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KARLSRUHE
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Seismische Tomographie (Refraktion/Reflexion) in Karlsruhe: Baugrundmodelle ohne Rätselraten

Praxisnahe Geotechnik, feldgeprüft.

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Der Oberrheingraben prägt Karlsruhes Untergrund massiv: quartäre Kiese und Sande wechseln sich mit tertiären Ton- und Mergelschichten ab, darunter lagern kristalline Gesteine in stark variierenden Tiefen. Genau dieses Stockwerksmodell sichtbar zu machen, bevor der erste Bagger anrollt, ist der entscheidende Vorteil der seismischen Tomographie. Mit einer Kombination aus Refraktions- und Reflexionsseismik zeichnen wir ein lückenloses Bild der Schichtgrenzen, Störungszonen und Verwitterungshorizonte – selbst dort, wo Ramm- oder Drucksondierungen an ihre Grenzen stoßen. Wir setzen das Verfahren in der Fächerstadt schwerpunktmäßig ein, wenn es um große Bauflächen, lineare Infrastruktur oder kritische Gründungsfragen geht. Ergänzend zur reinen Baugrunderkundung liefern die seismischen Profile auch die dynamischen Bodenkennwerte, die für die Erdbebenbemessung nach DIN EN 1998-1 unverzichtbar sind. Unsere Auswerter kombinieren die Laufzeitkurven mit punktuellen Aufschlüssen wie der SPT-Bohrung und der Korngrößenanalyse, um das seismische Modell lithologisch zu kalibrieren und die Prognosegenauigkeit weiter zu erhöhen.

Seismische Tomographie liefert in Karlsruhe ein durchgängiges Tiefenprofil, wo punktuelle Sondierungen nur Mosaiksteine zeigen – und das bei minimalem Flächeneingriff.

Unsere Leistungsbereiche

Methodik und Umfang

Zwischen dem hochverdichteten Innenstadtquartier und den Auenbereichen bei Daxlanden liegen geotechnisch gesehen Welten. Während im Zentrum Karlsruhes oft anthropogene Auffüllungen und dicht gelagerte Rheinkiese dominieren, finden sich in den Rheinauen mächtige Weichschichten mit organischen Beimengungen und geringer Scherfestigkeit. Genau bei solchen Kontrasten spielt die seismische Tomographie ihre Stärken aus: Refraktionsmessungen kartieren die Geschwindigkeitszunahme mit der Tiefe und trennen Lockergestein von Festgestein; Reflexionsmessungen bilden Schichtgrenzen und Diskordanzen ab, die bei reinen Refraktionsmessungen verborgen blieben. Ein Ingenieurbüro in der Oststadt benötigt andere Tiefenauflösung als ein Erschließungsträger im Knielinger Rheinhafen. Wir passen die Messgeometrie – Geophonabstand, Anregungsenergie und Profillänge – gezielt an die Fragestellung an. Bei Baugruben mit hohem Grundwasserandrang kombinieren unsere Geophysiker die Seismik mit In-situ-Durchlässigkeitsversuchen, um den hydraulischen Stockwerksbau mit dem seismischen Strukturmodell abzugleichen.
Seismische Tomographie (Refraktion/Reflexion) in Karlsruhe: Baugrundmodelle ohne Rätselraten
Technische Referenz — Karlsruhe

Örtliche Baugrundfaktoren

Die DIN 4094-3 fordert für die indirekte Baugrunderkundung eine ausreichende Kalibrierung durch direkte Aufschlüsse. In Karlsruhe ist das nicht bloß eine Formalie, sondern essenziell: Die quartären Kiese weisen je nach Lagerungsdichte und Kornverteilung seismische Geschwindigkeiten auf, die sich mit verwittertem Tonstein überlappen können. Ohne lithologische Eichung durch Sondierungen besteht das Risiko von Fehlinterpretationen, die in der Gründungsplanung schnell sechsstellige Mehrkosten verursachen – etwa wenn ein vermeintlich tragfähiger Horizont in Wirklichkeit ein stark setzungsempfindlicher Verwitterungslehm ist. Das zweite Risiko liegt in der Signalausbreitung: In den stark befahrenen Straßen der Südstadt oder nahe der Stadtbahnlinien können Vibrationen des Individualverkehrs die Seismogramme verrauschen. Wir arbeiten deshalb mit gestapelten Signalen und planen die Messkampagnen bevorzugt in verkehrsarmen Zeitfenstern, um das Nutzsignal sauber herauszuarbeiten. Ergänzend setzen wir bei schwer zugänglichen innerstädtischen Grundstücken auf die Kombination mit MASW, um die Scherwellengeschwindigkeit auch ohne tiefe Bohrung flächendeckend zu erfassen.

