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Dortmund, Germany

HVSR-Mikrotremor-Messung in Dortmund – Standortgerechte Bodenbewertung

Im Dortmunder Norden entsteht derzeit ein Wohnquartier auf ehemaligem Zechengelände. Der Baugrund ist heterogen: Auffüllungen wechseln mit letztglazialen Terrassensedimenten. Für die Planung der Gründung reichten Standardverfahren nicht aus, weil die dynamischen Eigenschaften des Untergrunds unbekannt waren. Deshalb setzte das beauftragte Ingenieurbüro auf eine HVSR-Mikrotremor-Messung nach der Nakamura-Methode. Dieses Verfahren erfasst die natürliche Resonanzfrequenz des Bodens und zeigt, ob bei einem Erdbeben Verstärkungseffekte auftreten. In Dortmund ist die Seismizität zwar moderat, doch Bergbaualtlasten und Lockergesteinsbecken können lokale Amplitudenüberhöhungen bewirken. Der Einsatz von MASW-Vs30-Untersuchungen ergänzt die Messung um ein oberflächennahes Geschwindigkeitsprofil, das für die Bauklasse nach Eurocode 8 benötigt wird.

Illustratives Bild von Microtremores hvsr in Dortmund
Die dominante Resonanzfrequenz des Dortmunder Untergrunds liegt im Bereich 0,5–3 Hz – genau dort, wo mehrgeschossige Gebäude zu Schwingungen angeregt werden.

Angewandte Methodik in Dortmund

Das Ruhrgebiet mit Dortmund als Kernstadt liegt im Übergangsbereich zwischen Münsterländer Kreidebecken und Rheinischem Schiefergebirge. Die Quartärsedimente erreichen hier Mächtigkeiten von 10 bis 30 Metern. Die HVSR-Mikrotremor-Messung liefert in diesem Umfeld präzise Angaben zur dominanten Periode des Bodens. Das Messprinzip ist denkbar einfach: Ein Drei-Komponenten-Seismometer registriert über 30 bis 60 Minuten Umgebungsvibrationen. Aus dem Spektrum wird das H/V-Verhältnis berechnet – die Nakamura-Kurve. Ein ausgeprägtes Maximum zeigt die Resonanzfrequenz an. Bei Ton- und Schluffböden unter dem Dortmunder Stadtteil Hörde liegen die Werte oft zwischen 0,5 und 2 Hz. Tiefere Frequenzen deuten auf mächtige Lockersedimentpakete hin. Die Messung ist zerstörungsfrei und kann ohne Bohrung durchgeführt werden. Wichtig: Für eine vollständige seismische Standortklassifikation kombinieren wir die Mikrotremor-Messung mit einem SPT-Versuch, der die Eindringwiderstände in den einzelnen Schichten kalibriert.
HVSR-Mikrotremor-Messung in Dortmund – Standortgerechte Bodenbewertung
ParameterTypischer Wert
Messdauer pro Standort30–60 Minuten
Frequenzbereich0,1–20 Hz
SensorikDrei-Komponenten-Seismometer (2 Hz Eigenfrequenz)
AuswertemethodeNakamura H/V (SESAME-Kriterien)
ErgebnisparameterDominante Frequenz f0, Amplitude A0
Genauigkeit±10 % bei klarem Peak
Mindestabstand zur Bebauung3 m (zur Vermeidung von Störsignalen)

Typische technische Herausforderungen in Dortmund

Dortmund wuchs im 19. Jahrhundert rasant entlang der Bergbaustrecken. Nicht kartierte Altschächte und verfüllte Stollen durchziehen weite Teile der Innenstadt. Die HVSR-Mikrotremor-Messung kann hier ein Frühwarnsystem sein: Wenn die gemessene Resonanzfrequenz unter 1 Hz liegt, deutet das auf mächtige Lockermaterialschichten hin, die bei einem Beben länger nachschwingen. In Kombination mit einem Georadar lassen sich Hohlräume und unregelmäßige Schichtgrenzen orten. Ohne diese dynamische Bewertung riskieren Bauherren unplanmäßige Setzungen oder Schäden durch Bodenverflüssigung. Gerade im Dortmunder Kreuzviertel mit seinen Altbauten sollte jeder Neubau oder jede Aufstockung eine Mikrotremor-Messung durchführen lassen.

