Mainz liegt auf einem geologischen Puzzle: unter dem Rheinschotter folgen tertiäre Mergel, Kalke und Tone des Mainzer Beckens, durchzogen von rheinischen Störungszonen mit Versätzen von teils über 20 Metern. Wenn am Kästrich oder in der Oberstadt eine Bohrung 8 Meter Kalk aufschließt und 30 Meter weiter nur Ton, wissen wir aus Erfahrung, dass eine reine Rammkernbohrung die Geometrie nicht klärt. Die seismische Tomographie mit Refraktions- und Reflexionsauswertung liefert hier ein zusammenhängendes Tiefenprofil bis 60 Meter, das Störungen, Schichtgrenzen und Auslaugungszonen ohne Interpolation zwischen Bohrungen abbildet. Gerade im Kalk, wo Verkarstung unter der Starrbelag-Bemessung plötzliche Setzungsdifferenzen verursachen kann, ist der lückenlose Untergrundnachweis entscheidend. Unser Team setzt 24-Kanal-Geophone mit 5-Meter-Spreizung ein, um die für Mainz typische laterale Heterogenität des Tertiärs aufzulösen.
Die seismische Tomographie zeigt nicht nur Schichtgrenzen, sondern macht Störungsversätze und Verkarstungshohlräume direkt als Laufzeitanomalie sichtbar.
Arbeitsumfang in Mainz
Demonstration video
Lokale geotechnische Bedingungen in Mainz
Die DIN 4020 verlangt in Karstgebieten und bei nachgewiesenen Störungszonen eine über Bohrlochabstände hinausgehende Erkundung, wenn das Baugrundrisiko nicht durch Punktaufschlüsse beherrschbar ist. In Mainz betrifft das besonders die Hänge des Kästrich und die Randbereiche des Rheinischen Schiefergebirges, wo der tertiäre Kalk auf unterlagerndem Rupelton abgeschert sein kann. Ein Bohrprofil dokumentiert den Ton vielleicht in 12 Meter Tiefe; dass aber 15 Meter westlich eine Staffelbruchzone den Kalk um 8 Meter versetzt hat und sich darunter ein ausgelaugter Hohlraum verbirgt, zeigt nur die durchgehende Reflexionsseismik. Wir haben in der Mainzer Altstadt ein Projekt begleitet, bei dem drei Bohrungen einen homogenen Mergelhorizont anzeigten, die Tomographie jedoch eine steil stehende Störung mit 4 Metern Sprunghöhe abbildete. Ohne diese Information wäre die Gründung der Bodenplatte in den Hang eingebunden worden, ohne die erforderliche Stufenfundamentierung an der Störungslinie zu berücksichtigen.
Unsere Leistungen
Unser seismisches Angebot in Mainz deckt von der flachgründigen Baugrundvorerkundung bis zur tiefen Störungskartierung alle Tiefenbereiche ab, die der Mainzer Untergrund erfordert:
Refraktionstomographie für Baugrund
P-Wellen-Tomographie mit 24 Geophonen, ideal für Gründungssohlen, Versorgungsgräben und bis 60 m Tiefe bei typischen Mainzer Schotter-Kalk-Wechselfolgen.
Reflexionsseismik für Störungen und Karst
CMP-Stapelung mit 48-Kanal-Auslage zur Kartierung tiefer Diskontinuitäten, Staffelbrüche und Auslaugungszonen unter 40 m Teufe in der Mainzer Altstadt und den rheinnahen Quartieren.
Kombinierte Tomographie + MASW
Gleichzeitige P- und S-Wellenerfassung mit Horizontalgeophonen zur Bestimmung dynamischer Bodenkennwerte für die Erdbebenbemessung nach DIN EN 1998-1.
Bohrlochseismik (Downhole/Crosshole)
Ergänzung zur Oberflächentomographie bei beengten Verhältnissen im Bestand; Bohrlochgeophon mit Tiefenabgriff alle 1 m zur hochauflösenden Schichtgeschwindigkeitsmessung.
Gängige Fragen
Reicht eine seismische Tomographie aus, um auf Bohrungen zu verzichten?
Nein. Die Tomographie liefert ein flächiges Geschwindigkeitsmodell, aber keine direkten Bodenproben. Nach DIN 4020 brauchen Sie immer mindestens eine Kernbohrung zur Kalibrierung der seismischen Geschwindigkeiten mit realen Bodenarten. Wir kombinieren daher in Mainz meist eine Refraktionstomographie mit zwei bis drei Rammkernbohrungen entlang der Geophonauslage, sodass das Geschwindigkeitsprofil lithologisch geeicht ist.
Wie tief kann man in Mainz mit Refraktionsseismik messen?
Die Erkundungstiefe hängt von der Spreizlänge der Geophonauslage ab. Mit unserer Standardauslage von 24 Kanälen auf 115 Meter Länge erreichen wir in Mainzer Kalken und Mergeln zuverlässig 40 bis 60 Meter Tiefe. Wollen Sie tiefer, etwa für Tunnelvortriebe unter dem Kästrich, setzen wir eine Reflexionsseismik mit grösserer Spreizung oder eine Bohrlochseismik ein, die bis 120 Meter reicht.
Was kostet eine seismische Tomographie in Mainz etwa?
Für eine typische Mainzer Baugrunderkundung mit Refraktionstomographie auf 115 m Profillänge inklusive Auswertung und Bericht liegen die Kosten je nach Zugänglichkeit und Auswerteaufwand zwischen €2.780 und €5.380. Die genaue Summe hängt davon ab, ob wir die Auslage im Strassenbereich mit Verkehrssicherung betreiben müssen oder ob kombinierte MASW-Auswertungen dazukommen.
Stört der Stadtverkehr in Mainz die seismischen Messungen?
Verkehrsinduzierte Vibrationen sind in der Innenstadt tatsächlich eine Herausforderung. Wir arbeiten mit vertikalem Stacking: der Hammerschlag wird je Schusspunkt 5- bis 10-mal wiederholt und die Signale werden addiert, während zufälliger Verkehrslärm sich statistisch herausmittelt. In der Mittagszeit an der Rheinallee ist das Signal-Rausch-Verhältnis trotzdem schlechter, daher messen wir bevorzugt frühmorgens oder am Wochenende.
Welche seismische Methode ist für die Erkundung von Verkarstung im Mainzer Kalk am besten?
Reflexionsseismik mit hochfrequenter Anregung (bis 200 Hz) ist am empfindlichsten für Hohlräume, weil die Impedanzkontraste an der Kalk-Luft-Grenze starke Reflexionen erzeugen. Bei flacher Verkarstung unter 20 Metern liefert auch die Refraktionstomographie Indizien durch lokale Geschwindigkeitseinbrüche. Wir empfehlen meist eine kombinierte Auswertung beider Verfahren aus demselben Datensatz, um sowohl die Matrixgeschwindigkeit des Kalksteins als auch die Reflexionshorizonte auszuwerten.