Ein Neubau in der Oberstadt von Siegen, direkt am Hang des Siegbergs. Der Baugrund besteht aus einer mehrere Meter mächtigen Schicht aus verwittertem Tonschiefer und Grauwacke – typisch für das rechtsrheinische Schiefergebirge. Die DIN EN 1998-1 fordert für solche Standorte eine standortspezifische Untersuchung der Untergrundverhältnisse. Pauschale Annahmen zur Baugrundklasse reichen hier nicht. Die seismische Mikrozonierung liefert das notwendige Instrument, um die lokalen Effekte der wechselhaften Siegerländer Geologie auf die Bodenbewegung bei einem Erdbeben realistisch zu erfassen. Gerade die tiefgründigen Verwitterungsprofile im Stadtgebiet können bei dynamischer Anregung ein völlig anderes Verhalten zeigen als der anstehende Fels. Wir kombinieren dafür aktive und passive seismische Verfahren, um ein belastbares Untergrundmodell für die Erdbebenbemessung zu erstellen. Ergänzend setzen wir bei Bedarf den CPT-Versuch ein, wenn die weichen Verwitterungslehme eine durchgehende Sondierung erfordern.
Die lokale Verstärkung in den Talfüllungen der Sieg kann die Bemessungsbeschleunigung gegenüber dem Fels verdreifachen – die Mikrozonierung deckt das auf.
Angewandte Methodik in Siegen
Typische technische Herausforderungen in Siegen
Das Messsystem besteht aus einem 24-Kanal-Seismografen mit aktiver Hammerquelle und einer passiven Array-Aufstellung für die Mikrotremor-Messung. In Siegen stellt uns die dichte Bebauung und die Topografie vor Herausforderungen. Lange lineare Auslagen sind in der Altstadt oft nicht möglich. Wir arbeiten dann mit kreisförmigen Arrays und passiven Methoden, die weniger Platz benötigen. Das unterschätzte Risiko ist die Baugrundklasse. Ein Bodengutachten, das nur bis 6 Meter Tiefe reicht und auf Fels trifft, klassifiziert den Standort als Klasse A. Die darunter liegenden aufgelockerten Schieferzonen, die sich seismisch weicher verhalten, bleiben unentdeckt. Die Folge: ein zu günstiges Antwortspektrum und eine Unterbemessung des Tragwerks. Ein weiteres Risiko sind die steilen Hänge. Hier können Topografie-Effekte zu einer zusätzlichen Verstärkung an der Hangkante führen. Die seismische Mikrozonierung identifiziert solche Hotspots und ermöglicht eine präzise Anpassung der Bemessungslasten.
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Unsere Leistungen
Wir bieten zwei Kernleistungen der seismischen Mikrozonierung für Bauvorhaben in Siegen an, die auf die lokale Geologie abgestimmt sind:
Standortspezifische Gefährdungsanalyse
Kombination von aktiver MASW und passiver HVSR-Messung zur Bestimmung des Scherwellenprofils in den Siegener Talfüllungen. Ableitung des elastischen Antwortspektrums für den Standort nach EC 8, einschließlich Berücksichtigung von Topografie-Effekten bei Hanglagen.
VS30-Kartierung und Baugrundklassifikation
Flächenhafte Erfassung der Scherwellengeschwindigkeit bis 30 m Tiefe für Baugebiete oder Gewerbeareale. Erstellung von Karten der Baugrundklassen nach DIN EN 1998-1 als Planungsgrundlage für Architekten und Tragwerksplaner.
Häufig gestellte Fragen
Ist in Siegen eine seismische Mikrozonierung für jedes Bauvorhaben Pflicht?
Nicht pauschal. Für übliche Hochbauten in der Erdbebenzone 1 reicht die Einstufung nach Tabelle 4.1 des EC 8. Die Mikrozonierung wird relevant, wenn der Baugrund nicht eindeutig klassifizierbar ist – etwa in den tiefen Talfüllungen der Sieg – oder wenn das Bauwerk in die Bedeutungskategorie III oder IV fällt, also bei Schulen, Krankenhäusern oder Versammlungsstätten.
Welche Bodenverstärkung tritt in den Siegtal-Ablagerungen typischerweise auf?
Die quartären Sedimente der Sieg erreichen Mächtigkeiten von über 20 Metern. Unsere Messungen zeigen, dass die Spektrale Antwortbeschleunigung im Periodenbereich 0,1 bis 0,5 Sekunden um den Faktor 2,0 bis 3,0 über dem Felswert liegen kann. Das ist der kritische Bereich für Gebäude mit 3 bis 10 Geschossen, wie sie in Siegen häufig sind.
Mit welchen Kosten muss ich für eine Mikrozonierung rechnen?
Der Aufwand richtet sich nach der Untersuchungstiefe und der Zugänglichkeit des Geländes. In Siegen liegen die Kosten typischerweise zwischen €3.510 und €15.460, abhängig davon, ob eine einfache VS30-Bestimmung ausreicht oder eine vollständige standortspezifische Spektralanalyse mit passiven Array-Messungen erforderlich ist.
Können Sie die Messung auch auf beengten innerstädtischen Grundstücken durchführen?
Ja. Wir setzen in der dichten Bebauung der Siegener Altstadt bevorzugt passive Array-Methoden und Einzelstationsmessungen (HVSR) ein. Diese benötigen keine langen Auslagen und liefern dennoch zuverlässige Tiefenprofile der Scherwellengeschwindigkeit.
Wie unterscheidet sich das Ergebnis von der Standard-Baugrundklasse nach EC 8?
Die Standardklasse basiert auf einer groben geologischen Ansprache. Die Mikrozonierung liefert ein gemessenes VS-Profil und ein rechnerisches Antwortspektrum, das die tatsächliche Schichtung abbildet. In Siegen sehen wir häufig, dass ein Standort, der nach Tabelle als Klasse B eingestuft würde, aufgrund weicher Zwischenschichten dynamisch wie eine Klasse C oder D reagiert.