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Atterberg-Grenzen im Labor Arnsberg: Konsistenz und Zustandsgrenzen feinkörniger Böden

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Bei einem Hangrutsch an der Ruhrstraße in Arnsberg-Neheim stand der Bautrupp vor einer schmierigen, fast flüssigen Schicht – die Ursache war ein toniger Schluff mit einer Konsistenz knapp über der Fließgrenze. Genau für solche Fälle bestimmen wir im Labor die Atterberg-Grenzen nach DIN EN ISO 17892-12. Die Stadt erstreckt sich über rund 193 Quadratkilometer mit Böden, die von devonischen Tonschiefern im Norden bis zu den eiszeitlichen Lösslehmschichten im Ruhrtal reichen. In unserer Erfahrung schwanken die Zustandsgrenzen selbst innerhalb eines Baugebiets wie Müschede deutlich, je nachdem ob man auf verwittertem Fels oder auf Auelehm steht. Wer die Plastizität nicht kennt, riskiert Setzungen, die sich erst Monate nach dem Innenausbau zeigen. Wir kombinieren die Konsistenzgrenzen oft mit einer Korngrößenanalyse, um den Feinkornanteil exakt zu quantifizieren und die Bodengruppe nach DIN 18196 zweifelsfrei anzusprechen.

Die Konsistenzzahl Ic aus den Atterberg-Grenzen ist in Arnsberg oft der einzige Parameter, der eine belastbare Aussage zur Standsicherheit von Baugruben in verwitterten Tonschiefern liefert.

Unsere Leistungsbereiche

Vorgehen und Leistungsumfang

Vergleicht man die tonreichen Verwitterungsböden am Südhang des Lüsenbergs mit den sandig-schluffigen Auenlehmen entlang der Ruhrwiesen, wird der Unterschied bei den Atterberg-Grenzen sofort sichtbar: Am Hang messen wir häufig Fließgrenzen um 45 bis 60 Prozent, während die Aue bei 30 Prozent liegt – aber mit einer viel höheren Empfindlichkeit gegenüber Wasserzutritt. Im Labor in Arnsberg erfassen wir Fließ- und Ausrollgrenze nach dem standardisierten Verfahren mit dem Casagrande-Gerät und der Handausrollmethode. Der Wassergehalt an der Fließgrenze beschreibt den Übergang vom plastischen zum flüssigen Zustand, die Ausrollgrenze den Übergang zum halbfesten Bereich. Aus der Differenz ergibt sich die Plastizitätszahl, die in Arnsberg oft über die Wahl der Böschungsstabilität-Berechnungsansätze entscheidet – eine geringe Plastizität erfordert andere Scherparameter als ein stark plastischer Ton. Die Probenvorbereitung erfolgt nach DIN 18121: Trocknung, Zerkleinerung und Siebung auf 0,4 mm, bevor wir mit destilliertem Wasser aufbereiten. Bei organischen Beimengungen, wie sie im Arnsberger Waldboden vorkommen, bestimmen wir zusätzlich den Glühverlust, um die Vergleichbarkeit der Werte sicherzustellen.
Atterberg-Grenzen im Labor Arnsberg: Konsistenz und Zustandsgrenzen feinkörniger Böden
Technische Referenz — Arnsberg

Örtliche Baugrundfaktoren

Was wir in Arnsberg immer wieder beobachten: Bei Erdarbeiten im Winter, wenn der Ruhrpegel steigt und die Kapillarsäume in den Auelehmen hochkriechen, verändert sich die Konsistenz binnen Tagen von steif zu weich. Ein Bauherr in Hüsten hat das unterschätzt – der Boden unter der Sauberkeitsschicht wurde ohne erneute Zustandsgrenzenbestimmung als tragfähig eingestuft, obwohl der natürliche Wassergehalt inzwischen über der Ausrollgrenze lag. Die Folge waren differenzielle Setzungen, die eine nachträgliche Unterfangung erforderten. Die Atterberg-Grenzen sind kein einmaliger Laborwert, sondern müssen bei Wasserhaltungsmaßnahmen oder Hangwasserzutritt neu bewertet werden. Die Konsistenzzahl Ic gibt an, ob der Boden breiig (Ic < 0,5), steif (Ic 0,75–1,0) oder halbfest (Ic > 1,0) vorliegt – ein Wert, der über die Zulässigkeit von Flachgründungen in Arnsbergs Hanglagen entscheidet.

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Referenznormen

DIN EN ISO 17892-12 – Bestimmung der Fließ- und Ausrollgrenze, DIN 18121 – Bestimmung des Wassergehalts durch Ofentrocknung, DIN 18196 – Bodenklassifikation für bautechnische Zwecke, DIN 4022 – Benennung und Beschreibung von Boden und Fels, Eurocode 7 (EN 1997-2) – Geotechnische Erkundung und Untersuchung

Typische Werte

ParameterTypischer Wert
PrüfnormDIN EN ISO 17892-12:2018
VorbereitungsnormDIN 18121: Trocknung und Siebung < 0,4 mm
Fließgrenze (wL)Casagrande-Gerät, 25 Schläge bei 1 mm Schließlänge
Ausrollgrenze (wP)Handausrollung auf 3 mm Durchmesser bis Krümelbildung
Plastizitätszahl (IP)Differenz wL - wP
Konsistenzzahl (Ic)(wL - w_nat) / IP
Flüssigkeitsindex (IL)(w_nat - wP) / IP
Bodengruppe nach DIN 18196Ableitung aus Plastizitätsdiagramm nach Casagrande

Fragen und Antworten

Was kosten die Atterberg-Grenzen im Labor in Arnsberg?

Die Bestimmung von Fließ- und Ausrollgrenze nach DIN EN ISO 17892-12 liegt bei uns zwischen 60 und 110 Euro pro Probe. Der genaue Preis hängt davon ab, ob zusätzlich Korngrößenanalyse, Wassergehalt oder Glühverlust bestimmt werden sollen. Bei Serien ab fünf Proben aus dem gleichen Bauvorhaben in Arnsberg gewähren wir gestaffelte Mengenrabatte.

Wie lange dauert die Bestimmung der Zustandsgrenzen?

Die reine Laborarbeit dauert einen Arbeitstag, aber die Probe muss vorher bei 105 Grad im Ofen getrocknet und anschließend über 0,4 mm abgesiebt werden. Wir liefern Ergebnisse standardmäßig innerhalb von drei Werktagen. Wenn der Aushub in Arnsberg läuft und eine schnelle Entscheidung ansteht, bieten wir einen Expressservice mit Ergebnis am Folgetag an.

Reicht eine gestörte Probe für die Atterberg-Grenzen aus?

Ja, für die Zustandsgrenzen genügt eine gestörte Probe von etwa 500 Gramm aus dem feinkörnigen Horizont. Wichtig ist, dass die Probe luftdicht verpackt wird, damit der natürliche Wassergehalt nicht verloren geht – sonst lässt sich die Konsistenzzahl Ic nicht berechnen. Bei stark organischen Böden, wie sie im Arnsberger Wald vorkommen, entnehmen Sie bitte etwa 1 Kilogramm, weil wir den Glühverlust parallel bestimmen.

Standort und Servicegebiet

Wir betreuen Projekte in Arnsberg und Umgebung.

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