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Anwendbare Normen: DIN 4149:2005 (Bauwerke in deutschen Erdbebengebieten), Eurocode 8 (EN 1998-1:2004) Teil 1 – Baugrundklassen, SESAME-Empfehlung 2004 (Site Effects Assessment using Ambient Excitations)

Unsere Leistungen

Wir bieten in Dortmund ein auf die lokalen Bodenverhältnisse abgestimmtes Portfolio an HVSR-Mikrotremor-Messungen und ergänzenden Dienstleistungen:

Einzelstandort-Messung nach SESAME-Protokoll

Akquisition, Datenverarbeitung und Interpretation der H/V-Kurve inklusive Bericht mit Resonanzfrequenz und Amplitude. Geeignet für Einfamilienhäuser und kleine Gewerbebauten.

Flächenhafte Mikrotremor-Kartierung

Rastervermessung auf Baugrundstücken ab 2.000 m². Erstellung von Isoliniendiagrammen der dominanten Periode. Hilft, Zonen mit erhöhter seismischer Amplifikation zu identifizieren.

Baugrundeinstufung nach EC 8 (Baugrundklassen A–E)

Kombination von HVSR-Messung mit oberflächennaher vs30/" data-interlink="1">Scherwellengeschwindigkeit (Vs30). Liefert die Grundlage für den Bemessungsantwortbogen nach Eurocode 8.

Monitoring von Bergbaueinwirkungen

Wiederholungsmessungen auf Altbergbauflächen, um Veränderungen der Resonanzfrequenz im Zuge von Grundwasseranstieg oder Nachsackungen zu erfassen.

Häufig gestellte Fragen

Wie lange dauert eine HVSR-Mikrotremor-Messung in Dortmund?

Die reine Messzeit beträgt 30 bis 60 Minuten pro Standort, abhängig von der Stärke des Umgebungsrauschens. Hinzu kommt die Vorbereitung (Wahl eines windstillen, verkehrsarmen Zeitfensters) und die Nachbereitung (Filterung, SESAME-Auswertung). Im Regelfall ist ein Standort in einem halben Tag abgeschlossen.

Welche Kosten sind für eine Mikrotremor-Messung in Dortmund üblich?

Die Kosten für eine fachgerechte HVSR-Mikrotremor-Messung liegen in der Regel zwischen 1.250 und 2.270 Euro pro Standort. Der Preis variiert mit der Anzahl der Messpunkte und der Komplexität der Auswertung. Bei mehreren Standorten auf einem Grundstück gewähren wir Staffelrabatte.

Kann die HVSR-Methode auch bei schwierigen Böden wie Auffüllungen oder Schlacken eingesetzt werden?

Ja, das Verfahren funktioniert gerade bei heterogenen Auffüllungen gut, weil es die gesamte Schichtung integriert bewertet. Wichtig ist, dass die Messung in einer ruhigen Umgebung stattfindet – in der Dortmunder Innenstadt bevorzugen wir die Nachtstunden. Bei sehr steifen Deckschichten kann der Peak weniger ausgeprägt sein; dann vergleichen wir die H/V-Kurve mit einem benachbarten Referenzstandort.

Brauche ich zusätzlich zur Mikrotremor-Messung eine Bohrung?

Die Mikrotremor-Messung allein liefert keine absoluten Schichtmächtigkeiten, sondern nur die dynamische Antwort des Untergrunds. Für eine Baugrundeinstufung nach EC 8 empfehlen wir die Kombination mit mindestens einer Kleinbohrung oder einem SPT-Versuch, um die Vs30 zu kalibrieren. In Dortmund mit seinen wechselnden Terrassensedimenten ist diese Kopplung besonders ratsam.

Abdeckung in Dortmund