Der geologische Untergrund von Chemnitz ist geprägt von den Ablagerungen des Chemnitz-Flusses und pleistozänen Lösslehmdecken, die auf dem permischen Vulkangestein des Zeisigwaldes aufliegen. Diese komplexe Stratigraphie, bei der bindige Auenlehme direkt an rollige Terrassenschotter grenzen, erfordert eine präzise Bestimmung der Kornverteilung, die über eine einfache Sieblinie hinausgeht. Unsere Korngrößenanalyse kombiniert die klassische Siebung mit dem Aräometerverfahren nach DIN EN ISO 17892-4, um das gesamte Spektrum von Grobkies bis in den kolloidalen Tonbereich zu erfassen. Das Verfahren ist im akkreditierten Labor nach DIN EN ISO/IEC 17025 validiert und liefert die Grundlage für jede frostsichere Bemessung nach ZTV E-StB. Gerade im Stadtgebiet, wo auf dem Kaßberg oder in Altendorf oft Aushubmaterial aus verschiedenen geologischen Epochen wiederverwendet wird, ist die vollständige Kornsummenkurve das zentrale Werkzeug für die Klassifikation nach DIN 18196 und die Beurteilung der Verdichtungseignung.
Eine Kornsummenkurve ohne Aräometeranteil ist wie ein Stadtplan von Chemnitz ohne die Flussläufe – die entscheidenden Verbindungen im Untergrund bleiben unsichtbar.
Methodik und Umfang
Lokaler geotechnischer Kontext
Mit über 248.000 Einwohnern und einer Höhenlage zwischen 260 und 370 Metern über NHN erstreckt sich Chemnitz über eine Fläche, die von Lockergesteinsformationen mit variabler Kapillarität dominiert wird. Das größte geotechnische Risiko bei unzureichender Granulometrie liegt in der Fehleinschätzung der Frostempfindlichkeit: Ein bindiger, feinsandiger Schluff, wie er im Chemnitzer Lösslehm vorkommt, kann bei einem Siebversuch ohne Hydrometeranalyse fälschlich als frostsicher eingestuft werden. Die Folge sind Frosthebungen unter Bodenplatten oder im Straßenoberbau, die oft erst nach dem zweiten Winter sichtbar werden. Ebenso kritisch ist die Unterschätzung des Feinkornanteils bei der Wahl des Filteraufbaus für Stützmauern, wo eine fehlende Kornabstufung nach Terzaghi zu innerer Erosion und Hinterfüllungsverlusten führt. Die Kornverteilungskurve ist zudem die entscheidende Eingangsgröße für die Abschätzung der kapillaren Steighöhe und der Wasserdurchlässigkeit nach Hazen oder Beyer, was bei der Planung von Versickerungsanlagen in den grundwassernahen Bereichen entlang der Chemnitz zwingend erforderlich ist.
Erklärvideo
Geltende Normen
DIN EN ISO 17892-4:2017-04 (Geotechnische Erkundung – Laborversuche – Bestimmung der Korngrößenverteilung), DIN 18196:2011-05 (Erd- und Grundbau – Bodenklassifikation für bautechnische Zwecke), DIN 18123:2011-04 (Bestimmung der Korngrößenverteilung durch Sedimentation), DIN EN ISO 14688-2:2020-11 (Benennung, Beschreibung und Klassifizierung von Boden – Grundlagen für Bodenklassifizierung), ZTV E-StB 17 (Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen für Erdarbeiten im Straßenbau – Frostsicherheitskriterien)
Ergänzende Leistungen
SPT-Bohrung mit Probenentnahme
Die Entnahme gestörter Bodenproben für die Granulometrie erfolgt im Zuge von SPT-Bohrungen nach DIN EN ISO 22476-3, die zusätzlich die Lagerungsdichte über die Schlagzahl N30 ermitteln. Dadurch kann die Kornverteilung direkt mit dem Eindringwiderstand korreliert werden, was für die Setzungsprognose in den gering tragfähigen Auenlehmen des Chemnitz-Beckens essenziell ist.
Atterberg-Grenzen und Zustandsgrenzen
Die Plastizitätszahl Ip und die Konsistenzzahl Ic nach DIN EN ISO 17892-12 ergänzen die Kornkurve um die bodenmechanische Bewertung des Feinkornanteils. Besonders bei den Lößlehmen auf dem Sonnenberg und in Hutholz, die bei Wassersättigung zur Strukturinstabilität neigen, ist die Kombination von Kornverteilung und Atterberg-Grenzen die Voraussetzung für eine korrekte Klassifikation als ausgeprägt plastischer Ton (TA) oder leicht plastischer Schluff (UL).
Typische Parameter
Häufig gestellte Fragen
Warum ist die kombinierte Sieb- und Aräometeranalyse in Chemnitz notwendig?
Die quartären Deckschichten in Chemnitz, insbesondere Lösslehm und Auenlehm, enthalten regelmäßig einen Feinkornanteil von über 10 Prozent. Eine reine Sieblinie endet bei 0,063 mm und kann den Schluff- und Tonanteil nicht erfassen, der jedoch für die Frostempfindlichkeitsklasse F1 bis F3 und die Verdichtbarkeit nach ZTV E-StB entscheidend ist. Die Aräometeranalyse nach DIN EN ISO 17892-4 erweitert die Kornkurve bis in den Kolloidbereich und ermöglicht eine vollständige Klassifikation nach DIN 18196.
Welche Probenmenge wird für eine vollständige Korngrößenanalyse benötigt?
Für feinkorndominierte Böden wie den Chemnitzer Lösslehm reichen 500 g Probenmaterial aus. Bei rolligen Böden mit Kiesanteil, etwa aus den Terrassenschottern der Chemnitz, sind je nach Größtkorn bis zu 5 kg erforderlich. Die Probe muss gestört, aber repräsentativ entnommen werden – idealerweise aus dem Kernbereich einer SPT-Sonde oder aus einer Schürfgrube.
Was kostet eine Korngrößenanalyse mit Siebung und Aräometer in Chemnitz?
Die Kosten für die kombinierte Sieb- und Aräometeranalyse liegen je nach Aufwand und Probenanzahl zwischen €100 und €190 pro Probe. Der Preis umfasst die vollständige Prüfung mit Dispergierung, die Erstellung der Kornsummenkurve und den Prüfbericht nach ISO 17025.
Wie werden die Ergebnisse der Korngrößenanalyse für die Frostsicherheit interpretiert?
Die Kornsummenkurve liefert den Feinkornanteil (<0,063 mm), der die Frostempfindlichkeitsklasse nach ZTV E-StB bestimmt. Ein Anteil unter 5% bei ungleichförmigen Böden (Cu ≥ 15) gilt als frostsicher (F1), während ein Anteil über 15% Feinkorn zur Klasse F3 (sehr frostempfindlich) führt. Zusätzlich wird der Ungleichförmigkeitsgrad Cu herangezogen, um die Selbstdränagefähigkeit des Bodens zu bewerten.