Felddichtebestimmung mit dem Sandkegelverfahren in Ulm

Ein konischer Glastrichter, ein Metallzylinder mit Ventil und kalibrierter Einheits-Quarzsand – das ist die Grundausstattung, mit der wir auf Baustellen in Ulm anrücken. Wenn der Trichter auf der planen Prüffläche sitzt und das Ventil öffnet, fließt der Sand in wenigen Sekunden in das ausgehobene Prüfloch. Der Volumenersatz ist physikalisch simpel, aber die Genauigkeit entscheidet über den weiteren Bauablauf. In den quartären Schotterterrassen und Auelehmschichten entlang der Donau und Iller, auf denen Ulm mit seinen 128.000 Einwohnern steht, ist die Verdichtungskontrolle mit dem Sandkegelverfahren oft die direkteste Methode, um den Verdichtungsgrad DPr zu verifizieren. Gerade wenn im Donautal oder auf der Ulmer Höhe Tragschichten für Straßen oder Fundamente eingebaut werden, muss die Trockendichte des Bodens stimmen – sonst drohen spätere Setzungen. Wir kombinieren das Verfahren bei Bedarf mit einem Proctorversuch aus unserem Labor, um die erreichte relative Verdichtung sofort bewerten zu können.

Der Sandkegelversuch liefert in 20 Minuten einen gerichtsfesten Dichtewert – kein indirektes Messverfahren erreicht diese Kombination aus Einfachheit und Genauigkeit.

Ablauf und Umfang

Ich erinnere mich an eine Baugrube nahe der Wissenschaftsstadt, direkt am Eselsberg. Auf dem lehmig-sandigen Verwitterungshorizont des Weißjura wurde eine 40 cm starke Frostschutzschicht eingebaut. Der Walzenfahrer war überzeugt, er hätte genug Übergänge gemacht. Der erste Sandkegelversuch zeigte jedoch nur 94 % der geforderten Proctordichte. Ein zweiter Versuch fünf Meter weiter bestätigte den Wert. Ohne die Vor-Ort-Prüfung wäre die Asphalttragschicht auf unzureichend verdichtetem Unterbau gelandet. Das Verfahren liefert uns in 15 bis 20 Minuten einen belastbaren Dichtewert, den wir direkt auf der Baustelle mit der Bezugsdichte aus dem Labor abgleichen. Die Prüftiefe reicht für Schichtdicken von wenigen Zentimetern bis etwa 20 cm – ideal für den Erdplanumsnachweis.
Entscheidend ist die sorgfältige Entnahme des Bodenmaterials aus dem Prüfloch ohne Gefügestörung. Wir achten penibel auf den vollständigen Aushub, denn jedes verlorene Gramm Feinkorn verfälscht das Ergebnis. Bei grobkiesigen Böden, wie sie in den eiszeitlichen Schottern Ulms vorkommen, müssen wir das Prüfloch oft etwas erweitern, um einen repräsentativen Volumenersatz zu gewährleisten. Die Bestimmung des Wassergehalts erfolgt parallel im Schnellverfahren oder im Labor nach DIN 18121, um die Trockendichte exakt zu berechnen.

Standortspezifische Faktoren

Ulm hat eine bewegte Bauhistorie. Die Altstadt erstreckt sich auf den Hochterrassen über der Donau, während die Neubaugebiete der Nachkriegszeit in die Flussauen und auf die Hochflächen vordrangen. Besonders in den Auebereichen des Donautals treffen wir auf junge, setzungsempfindliche Sedimente – bindige Böden mit organischen Einschlüssen, die ohne ausreichende Verdichtung unter Verkehrslasten kriechen. Spätere Risse in Randsteinen oder Fahrbahnabsenkungen sind oft auf eine unzureichend geprüfte Untergrundverdichtung zurückzuführen.
Ein unterschätztes Risiko ist die Witterung während der Prüfung. Ein Regenschauer kurz vor dem Sandkegelversuch kann den Wassergehalt der oberflächennahen Schicht verändern und das Prüfergebnis verfälschen. Wir verschieben die Prüfung in solchen Fällen oder sichern die Prüfstelle ab. Auch die Kalibrierung des Sandes muss regelmäßig überprüft werden – Luftfeuchtigkeit und Erschütterung beim Transport können die Dichte des Kalibriersandes beeinflussen. Ohne eine normgerechte Durchführung nach DIN 18125-2 werden vertraglich vereinbarte Verdichtungsgrade zum Glücksspiel.

