Hamburgs Untergrund ist zweigeteilt: In Alsternähe und Richtung Elbe dominieren weiche holozäne Klei- und Torfschichten, während die Geestgebiete wie Harvestehude oder Winterhude von saaleeiszeitlichen Geschiebemergeln und Sanden geprägt sind. Diese Unterschiede verlangen nach einer Erkundung, die nicht nur punktuell, sondern im durchgehenden Profil aufklärt. Die seismische Tomographie liefert genau das. Sie kombiniert Refraktions- und Reflexionsdaten und bildet Schichtgrenzen, Rinnenstrukturen und Störzonen ab. Gerade in einer Stadt, die zwischen Marsch und Geest pendelt, wird der Bauherr sonst schnell von unerwarteten Weichschichten überrascht. Ein vorgeschaltetes Sondierungsprogramm mit SPT-Bohrungen hilft, die dynamischen Kennwerte punktuell zu kalibrieren, bevor das flächige Tomographie-Modell die gesamte Baugrube abdeckt.
Ein Geschwindigkeitsmodell im 1-Meter-Raster deckt Rinnen und Beckenstrukturen auf, die mit Bohrungen allein oft unentdeckt bleiben.
Arbeitsumfang in Hamburg
Risiken und Überlegungen in Hamburg
Die Messapparatur besteht aus einem 24-Kanal-Seismographen mit vernetzten Geophonketten, die entlang einer Profillinie ausgelegt werden. In Hamburgs innerstädtischem Umfeld mit Straßenbahn- und Lkw-Verkehr ist das seismische Rauschen eine echte Herausforderung. Wir arbeiten daher mit einer elektronischen Rauschunterdrückung und einer repetitiven Stapelung von mindestens 5 bis 8 Einzelschlägen pro Anregungspunkt. Die größte Gefahr für das Bauvorhaben ist eine übersehene pleistozäne Rinne, die mit gering tragfähigen Sedimenten gefüllt ist und Setzungen von mehreren Zentimetern verursachen kann. Nur eine durchgehende seismische Tomographie löst diese Strukturen in ihrer vollen Breite und Tiefe auf. Bei unzureichender Erkundung drohen kostenintensive Umplanungen während der laufenden Baumaßnahme.
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Unsere Leistungen
Jede seismische Tomographie in Hamburg wird auf die spezifische Fragestellung und die innerstädtischen Logistikbedingungen abgestimmt. Unser Leistungsumfang umfasst folgende Schritte:
Profilplanung und Vorbereitung
Festlegung der Profilgeometrie auf Basis von Bestandsplänen, Leitungsrecherche und örtlicher Begehung. Auswahl der Anregungsart (Hammer, Fallgewicht, Impulsquelle) je nach geforderter Eindringtiefe.
Feldmessung und Datenakquisition
Durchführung der 2D-Seismik mit 24 bis 48 aktiven Kanälen. Aufzeichnung von P-Wellen und S-Wellen zur Ableitung dynamischer Bodenkennwerte. Stapelung zur Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses.
Tomographische Inversion und Bericht
Laufzeitinversion der Ersteinsätze und Reflexionshorizonte. Übergabe eines farbkodierten Geschwindigkeits-Tiefenmodells mit abgeleiteten geotechnischen Parametern und einem geologischen Interpretationsprofil.
Häufig gestellte Fragen
Welche Auflösung erreicht eine seismische Tomographie in Hamburgs Marschgebieten?
In den weichen Kleiböden der Marsch erreichen wir mit einem 2-m-Geophonabstand eine laterale Auflösung von etwa 1 m in der oberflächennahen Schicht. Die vertikale Auflösung hängt von der Geschwindigkeitszunahme mit der Tiefe ab, liegt aber typischerweise bei 0,5 bis 1,5 m für die oberen 30 m. Das reicht aus, um Torflinsen und Kleilagen sicher zu kartieren.
Was kostet eine seismische Tomographie für ein Baugrundgutachten in Hamburg?
Eine 2D-Seismik mit 200 bis 300 Profilmetern bewegt sich in Hamburg zwischen 2.800 und 5.340 Euro, abhängig von der Anzahl der Profile, der benötigten Eindringtiefe und den städtischen Zugangsbedingungen. Enthalten sind Messung, Inversion, Interpretation und ein vollständiger Bericht mit Schichtmodell.
Wie werden die seismischen Geschwindigkeiten in geotechnische Bodenkennwerte umgerechnet?
Die Scherwellengeschwindigkeit vS wird direkt aus der S-Wellen-Tomographie gewonnen. Daraus leiten wir den dynamischen Schubmodul Gmax = ρ · vS² und den dynamischen Steifemodul ab. Mit der P-Wellen-Geschwindigkeit vP ergibt sich die Poissonzahl. Für die Umrechnung in statische Kennwerte verwenden wir empirische Korrelationen, die an regionalen SPT-Ergebnissen kalibriert sind.