In Velbert sehen wir immer wieder, dass die oberflächennahe Geologie täuschen kann. Man steht auf einer scheinbar soliden Platte, aber in wenigen Metern Tiefe beginnt der verwitterte Schiefer oder es öffnen sich Hohlräume im Massenkalk, die erst bei der dynamischen Anregung auffallen. Genau deshalb setzen wir die Multikanal-Analyse von Oberflächenwellen (MASW) ein, um die Scherwellengeschwindigkeit vs30 zuverlässig zu profilieren. Anders als eine klassische SPT-Bohrung, die punktuell den Eindringwiderstand misst, liefert MASW ein durchgängiges Geschwindigkeits-Tiefen-Profil ohne Störung des Untergrunds. Gerade auf den Hanglagen im Norden Velberts, wo der tonige Schluff tiefgründig aufweicht, ist die Kenntnis der vs30 entscheidend, um die Baugrundklasse nach DIN EN 1998-1/NA korrekt einzustufen. Das spart später teure Überdimensionierung oder riskante Unterbemessung der Tragwerke.
In verkarstetem Massenkalk ist die vs30 allein trügerisch – erst das vollständige Dispersionsbild zeigt, ob der Fels trägt oder Hohlräume verbirgt.
Methodik und Umfang
Das bergische Klima mit seinen häufigen Starkregen und der ständigen Durchfeuchtung des Bodens beeinflusst die Scherwellengeschwindigkeit in Velbert stärker, als man denkt. Ein gesättigter Tonkeuper verhält sich seismisch anders als trockener Felszersatz, was die vs30-Messung schnell verfälschen kann, wenn man die Saisonalität ignoriert. Unser Messaufbau mit 24 Geophonen und einer Abtastrate von mindestens 0,5 ms erfasst das vollständige Dispersionsspektrum bis in Tiefen von 30 Metern, oft auch tiefer. Die Auswertung erfolgt iterativ über die Fundamentalmode, wobei wir die Datenqualität mit einem Signal-Rausch-Abstand von mindestens 15 dB validieren. Für heterogene Profile, wie sie im Übergang vom Niederbergischen Hügelland zum Rheinischen Schiefergebirge typisch sind, kombinieren wir die Ergebnisse gerne mit einem
CPT-Versuch, um die inversionsbedingten Mehrdeutigkeiten der Schichtung aufzulösen. So entsteht ein konsistentes Untergrundmodell, das auch die schwierigen Verwitterungshorizonte am Werdener Berg korrekt abbildet, wo der Kalkstein tiefgründig verkarstet ist und die Geschwindigkeit sprunghaft wechselt.
Lokale Besonderheiten
Die aktuelle normative Landschaft in Deutschland, namentlich die DIN EN 1998-1/NA:2021-07, verlangt für Velbert eine explizite Berücksichtigung der Untergrundverhältnisse bei der Erdbebenbemessung. Wer hier nur den globalen vs30-Wert aus der Karte der Geologischen Dienste heranzieht, ohne eine standortspezifische Messung durchzuführen, geht ein vermeidbares Risiko ein. Der Untergrund in Velbert ist dafür viel zu heterogen: Im Bereich Langenberg stehen massige Kalkbänke an, während in Neviges tiefgründige Verwitterungslehme vorherrschen. Ein pauschaler vs30-Wert von 500 m/s für den einen Standort kann für den Nachbarstandort um 200 m/s daneben liegen. Eine Unterschätzung der Untergrundklasse führt zu einer höheren spektralen Antwortbeschleunigung im Tragwerksplan und damit zu unnötig steifen und teuren Konstruktionen. Umgekehrt kann eine Überschätzung der vs30 die einwirkenden Kräfte künstlich reduzieren und die Standsicherheit gefährden. Eine ergänzende seismische Mikrozonierung hilft, diese Streuung im Baugebiet zu quantifizieren und die Bemessung wirtschaftlich sicher zu gestalten.
