Die Quartärgeologie im Ulmer Raum wird maßgeblich durch die Donau und ihre Nebengewässer geprägt, was zu einem kleinräumig wechselnden Untergrund aus holozänen Auelehmen, Niederterrassenschottern und mächtigen anthropogenen Auffüllungen führt, die insbesondere im Stadtteil Neu-Ulm und entlang der Industriegebiete im Donautal erhebliche Setzungsrisiken bergen. Während die tragfähigen Kiese der Günz- und Mindeleiszeit oft erst in Tiefen von 6 bis 12 Metern anstehen, erfordern flach gegründete Bauwerke eine kontrollierte Verbesserung der oberen Lagen, wobei die Bemessung der Rütteldruckverdichtung nicht nur die Kornverteilung und den Feinkornanteil berücksichtigt, sondern auch den saisonal schwankenden Grundwasserstand, der in Ufernähe weniger als 2 Meter unter Geländeoberkante liegen kann. Unsere geotechnischen Ingenieure kombinieren dabei die Ergebnisse aus schweren Rammsondierungen mit der Korngrößenanalyse, um die Eignung des Bodens für eine Tiefenrüttlung nach EN 14731 zuverlässig zu beurteilen und die optimale Rüttlerfrequenz sowie den Punktabstand festzulegen. In Ulm betreuen wir seit Jahren Projekte, bei denen historische Bebauungsreste und alte Flussbettsedimente die Homogenität des Baugrunds stören, und justieren unsere Verdichtungsraster daher mit einer engmaschigen Vorerkundung, um unerwartete Hindernisse während der Ausführung zu vermeiden.
Eine korrekte Bemessung der Rütteldruckverdichtung ersetzt in Ulm oft teure Tiefgründungen – vorausgesetzt, das Rüttelraster wird an die lokale Quartärstratigraphie angepasst.
Ablauf und Umfang
Die städtebauliche Entwicklung Ulms vollzog sich über Jahrhunderte entlang der Donau und der Blau, wobei zahlreiche Altarme verfüllt, sumpfige Auenbereiche trockengelegt und nach den Zerstörungen des Zweiten Weltkriegs großflächig Trümmerschutt eingebaut wurde – ein Erbe, das heute unter vielen innerstädtischen Bauplätzen als heterogenes Gemisch aus Ziegelbruch, Betonresten und bindigen Linsen lagert und eine konventionelle Gründung ohne vorherige Baugrundverbesserung unmöglich macht. Eine Rütteldruckverdichtung in Ulm muss deshalb stets auf die lokale Korngrößencharakteristik abgestimmt sein, wobei der für den Rüttlerdurchgang kritische Feinkornanteil (< 0,063 mm) je nach Quartärprofil zwischen 5 und 18 % schwankt und die erreichbare Lagerungsdichte maßgeblich bestimmt. Die Bemessung nach Eurocode 7 (EC 7-1:2004) verlangt den rechnerischen Nachweis der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit, der auf den angestrebten Dichtewerten DPr ≥ 75 % in den oberen 5 Metern basiert und durch Post-Construction-CPTs validiert wird, während in den tieferen Schichten oft eine moderate Verdichtung auf DPr ≥ 65 % ausreicht, um Setzungsmulden unter Streifenfundamenten zu homogenisieren. Die charakteristischen Werte der Scherfestigkeit, die nach der Verdichtung im entwässerten Zustand erreicht werden, liegen bei den Ulmer Donauschottern typischerweise bei φ‘ = 36°–40°, was eine deutliche Steigerung gegenüber dem unverdichteten Ausgangszustand darstellt und selbst bei hohen Verkehrslasten, wie sie im Güterverkehrszentrum Ulm-Dornstadt auftreten, eine sichere Lastabtragung garantiert.