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Normativer Rahmen

DIN EN ISO 22476-3:2023-04 – Felduntersuchungen, Drucksondierungen (Kalibrierungsreferenz), DIN 4094-3:2002-01 – Baugrund, Erkundung durch geophysikalische Verfahren, DIN EN 1998-1/NA:2021-07 – Erdbebenbemessung, nationale Festlegungen zu vs30-Profilen

Technische Parameter

ParameterTypischer Wert
MethodeRefraktions- und Reflexionsseismik, kombinierte Tomographie
Typische Erkundungstiefe Karlsruhe15 m bis 120 m (projektabhängig, Festgesteinshorizont)
AnregungFallgewicht (3–5 kg) oder beschleunigtes Impulsgewicht, Vorschlaghammer
Geophonabstand1 m bis 5 m (Hochauflösung bis Tiefenerkundung)
AuswerteverfahrenLaufzeittomographie (Raytracing), Reflexionsstapelung, CMP-Bearbeitung
Normative GrundlageDIN EN ISO 22476-3, DIN 4094-3, ergänzend DIN EN 1998-1
ErgebnisparameterP- und S-Wellengeschwindigkeit, vp/vs-Verhältnis, Poissonzahl, dynamischer E-Modul
BerichtsformatSeismische Sektionen, Tomogramme, Zeit-Tiefen-Konvertierung, digitales Geländemodell

Gängige Fragen

Was kostet eine seismische Tomographie in Karlsruhe?

Die Kosten hängen stark von der Profillänge, der Anzahl der Schüsse und der erforderlichen Auflösung ab. Für eine typische Baugrunderkundung in Karlsruhe mit kombinierten Refraktions- und Reflexionsprofilen bewegen sich die Honorare zwischen €2.740 und €5.360 netto. Enthalten sind Messkonzept, Feldkampagne, tomografische Inversion und ein berichtsfähiger Plansatz.

Bis in welche Tiefe kann die Seismik in Karlsruhe erkunden?

Die Erkundungstiefe skaliert mit der Profillänge und der seismischen Geschwindigkeit des Untergrunds. In Karlsruhe erreichen wir mit aktiven Quellen typischerweise 30 m bis 50 m bei hochauflösenden Refraktionsprofilen. Mit langen Profilen und Reflexionsauswertung sind Tiefen bis 120 m abbildbar, was meist ausreicht, um die Basis der quartären Lockergesteine und die Oberkante des kristallinen Grundgebirges zu erfassen.

Wie wird die seismische Tomographie mit Bohrungen kombiniert?

Die seismischen Geschwindigkeiten sind zunächst ein physikalisches Abbild, keine lithologische Beschreibung. Wir kalibrieren das Tomogramm, indem wir an strategischen Punkten SPT-Bohrungen oder Rammsondierungen niederbringen. Die Bohrprofile liefern die Materialansprache, die Seismik interpoliert sie flächenhaft. Diese Datenfusion ist in der DIN 4094-3 explizit vorgesehen und senkt das Risiko von Fehlinterpretationen drastisch.

Welche Rolle spielt die seismische Tomographie für die Erdbebenbemessung in Karlsruhe?

Eine zentrale. Die DIN EN 1998-1 klassifiziert den Baugrund anhand der mittleren Scherwellengeschwindigkeit vs30 der oberen 30 Meter. Die seismische Tomographie liefert dieses Profil lückenlos und standortgenau. Im Oberrheingraben, einer seismisch aktiven Zone, ist das vs30-Profil oft entscheidend dafür, ob ein Bauwerk in Untergrundklasse B oder C fällt – mit unmittelbaren Folgen für die anzusetzenden Spektralbeschleunigungen.

Kann die Messung in bebautem Gebiet durchgeführt werden?

Ja, wir führen seismische Profile auch in Karlsruher Innenstadtbereichen durch. Die Herausforderung ist der städtische Vibrationshintergrund durch Verkehr und Industrie. Wir kompensieren das durch gestapelte Signale, höhere Schlagenergie und wenn möglich Messungen in den frühen Morgenstunden. Bei extrem beengten Verhältnissen wie engen Hinterhöfen kombinieren wir die Seismik mit geoelektrischen Verfahren oder MASW, um die Datenlücken zu schließen.

Standort und Servicegebiet

Wir betreuen Projekte in Karlsruhe und Umgebung.

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