Technische Parameter

Parameter	Typischer Wert
Normative Grundlage	DIN 18125-2:2020-11
Gültiger Bodenbereich	Grob- und gemischtkörnige Böden bis Korngröße 63 mm
Prüftiefe üblich	5–20 cm (abhängig vom Größtkorn)
Messgröße	Trockendichte ρd in g/cm³
Referenzdichte	Einfacher oder modifizierter Proctorversuch DIN 18127
Verdichtungsgrad DPr	≥ 97 % (Dammbau ZTV E-StB), ≥ 100 % (Planum)
Kalibriersand	Quarzsand mit bekannter Dichte, Chargenkalibrierung erforderlich

Verwandte Dienstleistungen

Verdichtungskontrolle nach ZTV E-StB

Prüfung des Verdichtungsgrades DPr auf Erdplanien, Dämmen und Frostschutzschichten gemäß den aktuellen ZTV E-StB. Dokumentation inklusive Lageplan und Prüfprotokoll.

Proctorversuch im Labor

Bestimmung der Bezugsdichte und des optimalen Wassergehalts für den anstehenden Boden. Wir führen sowohl den einfachen als auch den modifizierten Proctorversuch nach DIN 18127 durch.

Kombinierte Dichte- und Tragfähigkeitsprüfung

Parallel zum Sandkegelversuch führen wir statische oder dynamische Lastplattendruckversuche durch, um den Verformungsmodul Ev2 zu bestimmen – besonders relevant für Verkehrsflächen.

Maßgebliche Normen

DIN 18125-2:2020-11 – Baugrund, Untersuchung von Bodenproben – Bestimmung der Dichte des Bodens – Teil 2: Feldversuche, DIN 18127:2012-09 – Baugrund, Untersuchung von Bodenproben – Proctorversuch, ZTV E-StB 17 – Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Erdarbeiten im Straßenbau, DIN 18121 – Baugrund, Untersuchung von Bodenproben – Wassergehalt

Gängige Fragen

Wann ist der Sandkegelversuch einem Densitometer vorzuziehen?

Bei grobkörnigen Böden oder wenn das Prüfergebnis als Beweissicherung dienen soll. Das Sandkegelverfahren misst das Volumen direkt durch Auslitern des Prüflochs und ist nicht auf eine Kalibrierung gegen die Bodenfeuchte angewiesen wie radiometrische Sonden. In den Schotterböden Ulms liefert es oft die zuverlässigeren Werte.

Wie viele Prüfungen sind pro Bauabschnitt nötig?

Das hängt von der Fläche und der Homogenität des Bodens ab. Als Faustregel gilt ein Prüfpunkt je 500 bis 1000 m² eingebauter Schicht. Bei wechselnden Bodenverhältnissen, wie am Übergang der Illerterrassen zum Donautal, verdichten wir das Prüfraster auf bis zu 300 m² pro Punkt, um die Gleichmäßigkeit der Verdichtung sicherzustellen.

Was kostet eine Felddichtebestimmung mit dem Sandkegel?

Für eine einzelne Prüfung im Stadtgebiet Ulm liegen die Kosten zwischen €100 und €140, abhängig von der Anzahl der Prüfpunkte und der notwendigen Wegezeit. Bei mehreren Prüfungen an einem Tag reduzieren sich die Kosten je Punkt entsprechend.