Hanover
Hanover, Germany

Seismische Tomographie (Refraktion/Reflexion) in Hanover: Präzise Baugrundaufklärung aus der Welle

In Hanover haben wir es oft mit einer geologischen Zweiteilung zu tun: nördlich der Leine Lockergesteine der Niederterrasse, südlich der Stadtgrenze auskeilende Kreide unterhalb geringmächtiger Geschiebedeckel. Bohrungen allein reichen da nicht immer, wenn die Tiefenlage des Felshorizonts auf wenige Dezimeter genau bekannt sein muss. Die seismische Tomographie liefert uns das Geschwindigkeitsmodell des Untergrunds aus den Laufzeitkurven der P- und S-Wellen, und zwar zerstörungsfrei. Wir setzen das Verfahren in Hanover gezielt ein, wenn es um die Abgrenzung von Auffüllungen gegen gewachsenen Mergel geht oder um die Ortung von Subrosionsstrukturen am Salzstockrand in Kirchrode. Die Kombination mit dem Sondierbohrungen nach SPT kalibriert das seismische Modell punktuell und erhöht die Aussagekraft der geophysikalischen Profile erheblich.

Seismische Tomographie in Hanover: Laufzeitkurve und Wellenfeldtransformation statt Einzelpunktinterpretation – für ein Untergrundmodell, das rechnerisch belastbar ist.

Arbeitsumfang in Hanover

Vergleicht man den Baugrund in List mit dem in Vahrenwald, erkennt man sofort die Notwendigkeit tomographischer Daten: In List dominieren sandige Kiese mit eingeschalteten Schlufflinsen – akustisch schnell, aber mit streuenden Impedanzkontrasten. Vahrenwald dagegen weist teils mächtige anthropogene Auffüllungen auf, deren Basis mit klassischen Sondierungen kaum flächendeckend zu erfassen ist. Die Refraktionsseismik arbeitet hier mit Geophonabständen von 2 bis 5 Metern und liefert uns Kompressionswellengeschwindigkeiten zwischen 400 m/s im Lockermaterial und über 2500 m/s im anstehenden Tonmergeel. Wo die Refraktion an ihre Grenzen stößt – bei Inversionslagen oder dünnen Schichten geringer Geschwindigkeit – setzen wir die hochauflösende Reflexionsseismik ein. Ein CMP-Processing mit 48-Kanal-Feldaufzeichnung ergibt dann Laufzeitsektionen, die wir direkt mit den Ergebnissen der Korngrößenanalyse aus benachbarten Schürfen korrelieren. So entsteht ein geologisch sinnvolles Untergrundmodell, das nicht nur die Schichtmächtigkeiten, sondern auch die dynamischen Bodenkennwerte für die Erdbebenbemessung nach DIN EN 1998-1/NA liefert.
Seismische Tomographie (Refraktion/Reflexion) in Hanover: Präzise Baugrundaufklärung aus der Welle
Seismische Tomographie (Refraktion/Reflexion) in Hanover: Präzise Baugrundaufklärung aus der Welle
ParameterTypischer Wert
Messverfahren (aktiv)Refraktionsseismik (P-Welle, S-Welle); Reflexionsseismik (48-Kanal-CMP)
EinsatzgewichteVorschlaghammer 5 kg (flach), beschleunigtes Fallgewicht bis 50 kg (tief)
Geophonkonfiguration4,5 Hz Vertikalgeophone; 24- oder 48-Kanal-Auslage; Abstand 2–5 m
Eindringtiefe (Refraktion)Ca. 1/4 bis 1/5 der Auslagenlänge; typisch 15–40 m unter GOK
Auflösung (Reflexion)Vertikalauflösung ab ca. 1,5 m bei dominanten Frequenzen um 120 Hz
AuswertetechnikGRM (Generalized Reciprocal Method), Raytracing, CMP-Stapelung
Normative GrundlageDIN 18230:2015 (Baugrund, geologische Erkundung); DIN EN 1998-1/NA (Erdbebeneinwirkung)
LieferumfangLaufzeitsektionen, Geschwindigkeitstiefenprofile, Poissonsche Zahl, dynamischer Schubmodul

