Die geotechnische Erkundung in Heidelberg ist untrennbar mit der quartären Geologie des Neckartals verbunden. Der historische Stadtkern ruht auf mächtigen Auelehmen und Hochflutablagerungen, während die Ausläufer des Odenwalds von residualen Tonen und verwittertem Buntsandstein geprägt werden.
Diese bindigen Böden reagieren sensibel auf Wasseraufnahme und Austrocknung – ein Verhalten, das sich nur durch die Atterberg-Grenzen quantitativ beschreiben lässt. Unser Labor ermittelt Fließ- und Ausrollgrenze nach DIN 18122, um das plastische Fenster der anstehenden Sedimente exakt zu definieren.
Die Kenntnis dieser Kennwerte ist in Heidelberg entscheidend, weil die jahreszeitlichen Schwankungen des Neckarpegels und die Hangwasserströme aus dem Odenwald die Zustandsform feinkörniger Böden stetig verändern.
Die Plastizitätszahl IP quantifiziert das Wasserbindevermögen bindiger Böden und ist der Schlüsselparameter für die Klassifikation nach DIN 18196.
Methodik und Umfang
Die Probenaufbereitung erfolgt nach DIN EN ISO 17892-12, wobei wir den Wassergehalt an mehreren Punkten der Konsistenzkurve messen. Für tieferliegende Horizonte kombinieren wir die Analyse mit der Korngrößenanalyse, um den Feinkornanteil exakt zu quantifizieren, und bei Auffüllungen mit wechselnder Zusammensetzung ergänzt der Plattendruckversuch die Verformungsbewertung des Planums.
- Fließgrenze wL nach DIN 18122 mit dem Fließgrenzengerät nach Casagrande
- Ausrollgrenze wP durch manuelles Ausrollen auf 3 mm Dicke
- Plastizitätszahl IP als Differenz zwischen Fließ- und Ausrollgrenze
- Konsistenzzahl IC zur Zustandsbeurteilung im Feld
Lokale Besonderheiten
Die DIN 4020:2010-12 verlangt für bindige Böden die Angabe der Zustandsgrenzen, sobald das Feinkorn den Tragfähigkeitsnachweis beeinflusst. In Heidelberg wird diese Forderung durch die hydrologische Situation verschärft: Die Neckarwiesen und die Altauenbereiche in Wieblingen oder Neuenheim führen episodisch gespanntes Grundwasser, das die Konsistenz feinkörniger Schichten binnen Tagen verändert. Ein Boden mit einer Konsistenzzahl IC nahe 0,75 kann nach Starkregen auf IC < 0,5 absinken und seine Standfestigkeit weitgehend einbüßen.
Die Vernachlässigung der Atterberg-Grenzen führt in solchen Lagen zur Fehlklassifikation als tragfähiger Baugrund – mit der Konsequenz unerwarteter Setzungen oder sogar Böschungsversagen. Besonders kritisch sind die residualen Verwitterungstone am Königstuhlhang, deren Plastizität durch Smektitanteile stark erhöht sein kann und die selbst bei geringer Hangneigung Kriechbewegungen zeigen.
Normativer Rahmen
DIN 18122-1:1998-05 – Baugrund, Untersuchung von Bodenproben – Zustandsgrenzen (Konsistenzgrenzen) – Teil 1: Bestimmung der Fließ- und Ausrollgrenze, DIN 18122-2:2020-11 – Baugrund, Untersuchung von Bodenproben – Zustandsgrenzen (Konsistenzgrenzen) – Teil 2: Bestimmung der Schrumpfgrenze, DIN EN ISO 17892-12:2020-08 – Geotechnische Erkundung und Untersuchung – Laborversuche an Bodenproben – Teil 12: Bestimmung der Fließ- und Ausrollgrenzen, DIN 4020:2010-12 – Geotechnische Untersuchungen für bautechnische Zwecke – Ergänzende Regelungen zu DIN EN 1997-2, DIN 18196:2023-02 – Erd- und Grundbau – Bodenklassifikation für bautechnische Zwecke (Plastizitätsdiagramm)
Verwandte Dienstleistungen
Klassifikation nach DIN 18196
Auf Basis der Korngrößenverteilung und der Plastizität ordnen wir den untersuchten Boden in die Gruppen GE bis TL ein. Diese Klassifikation ist in Heidelberg für die Wahl des Erddrucks und der zulässigen Sohlspannung nach EC 7 verbindlich.
Konsistenzbewertung mit Aktivitätszahl
Die Aktivitätszahl IA nach Skempton setzt die Plastizitätszahl ins Verhältnis zum Tonanteil und liefert Hinweise auf das Mineralgemisch. In den Tonsteinhorizonten des Oberrheingrabens hilft dieser Wert, zwischen Kaolinit- und Smektit-dominierten Böden zu unterscheiden.
Typische Parameter
Gängige Fragen
Welche Bodenarten in Heidelberg erfordern zwingend die Bestimmung der Atterberg-Grenzen?
Alle bindigen und gemischtkörnigen Böden mit einem Feinkornanteil > 15 % sollten nach DIN 4020 geprüft werden. In Heidelberg betrifft das insbesondere die Auelehme entlang des Neckars zwischen Ziegelhausen und Wieblingen, die Lösslehme auf den Niederterrassen sowie die Verwitterungstone des mittleren Buntsandsteins an den Odenwaldhängen. Auch künstliche Auffüllungen mit tonigen Beimengungen aus historischen Ziegeleien können stark plastische Eigenschaften aufweisen.
Welche Probenmenge wird für die Atterberg-Grenzen benötigt und wie muss die Probe entnommen werden?
Für eine vollständige Bestimmung inklusive Mehrfachmessung werden etwa 200 g Material der Fraktion < 0,4 mm benötigt. Die Probe kann gestört als Sonderprobe aus einer Schürfgrube oder einem SPT-Entnahmezylinder stammen. Entscheidend ist, dass der natürliche Wassergehalt durch luftdichte Verpackung in Schnappdeckelgläsern oder PE-Beuteln erhalten bleibt, da die Trocknung vor der Prüfung im Labor unter kontrollierten Bedingungen bei 60 °C erfolgt.
Was kosten die Atterberg-Grenzen im Labor und welche Faktoren beeinflussen den Preis?
Die Bestimmung der Fließ- und Ausrollgrenze nach DIN 18122 bewegt sich üblicherweise zwischen €50 und €100 pro Probe, abhängig von der Probenanzahl und dem Aufwand für die Probenaufbereitung. Enthält die Probe organische Beimengungen oder muss die Fraktion < 0,4 mm durch Nasssiebung gewonnen werden, erhöht sich der Bearbeitungsaufwand und damit die Kosten. Serienuntersuchungen ab 10 Proben werden mit gestaffelten Konditionen angeboten.
Wie lange dauert die Laboranalyse der Konsistenzgrenzen?
Die reine Prüfzeit für eine Einzelprobe beträgt nach Probenvorbereitung etwa 1 bis 2 Stunden. Da die Probe bei 60 °C ofengetrocknet und anschließend mit destilliertem Wasser schrittweise aufbereitet werden muss, erstreckt sich die gesamte Durchlaufzeit im Labor auf 48 bis 72 Stunden. Bei Eilprojekten in Heidelberg können wir die Ergebnisse auf Anfrage innerhalb von 24 Stunden liefern, sofern das Material keine außergewöhnlich langen Quellzeiten erfordert. Mehr Info.