-kiesigen Terrassenablagerungen der Emscher und den von Lösslehm überdeckten Mergeln des Oberkreide-Sockels. Diese geologischen Verhältnisse führen zu einer oft unterschätzten Variabilität der bindigen Deckschichten, deren Konsistenz sich mit bloßem Auge kaum zuverlässig einschätzen lässt. Die Bestimmung der Atterberg-Grenzen – konkret der Fließgrenze nach Casagrande und der Ausrollgrenze – liefert hier jene Kennwerte, die für die Einstufung als leicht oder ausgeprägt plastischen Ton nach DIN 18196 unverzichtbar sind. Ohne diese Klassifizierung bleibt die Wahl des zulässigen Sohlwiderstands eine bloße Annahme, was in einem städtischen Umfeld mit dichter Bebauung und wechselnden Grundwasserständen – Herne verzeichnet jährliche Niederschläge um die 800 mm – ein nicht vertretbares Risiko für Setzungsschäden darstellt.

Die Plastizitätszahl Ip ist nicht nur eine Klassifikationsgröße, sondern ein direkter Indikator für das Schrumpf- und Quellpotenzial der Auenlehme im Herne-Emscher-Tal.

Methodik und Umfang

Vergleicht man die Bodenverhältnisse im nördlichen Stadtbereich von Herne, etwa in Wanne-Eickel mit seinen ehemaligen Zechenflächen und anthropogenen Auffüllungen, mit jenen im südlicheren Baukau, wo die holozänen Lehmdecken über dem Emscher-Mergel oft mächtiger und homogener ausfallen, so stößt man auf grundlegend verschiedene Konsistenzzustände. In Wanne-Eickel finden sich häufig aufgefüllte, heterogene Mischböden mit unerwartet hohen Plastizitätszahlen, während in Baukau die natürlichen Lösslehme bei Wassersättigung rasch in eine weiche bis breiige Konsistenz übergehen können. Genau diese Unterschiede deckt die Laboranalyse der Atterberg-Grenzen zuverlässig auf, indem sie den Wassergehalt am Übergang von der flüssigen zur plastischen und von der plastischen zur halbfesten Phase quantifiziert. Ergänzend zur reinen Klassifikation ermöglicht die Kenntnis der Plastizitätszahl Ip in Kombination mit der Korngrößenanalyse eine fundierte Prognose des Verformungsverhaltens unter zyklischer Belastung, wie sie im innerstädtischen Verkehrswegebau typisch ist.
Atterberg-Grenzen in Herne: Plastizität und Tragfähigkeit bindiger Böden sicher bewerten
Technisches Referenzbild — Herne

Lokale Besonderheiten

Im Labor in Herne kommt für die Fließgrenzenbestimmung das standardisierte Casagrande-Schalenfallgerät zum Einsatz, dessen gefederte Schale aus Messing mit einer definierten Schlagzahl von 25 taktet. Der Prüfvorgang selbst – das Ziehen einer Furche mit dem Normfurchenzieher und das anschließende Zählen der Schläge, bis sich die Furche über 10 mm Länge schließt – verlangt eine Sorgfalt, die über die Aussagekraft der gesamten Konsistenzzahl Ic entscheidet. Wird die Fließgrenze hier nur um wenige Prozente zu hoch oder zu niedrig angesetzt, verschiebt sich die rechnerische Konsistenz des Bodens schnell um eine ganze Klasse, etwa von 'steif' auf 'weich'. Für ein Bauvorhaben in Herne, das auf setzungsempfindlichen Auenlehmen gründet, bedeutet eine solche Fehleinstufung entweder eine unwirtschaftliche Überdimensionierung der Gründung oder, im schlimmeren Fall, unerwartete Setzungsdifferenzen im aufgehenden Mauerwerk. Die Ausrollgrenze wird von unserem technischen Personal manuell auf einer saugfähigen Glasplatte ermittelt, wobei die Erfahrung im Umgang mit den lokal typischen, oft kalkhaltigen Emscher-Mergeln eine präzise Bestimmung des Übergangs in den halbfesten Zustand erst ermöglicht.

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Technische Parameter

ParameterTypischer Wert
NormDIN EN ISO 17892-12:2018
Bestimmte GrenzenFließgrenze (wL), Ausrollgrenze (wP)
Abgeleitete KennwertePlastizitätszahl Ip, Konsistenzzahl Ic
Bodengruppen nach DIN 18196TL, TM, TA, ST (bindige Böden)
Konsistenzbereicheflüssig, breiig, weich, steif, halbfest, fest
Typische Probenmenge200–500 g bindiges Material < 0,4 mm
Prüfgerät FließgrenzeCasagrande-Gerät (Schalenfallgerät)
Relevanz für HerneBeurteilung von Auenlehmen und Lössdeckschichten

Zugehörige Fachleistungen

01

Probenahme und Probenaufbereitung

Entnahme gestörter Bodenproben aus Schürfen oder Rammkernsondierungen in den verschiedenen Herne-Vierteln, fachgerechte Trocknung und Siebung auf < 0,4 mm nach DIN 18123.

02

Bestimmung der Atterberg-Grenzen

Laborversuch nach DIN EN ISO 17892-12 mit Casagrande-Gerät und manueller Ausrollmethode. Inklusive grafischer Auswertung im Plastizitätsdiagramm nach Casagrande.

03

Beurteilung des Schrumpf- und Quellverhaltens

Ableitung des Quellpotenzials bindiger Böden anhand der Plastizitätszahl und der natürlichen Wassergehalte, speziell für die setzungsempfindlichen Auenlehme im Emschertal.

Geltende Normen

DIN EN ISO 17892-12:2018 – Geotechnische Erkundung und Untersuchung – Laborversuche an Bodenproben – Teil 12: Bestimmung der Fließ- und Ausrollgrenze, DIN 18196 – Erd- und Grundbau – Bodenklassifikation für bautechnische Zwecke, DIN 18121 – Baugrund – Untersuchung von Bodenproben – Wassergehalt

Häufige Fragen

Was kosten die Atterberg-Versuche für ein Bauvorhaben in Herne?

Die Bestimmung der Fließ- und Ausrollgrenze bewegt sich je nach Probenanzahl und Aufbereitungsaufwand in einem Rahmen von 60 € bis 90 €. Eine verlässliche Aussage ist aber erst nach einer ersten Begutachtung des entnommenen Materials möglich, weil stark organische oder sandige Beimengungen den Arbeitsaufwand erhöhen können.

Warum sind die Atterberg-Grenzen für die Gründung in Herne so wichtig?

In Herne liegen vielerorts bindige Deckschichten wie Lösslehm oder Auenlehm vor, deren Konsistenz stark vom aktuellen Wassergehalt abhängt. Die Atterberg-Grenzen setzen diesen Wassergehalt ins Verhältnis zu den plastischen Eigenschaften des Bodens und erlauben so eine Vorhersage, ob der Boden bei Wasserzutritt aufweicht oder bei Austrocknung schrumpft – beides kritische Faktoren für eine setzungsarme Gründung.

Wie viele Bodenproben werden für eine aussagekräftige Klassifikation benötigt?

Das hängt von der Homogenität des Baugrunds ab. Auf einem typischen Einfamilienhaus-Grundstück in Herne reichen meist drei bis fünf gestörte Proben aus unterschiedlichen Tiefen und Rasterpunkten, um ein zuverlässiges Bild der Plastizitätseigenschaften zu erhalten. Bei stark wechselnden Schichten, wie sie in den ehemaligen Bergbaubereichen vorkommen, kann eine dichtere Beprobung sinnvoll sein.

Standort und Servicegebiet

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