Die Verdichtungsprüfung im Erdbau ist kein formeller Akt, sondern die versicherungstechnische Basis jedes Bauvorhabens auf gewachsenem oder geschüttetem Boden. In Marburg, wo sich die Bebauung vom Lahntal über die Hänge des Marburger Rückens bis auf die Lahnberge erstreckt, treffen wir auf extrem unterschiedliche Ausgangssituationen: von locker gelagerten Auelehmen mit hohem Schluffanteil bis zu verwitterungsanfälligen Grauwacken und Tonschiefern des Rheinischen Schiefergebirges. Die Felddichtebestimmung mit dem Sandkegelverfahren liefert uns den direkten Nachweis des erreichten Verdichtungsgrades DPr unmittelbar auf der eingebauten Lage – ein Wert, den weder indirekte dynamische Verfahren noch Laborversuche in dieser Authentizität abbilden können. Unser Labor arbeitet nach den Vorgaben der DIN 18125-2 und ZTV E-StB, weil nur ein normativ sauber durchgeführter Sandkegelversuch vor der Bauabnahme durch den Prüfingenieur Bestand hat. Gerade die heterogenen Auffüllungen und Hangschuttböden, die für Marburgs Topografie charakteristisch sind, erfordern eine Prüfmethodik, die nicht über Korrelationen läuft, sondern das tatsächliche Trockenraumgewicht samt Wassergehalt direkt aus der entnommenen Bodenprobe bestimmt.
Der Sandkegelversuch nach DIN 18125-2 ist das einzige genormte direkte Verfahren zur Bestimmung des Verdichtungsgrades DPr in situ – und damit die unverzichtbare Referenz im Erdbau.
Methodik und Umfang
Betrachtet man zwei typische Bauzonen im Marburger Stadtgebiet, wird die Notwendigkeit einer adaptiven Prüfstrategie sofort greifbar: Im verdichtungstechnisch anspruchsvollen Auenbereich entlang der Lahn, etwa im Umfeld der B3 oder neuer Gewerbeflächen, dominieren bindige, oft feuchte Auelehme, bei denen schon eine Abweichung des Wassergehalts von zwei Prozent über dem optimalen Wert nach Proctor die Verdichtbarkeit massiv verschlechtert – hier setzen wir ergänzend die
Korngrößenanalyse ein, um über den Feinkornanteil die tatsächliche Verdichtungswilligkeit des Materials zu verifizieren. Auf den Höhenlagen wie in Marbach oder auf dem Richtsberg hingegen, wo verwitterter Tonschiefer und sandig-kiesige Hangschuttdecken anstehen, ist das Problem meist nicht die Feuchteempfindlichkeit, sondern die Gefügeauflockerung durch zu große Einzelkörner im Grenzbereich des vom Sandkegel erfassten Prüfvolumens, was eine exakte Kalibrierung des Prüfsandes und eine strenge Einhaltung des maximalen Größtkorns nach DIN 18125-2 zwingend erforderlich macht. Das Sandkegelverfahren erlaubt uns, beide Extremfälle mit einem robusten, direkten Volumenersatzverfahren zu beurteilen, ohne dass die Bodenart das Messprinzip verfälscht – vorausgesetzt, die Ausführung erfolgt mit der nötigen Sorgfalt bei der Planierung der Prüfgrube und der Ermittlung der Dichte des verwendeten Normsandes.
Lokale Besonderheiten
Die Geologie Marburgs ist geprägt von den steil stehenden Schichten des Rheinischen Schiefergebirges, die im Stadtgebiet eine intensive kleintektonische Zergliederung erfahren haben. Hangschuttdecken, oft nur wenige Dezimeter mächtig, wechseln kleinräumig mit anstehendem, stark geklüftetem Sandstein oder Tonschiefer – ein Untergrund, der bei unsachgemäßer Verdichtung zu differentiellen Setzungen neigt, weil wechselnde Steifigkeiten im Planum Spannungskonzentrationen in der darüberliegenden Bodenplatte oder Asphaltbefestigung erzeugen. Ein kritischer Punkt, den wir bei der Felddichtebestimmung im Sandkegelverfahren immer im Blick haben, sind anthropogene Auffüllungen aus der Nachkriegszeit, die besonders im Lahntal und in ehemaligen Bachauen unkontrolliert eingebracht wurden und oft Bauschutt, Schlacken oder organische Beimengungen enthalten. In solchen inhomogenen Schüttkörpern liefert ein einzelner Sandkegelversuch nur eine lokale Aussage, sodass wir die Prüfrasterdichte in Absprache mit dem Baugrundgutachter erhöhen und die Ergebnisse gemeinsam mit den Erkenntnissen aus Schürfgruben interpretieren, um Fehlbeurteilungen des globalen Verdichtungszustands zu vermeiden. Die tiefgründige Verwitterung der Tonschiefer neigt zudem bei Wasserzutritt zum Aufweichen; eine mangelhafte Verdichtung nach Starkregenereignissen, die in Marburg durch die Tallage und den Stau an den Hängen durchaus vorkommen, kann dann innerhalb weniger Tage zu einem Tragfähigkeitsverlust des gesamten Planums führen.
Referenznormen
DIN 18125-2: Baugrund, Untersuchung von Bodenproben – Bestimmung der Dichte des Bodens – Teil 2: Feldversuche, Sandkegelverfahren, DIN 18127: Baugrund, Untersuchung von Bodenproben – Proctorversuch, ZTV E-StB 17: Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Erdarbeiten im Straßenbau, DIN EN 1997-2 (Eurocode 7): Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik – Teil 2: Erkundung und Untersuchung des Baugrunds, TP BF-StB Teil B 8.3: Technische Prüfvorschriften für Boden und Fels im Straßenbau – Dichte, Sandkegelverfahren