Standortspezifische Faktoren
Die klimatische Prägung der Schwäbischen Alb und des Donautals bringt in Ulm ergiebige Niederschläge und eine hohe Grundwasserneubildungsrate mit sich, sodass der Boden während der Frühjahrsmonate oft wassergesättigt ist und eine Rütteldruckverdichtung ohne bindige Beimengungen zum hydraulischen Grundbruch neigen kann, wenn die Porenwasserüberdrücke nicht rasch genug dissipieren. Besonders kritisch sind die Übergangszonen zwischen den durchlässigen Niederterrassenschottern und den stauenden Auelehmen, wo sich Schichtwasser staut und die Verdichtungsenergie lokal stark dämpft, was zu ungleichmäßigen Setzungen führt, wenn die Bemessung nicht mit einem variablen Rüttelraster und einer temporären Grundwasserabsenkung reagiert. Auch die Gefahr der Nachverdichtung unter dynamischer Belastung, etwa durch Schwerverkehr auf der B10 oder durch den Betrieb von Turbinen in den Wasserkraftwerken entlang der Donau, muss in Ulm bereits im Bemessungskonzept berücksichtigt werden, um langfristig Setzungsdifferenzen zwischen den Bauwerksachsen zu vermeiden. Unsere Ingenieure stützen sich daher auf die seismische Baugrunduntersuchung mit MASW, um die Scherwellengeschwindigkeit vor und nach der Verdichtung zu vergleichen und die Homogenität des verbesserten Untergrunds zerstörungsfrei zu dokumentieren.
Maßgebliche Normen
EN 14731:2005 – Verfahren zur Rütteldruckverdichtung, Eurocode 7: EN 1997-1:2004 – Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik, DIN 4094-3 – Baugrund, Felduntersuchungen (Rammsondierungen, CPT), DIN 18196 – Bodenklassifikation für bautechnische Zwecke
Gängige Fragen
Wie wird die Tiefe der Rütteldruckverdichtung in Ulm festgelegt?
Die Verdichtungstiefe richtet sich nach der Lage der tragfähigen Schicht, die in Ulm meist aus quartären Kiesen besteht. Anhand der Vorerkundung durch schwere Rammsondierungen wird die Tiefe bestimmt, ab der eine ausreichende Lagerungsdichte natürlich vorhanden ist. In den Donauauen liegt die erforderliche Verdichtungstiefe häufig zwischen 6 und 12 Metern, um Setzungen in den darüber liegenden Auelehmen und Aufschüttungen zu minimieren.
Welche Bodentypen in Ulm sind für eine Rütteldruckverdichtung geeignet?
Voraussetzung ist ein rolliger Boden mit einem Feinkornanteil unter 15 Prozent. Die Niederterrassenschotter und sandigen Kiese entlang der Donau eignen sich hervorragend. Bei bindigen Auelehmen oder stark schluffigen Schichten, die in Ulm häufig vorkommen, muss die Eignung im Labor durch eine Sieblinienanalyse geprüft werden, da eine reine Tiefenrüttlung hier an ihre Grenzen stößt.
Wie hoch sind die Kosten für die Bemessung einer Rütteldruckverdichtung?
Die Investition für ein vollständiges Bemessungspaket, das die geotechnische Erkundung, die rechnerische Auslegung und die Erstellung des Prüfplans umfasst, bewegt sich in Ulm in einem Rahmen von etwa 1.360 bis 4.170 Euro, abhängig vom Umfang der erforderlichen Feldversuche und der Komplexität des Baugrundmodells.
Welche Prüfungen sind nach der Rütteldruckverdichtung erforderlich?
Zur Abnahme sind gemäß Eurocode 7 und EN 14731 Kontrollprüfungen zwingend. In der Regel werden Drucksondierungen mit der Spitzendrucksonde durchgeführt, ergänzt durch dynamische Lastplattendruckversuche an der Oberfläche. Die Ergebnisse werden mit den Sollwerten aus der Bemessung verglichen und in einem Abnahmebericht dokumentiert.