Typische technische Herausforderungen in Hanover

Der häufigste Fehler in Hanoverer Bauprojekten ist die Annahme, ein durch Rammkernbohrungen erkundetes Schichtprofil sei lateral homogen. Gerade im Übergangsbereich zwischen der Leine-Niederung und den Geestflächen täuschen punktuelle Aufschlüsse oft eine Regelmäßigkeit vor, die nicht existiert. Wer hier ohne geophysikalische Flächenerkundung eine Baugrube mit tiefreichenden Verbauwänden plant, riskiert unerwartete Felsaufragungen oder Auskolkungen mit losem Material. Die seismische Tomographie deckt solche Inhomogenitäten früh auf, indem sie das 2D-Geschwindigkeitsfeld abbildet. Ein Geschwindigkeitskontrast von 800 m/s zu 2000 m/s auf weniger als drei Metern Horizontalentfernung ist ein Warnsignal, das wir im Tomogramm sofort erkennen und im geotechnischen Bericht entsprechend kommentieren. Ohne diese Daten bleibt die Standsicherheitsberechnung für tiefe Baugruben nach DIN 1054 ein Stochern im Dunkeln.

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Anwendbare Normen: DIN EN 1998-1/NA:2021-07 – Erdbebenbemessung, nationale Festlegungen, DIN 18230:2015-01 – Baugrund, geologische Erkundung durch indirekte Verfahren, DIN 1054:2021-04 – Baugrund – Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau, DGZfP-Merkblatt B11 – Seismische Tomographie und Oberflächenwellenverfahren

Unsere Leistungen

Unser geophysikalisches Team in Hanover führt seismische Tomographie als Teil integrierter Baugrunderkundungen durch:

Refraktionsseismische Profilierung (P- und S-Welle)

Hammerschlag- und Fallgewichtsanregung mit 24/48-Kanal-Aufzeichnung. Auswertung nach GRM und Hagedoorn-Verfahren. Liefert Tiefenlage des Felshorizonts und dynamische Steifigkeiten für Setzungsberechnungen.

Hochauflösende Reflexionsseismik

CMP-Technik mit kleinem Geophonabstand (2 m) für Auflösungen im Meterbereich. Einsatz bei Inversionsproblemen der Refraktion und zur Kartierung flacher Störungszonen im Festgestein.

Tomographische Geschwindigkeitsmodelle (Raytracing)

Iterative Modellierung der ersten Einsatzzeiten mit gekrümmten Strahlwegen für laterale Geschwindigkeitsgradienten. Ausgabe als 2D-Isolinienplot zur direkten Übernahme in FE-Modelle.

Gängige Fragen

Ab welcher Baugrundtiefe ist die seismische Tomographie in Hanover sinnvoll?

Die Methode eignet sich für Fragestellungen ab etwa 3 m bis in Tiefen von 40 m und mehr. In Hanover nutzen wir sie vor allem, um die Oberkante des tragfähigen Mergels unter quartären Lockersedimenten zu kartieren – typischerweise zwischen 8 m und 25 m Tiefe.

Welche Kosten entstehen für eine seismische Tomographie in Hanover?

Für eine typische Profillinie mit 24 Geophonen und 115 m Auslage rechnen Sie mit €2.530 bis €5.300, abhängig von der Anzahl der Schusspunkte, der Zugänglichkeit des Geländes und der gewünschten Auswertetiefe (Refraktion oder kombinierte Refraktion/Reflexion).

Wo liegt der Unterschied zwischen Refraktions- und Reflexionsseismik?

Die Refraktion nutzt die an Schichtgrenzen entlanglaufenden Kopfwellen und liefert ein geschichtetes Geschwindigkeitsmodell. Die Reflexion zeichnet die von Impedanzkontrasten zurückgeworfenen Wellen auf und bildet die Geometrie der Reflektoren ab. In Hanover setzen wir die Reflexion ein, wenn dünne Schichten oder Geschwindigkeitsinversionen vorliegen, die die Refraktion nicht auflösen kann.

Welche Bodenkennwerte liefert die seismische Tomographie für die Bemessung?

Aus den gemessenen Kompressions- und Scherwellengeschwindigkeiten leiten wir die Poissonsche Zahl und den dynamischen Schubmodul ab. Diese Werte gehen direkt in die Erdbebenbemessung nach DIN EN 1998-1/NA ein und erlauben eine realitätsnahe Abschätzung der Bodenverstärkung im Frequenzbereich.

Abdeckung in Hanover