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Atterberg-Grenzen in Jena: Laborbestimmung für bindige Böden

Gemeinsam lösen wir die Herausforderungen von morgen.

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Die Fehleinschätzung eines Jenaer Schluff-Ton-Gemisches kann teuer werden. Gerade im Gleit- und Hangbereich der Kernberge oder entlang der Saaleaue unterschätzen lokale Bauträger oft, wie stark sich der Wassergehalt auf das Tragverhalten auswirkt. Ein um 4 % höherer natürlicher Wassergehalt als die Ausrollgrenze, und der Boden geht von steif in weich über – die freigelegte Baugrube wird instabil. Die Atterberg-Grenzen liefern genau diese kritischen Kennwerte: Fließgrenze, Ausrollgrenze und die daraus abgeleitete Plastizitätszahl. Unser Labor im Großraum Jena prüft gestörte Proben nach DIN EN ISO 17892-12, um die Konsistenzbindung verlässlich einzuordnen. Ergänzend zur reinen Klassifikation verknüpfen wir die Ergebnisse mit der Korngrößenanalyse, um bei feinkörnigen Aushubböden die Verdichtbarkeit zu prognostizieren. Denn ein bindiger Boden mit einer Plastizitätszahl über 20 reagiert beim Rüttelverdichtungsversuch völlig anders als ein schwach plastischer Ton.

Eine Schwankung der Plastizitätszahl um 8 Punkte ändert die Frostempfindlichkeitsklasse – und damit die geforderte Dicke des frostsicheren Oberbaus.

Methodik und Umfang

Bei einem Erschließungsprojekt im Jenenser Nordviertel standen wir vor einem klassischen Muschelkalkverwitterungslehm mit eingelagerten Tonlinsen. Das Baugrundgutachten hatte den Boden pauschal als mittelplastischen Ton eingestuft, aber die Streuung war immens. Erst die präzise Bestimmung der Atterberg-Grenzen an 12 Einzelproben zeigte, dass die Plastizitätszahl zwischen 12 und 35 schwankte. So eine Bandbreite hat direkte Konsequenzen für die Frostempfindlichkeit und das Setzungsverhalten unter einer Bodenplatte. Wir arbeiten im Labor nach dem Mehrpunktverfahren mit dem Fallkegelgerät nach DIN, die Ausrollgrenze wird manuell auf der geriffelten Glasplatte ermittelt. Beide Grenzen sind temperaturabhängig, weshalb wir die Proben im Klimaschrank bei 20 °C vortrocknen. Die Wassergehaltsbestimmung erfolgt mittels Ofentrocknung bei 105 °C. Die ermittelte Konsistenzzahl erlaubt dann eine belastbare Zuordnung zur Bodenklasse nach DIN 18196 und eine realistische Abschätzung der Scherparameter für die Böschungsstabilität bei tiefen Aushuben im anstehenden Buntsandstein-Hangschutt.
Atterberg-Grenzen in Jena: Laborbestimmung für bindige Böden
Technisches Referenzbild — Jena

Standortspezifische Faktoren

Jena liegt mit seinen rund 110.000 Einwohnern in einem geologisch abwechslungsreichen Talkessel, wo der Prallhang der Saale auf Hochflächen aus Muschelkalk trifft. Diese Lage erzeugt kleinräumig wechselnde Bodenarten mit stark unterschiedlichen Plastizitätseigenschaften. Wird bei einem Bauvorhaben die Fließgrenze eines Auelehm-Polsters nicht bestimmt, läuft der Tragwerksplaner Gefahr, die zulässige Sohlspannung nach DIN 1054 zu optimistisch anzusetzen. Eine um 10 % überschätzte Konsistenz des Baugrunds führt zu unerwarteten Setzungsdifferenzen unter der Gründung. In Hanglagen oberhalb von Lobeda oder Wöllnitz kann die Verkennung der Schrumpfgrenze bei austrocknendem Ton Risse in der Stützmauer provozieren. Das Tückische: Optisch sehen viele bindige Böden im Saaletal ähnlich rötlich-braun aus, aber ihr Tonmineralbestand – Illit, Kaolinit oder quellfähiger Smectit – macht das Verhalten bei Wasserzutritt komplett verschieden. Die Atterberg-Grenzen sind der einzig zuverlässige Fingerabdruck dieser Feinkornfraktion.

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Typische Werte

ParameterTypischer Wert
Norm für FließgrenzeDIN EN ISO 17892-12 (Fallkegel)
Norm für AusrollgrenzeDIN EN ISO 17892-12 (manuell)
Probenmenge gestörtca. 200 g Feinkorn < 0,4 mm
TrocknungsartLufttrocknung + Ofentrocknung 105 °C
Plastizitätszahl IpDifferenz wL – wP in %
Konsistenzzahl Ic(wL – w) / Ip
Typische Prüfdauer1–2 Werktage ab Probeneingang
Klassifikation nachDIN 18196 (Bodengruppe)

Weitere Fachleistungen

01

Fließgrenze mit Fallkegel

Bestimmung der Fließgrenze wL am getrockneten und wiederaufbereiteten Feinkorn nach dem Mehrpunktverfahren mit dem 60g/60°-Fallkegel. Jede Probe wird vierfach eingestochen, die Auswertung erfolgt halblogarithmisch.

02

Ausrollgrenze manuell

Ermittlung der Ausrollgrenze wP durch Ausrollen von Bodenwürstchen auf einer geriffelten Glasplatte. Der Bröckelpunkt bei 3 mm Durchmesser definiert den Übergang von plastisch zu halbfest.

03

Plastizitäts- und Konsistenzzahl

Ableitung der Plastizitätszahl Ip und der Konsistenzzahl Ic aus dem natürlichen Wassergehalt. Wir erstellen Ihnen ein Plastizitätsdiagramm nach Casagrande zur visuellen Einordnung der Bodengruppe.

Normativer Rahmen

DIN EN ISO 17892-12:2018 (Fließ- und Ausrollgrenze), DIN 18196:2011 (Bodenklassifikation für bautechnische Zwecke), DIN 1054:2010 (Baugrund – Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau)

Häufige Fragen

Was kosten Atterberg-Grenzen im Labor in Jena?

Die Bestimmung der Fließ- und Ausrollgrenze nach DIN EN ISO 17892-12 liegt im Raum Jena typischerweise zwischen 70 und 110 Euro pro Probe, abhängig davon, ob der natürliche Wassergehalt bereits vorliegt und wie viele Einzelpunkte gefahren werden müssen.

Welche Bodenarten erfordern die Atterberg-Grenzen?

Sobald der Feinkornanteil unter 0,4 mm relevant ist, also bei Tonen, Schluffen und stark bindigen Sanden. In Jena betrifft das besonders die Verwitterungslehme des Muschelkalks, die Auelehme entlang der Saale und die Lößderivate auf den Hochflächen östlich der Stadt.

Warum reicht die Korngrößenanalyse allein nicht aus?

Die Sieblinie zeigt nur die Kornverteilung, nicht aber die Mineralogie und das Wasserbindevermögen. Zwei Böden mit identischer Korngröße können völlig verschiedene Plastizität aufweisen – der eine wird bei Wasserzutritt fließfähig, der andere bleibt steif. Erst die Atterberg-Grenzen quantifizieren diesen Unterschied.

Standort und Servicegebiet

Wir betreuen Projekte in Jena und Umgebung.

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