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Böschungsstabilitätsanalyse in Hamm – Geotechnische Sicherheit auf Mergel und Sand

Gemeinsam lösen wir die Herausforderungen von morgen.

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Hamm liegt auf rund 63 m NHN, doch unter der Oberfläche ist die Geologie komplexer, als die flache Topografie vermuten lässt. Die quartären Sande und Kiese der Lippe-Terrassen überdecken kreidezeitliche Mergelsteine, die im Stadtgebiet an mehreren Hängen ausstreichen. Dazu kommen künstliche Auffüllungen aus der industriellen Vergangenheit. Eine Böschungsstabilitätsanalyse ist hier keine Formsache, sondern eine ingenieurtechnische Notwendigkeit, wenn Aushubtiefen über 3 m erreicht werden oder bestehende Hänge angeschnitten werden. Wir begleiten Projekte in Pelkum, Bockum-Hövel und entlang des Datteln-Hamm-Kanals mit Berechnungen nach Eurocode 7, die das spezifische Verhalten der lokalen bindigen und rolligen Böden abbilden. Bevor der erste Bagger rollt, kombinieren wir die Analyse oft mit einer Korngrößenanalyse zur präzisen Klassifikation der anstehenden Schichten.

Ein Hang in den Emscher-Mergeln von Hamm versagt selten ohne Vorwarnung – die feinen Risse und Ausbauchungen im Hangfuß erzählen die Geschichte lange vor dem Bruch.

Unser Ansatz

Der ständige Wechsel zwischen wasserführenden Sanden und den darunter liegenden, nahezu wasserundurchlässigen Emscher-Mergeln erzeugt in Hamm ein typisches Porenwasserdruck-Problem. Nach längeren Regenperioden staut sich Sickerwasser an der Mergelobergrenze und reduziert die effektiven Spannungen im Hangfuß drastisch. Unsere Böschungsstabilitätsanalyse in Hamm berücksichtigt deshalb immer instationäre Sickerströmungen, nicht nur den stationären Endzustand. Für die Ermittlung der undränierten Scherfestigkeit der Mergel setzen wir im Vorfeld gezielt Triaxialversuche ein, während wir die Reibungswinkel der rolligen Deckschichten über direkte Scherversuche oder korrelierte Werte aus dem CPT-Versuch bestimmen. Die Berechnung der Standsicherheit erfolgt mit Verfahren nach Bishop und Spencer für kreisförmige und polygonal gebrochene Gleitflächen, wobei wir für jedes Projekt in Hamm die Lastfälle BS-P und BS-T nach DIN EN 1997-1 inklusive des Teilsicherheitskonzepts durchrechnen.
Böschungsstabilitätsanalyse in Hamm – Geotechnische Sicherheit auf Mergel und Sand
Technisches Referenzbild — Hamm

Örtliche Baugrundfaktoren

Die DIN 1054:2021 fordert für Böschungen über 5 m Höhe einen rechnerischen Nachweis der Gesamtstandsicherheit – in Hamm wird diese Vorgabe durch die Bergbaugeschichte noch dringlicher. Unter Teilen des Stadtgebiets liegen stillgelegte Zechenfelder, deren Tagesbrüche und Senkungsmulden die Spannungsverteilung im Untergrund nachhaltig verändert haben. Eine Böschungsstabilitätsanalyse, die nur mit ungestörten Bodenkennwerten rechnet, übersieht möglicherweise alte Bruchzonen oder aufgelockerte Bereiche. Wir beziehen deshalb historische Risskarten und Bergschadenskundige Stellen in die Vorfeldrecherche ein. Für Böschungen an Verkehrswegen wie der A2 oder der Bahnstrecke Hamm–Minden prüfen wir zudem die dynamische Stabilität unter zyklischer Belastung aus Schwerverkehr. Die Kombination aus setzungsempfindlichen Auelehmen im Lippetal und steilen Einschnittsböschungen verlangt Sicherheitsreserven, die wir mit einem Ausnutzungsgrad von maximal 0.85 ansetzen – deutlich konservativer als die normativ zulässigen 1.0.

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Technische Parameter

ParameterTypischer Wert
BerechnungsnormDIN EN 1997-1 (EC7) mit DIN 1054:2021
NachweisverfahrenGEO-3 mit Teilsicherheitsbeiwerten
Scherparameter Mergelφ'=27–32°, c'=5–25 kN/m²
Scherparameter Sande/Kieseφ'=32.5–37.5° nach DIN 1055-2
Typische Geometrie in HammBöschungshöhen 3–12 m, Neigungen 1:1.5 bis 1:2
LastfallkombinationenBS-P (ständig), BS-T (vorübergehend Bauzustand)
ErkundungsintervallBohrungen alle 25–50 m entlang der Böschungsschulter
SickerwasserberechnungInstationäre FEM (SEEP/W oder Plaxis)

Weitere Fachleistungen

01

Geotechnische Vorerkundung und Parameterbestimmung

Aufschlussplanung mit Kernbohrungen und Rammsondierungen entlang der Böschungsachse. Gewinnung gestörter und ungestörter Proben für die bodenmechanische Labordiagnostik. Ableitung charakteristischer Scherparameter spezifisch für die Kreidemergel und Terrassensande im Raum Hamm.

02

Rechenmodell und Standsicherheitsnachweis

Aufbau eines numerischen Modells mit Lamellenverfahren oder FEM in Plaxis 2D. Berechnung für kreisförmige und polygonal gebrochene Gleitfugen unter Berücksichtigung von Schichtwasser, Aushubzuständen und Auflasten. Ausgabe der Nachweise nach GEO-3 mit tabellarischer Dokumentation.

03

Bauzustandsanalyse und Monitoringkonzept

Separate Berechnung für Zwischenbauzustände bei abschnittsweisem Aushub oder An schnitt einer Bestandsböschung. Entwicklung eines geodätischen Überwachungsplans mit Inklinometern und Oberflächenmarken für kritische Bauphasen.

Referenznormen

DIN EN 1997-1:2014-03 (Eurocode 7, Entwurf, Berechnung und Bemessung), DIN 1054:2021-04 (Baugrund – Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau), DIN EN ISO 17892 (Geotechnische Erkundung und Untersuchung – Laborversuche)

Häufige Fragen

Wann ist in Hamm eine Böschungsstabilitätsanalyse nach DIN 1054 zwingend erforderlich?

Die Analyse ist immer dann normativ gefordert, wenn eine dauerhafte oder temporäre Böschung steiler als 1:1.5 geböscht wird, die Höhe 5 m überschreitet oder wenn Gebäude, Verkehrswege und Leitungen im Einflussbereich des Gleitkeils liegen. In Hamm kommt die Pflicht zur Analyse auch bei Eingriffen in bekannte Bergsenkungsgebiete oder in die Uferböschungen von Lippe und Datteln-Hamm-Kanal zum Tragen, da dort die Kombination aus Wasseranstieg und Aushub kritische Lastfälle erzeugt.

Welche Bodenkennwerte der Hammer Kreidemergel fließen in die Standsicherheitsberechnung ein?

Für die Emscher-Mergel in Hamm verwenden wir effektive Reibungswinkel zwischen 27° und 32° und eine effektive Kohäsion von 5 bis 25 kN/m², abhängig vom Verwitterungsgrad und der Klüftigkeit. Die undrainierte Scherfestigkeit cu liegt typisch zwischen 60 und 250 kN/m². Diese Werte stammen aus Triaxialversuchen an ungestörten Proben aus unseren Kernbohrungen. Entscheidend ist, dass die Mergel bei Wasserzutritt stark entfestigen können – wir setzen daher für den Lastfall BS-T reduzierte Werte an.

Mit welchen Kosten muss ich für eine Böschungsstabilitätsanalyse in Hamm rechnen?

Die Kosten für eine vollständige Analyse inklusive Vorerkundung, Laborversuche und Standsicherheitsnachweis liegen im Hammer Raum zwischen 990 € und 3.390 €. Der Preis hängt von der Böschungslänge, der Anzahl der Berechnungsschnitte und dem Umfang der Baugrunderkundung ab. Einfache Nachweise für kleine Grundstücksböschungen liegen am unteren Ende, während Analysen für lange Einschnittsböschungen an Verkehrswegen mit mehreren Querprofilen und numerischer Simulation das obere Ende erreichen.

Standort und Servicegebiet

Wir betreuen Projekte in Hamm und Umgebung.

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