Rheine
Rheine, Germany

Elektrische Widerstandsmessung / VES (Vertikale Elektrische Sondierung) in Rheine

Der Baugrund im Raum Rheine wird durch einen Wechsel von quartären Talsanden der Ems, gering durchlässigen Tonmergeln der Unterkreide und aus dem Untergrund ragenden Muschelkalk-Schollen geprägt, deren Karsthohlräume und variable Verwitterungsgrenzen eine präzise geophysikalische Vorerkundung erfordern. Die vertikale elektrische Sondierung (VES) liefert hier ein Tiefenprofil des spezifischen Widerstands, das die Abgrenzung von rolligem Grundwasserleiter, bindigem Tonstein und massivem Festgestein bereits vor dem ersten Bohrloch ermöglicht. Anders als invasive Aufschlüsse reagiert das Verfahren hochsensibel auf elektrolytische Kontraste: salzwasserführende Horizonte in bis zu 80 m Tiefe oder eine feuchte Tonlinse unter einem Kieskörper sind mit Schlumberger-Anordnung in 24 Stützpunkten kartierbar. In Kombination mit dem Sondierbohrungen nach SPT zur Kalibrierung der Widerstandsstufen wird die Schichteninterpretation statistisch abgesichert. Das geoelektrische Personal führt die Messungen mit kalibrierten Multielektrodensystemen durch, deren Messfehler laut DIN EN ISO 22475-1 unter 3 % des Skalenendwerts liegt. Gerade auf den schwer zugänglichen Parzellen der Bauerschaften um Elte und Mesum, wo schwere Rammgeräte kaum rangieren können, erweist sich die leichte 4-Punkt-Ausrüstung als ideale Erstaufnahme für die Baugrunderkundung.

Die VES erkennt wasserführende Sande und verwitterte Tonmergel in Tiefen bis 50 m, bevor der erste Bagger anrollt.

Technische Details zur Leistung in Rheine

Rheine liegt auf etwa 35 m NHN, wobei die quartären Sande und Kiese der Niederterrasse lokal Mächtigkeiten von über 15 Metern erreichen und auf Plänerkalken ruhen, die mit zunehmender Verwitterung einen markanten Widerstandssprung von über 200 Ωm auf unter 40 Ωm zeigen. Die VES nutzt diesen Effekt: Eine galvanisch eingeprägte Gleichstromstufe von 0,5 bis 2 A wird über Stahlspieße in die oberste Bodenschicht eingeleitet und das Potenzialgefälle zwischen zwei weiteren Sonden gemessen, woraus sich die scheinbare Resistivität pro Tiefenniveau ableiten lässt. Das Ergebnis ist eine 1D-Widerstandskurve, die mit Inversionssoftware in ein Schichtenmodell mit Dicken und spezifischen Widerständen umgerechnet wird. Die typische Aufnahmedichte liegt bei einer Profillänge von 100 m mit Auslagen bis AB/2 = 150 m, was Erkundungstiefen von rund 50 m erlaubt. Unsere Auswertung grenzt klar Feinsand (80–150 Ωm), schluffigen Mergel (25–50 Ωm) und unverwitterten Kalkstein (300–800 Ωm) voneinander ab und liefert dem Tragwerksplaner die Basis für die Wahl zwischen Flachgründung und Tiefgründung. Für die Kalibrierung der geophysikalischen Modelle greifen wir auf mechanische Referenzversuche wie den Plattendruckversuch zurück, der direkt auf der Planumsebene den Verformungsmodul ermittelt und die geoelektrisch kartierte Tragfähigkeit bestätigt.
Elektrische Widerstandsmessung / VES (Vertikale Elektrische Sondierung) in Rheine
Elektrische Widerstandsmessung / VES (Vertikale Elektrische Sondierung) in Rheine
ParameterTypischer Wert
MessverfahrenSchlumberger- und Wenner-Anordnung, 4-Punkt-Gleichstromgeoelektrik
Maximale Erkundungstiefe (AB/2 = 150 m)ca. 50 m unter Gelände
Typischer Messbereich5–2.000 Ωm, Auflösung 1 Ωm
ElektrodenmaterialEdelstahlspieße, Kontaktwiderstand < 2 kΩ
Normative GrundlageDIN EN ISO 22475-1, DIN 4020, Empfehlungen des DGGT-Arbeitskreises Geoelektrik
Datenauswertung1D- und 2D-Inversion (RES2DINV), Schichtenmodell mit Mächtigkeit und Widerstand
Dauer einer Sondierung45–90 min pro Sondierungspunkt, je nach Auslagenlänge
BerichtsumfangWiderstandsprofile, 2D-Pseudosektion, geologisches Schnittmodell, Bohrpunktempfehlung

Lokale geotechnische Bedingungen in Rheine

Das Grundwasserregime der Emsaue reagiert stark auf jahreszeitliche Niederschlagsschwankungen; steigt der Flurabstand im Frühjahr auf weniger als 1,2 m, verschiebt sich der Widerstandskontrast zwischen trockener und gesättigter Sandschicht so abrupt, dass eine allein an einem Stichtag gemessene VES ohne hydrogeologische Rahmendaten Fehlinterpretationen provozieren kann. Zudem erzeugen eingelagerte organische Mudden und Torflinsen in verlandeten Altarmen extrem niedrige Widerstände unter 15 Ωm, die bei oberflächlicher Betrachtung mit salzhaltigen Tiefenwässern verwechselt werden. Die hohe Bebauungsdichte im Innenstadtbereich und die Nähe zur Bahntrasse Münster–Emden bringen zudem vagabundierende Ströme ins Erdreich, die das Messsignal verfälschen können. Unser Messteam gleicht die Geoelektrik deshalb stets mit mindestens einer direkten Aufschlussbohrung ab und lässt die Messreihe bei Verdacht auf Störströme mit einem Frequenzfilter und alternierenden Polaritäten erneut durchlaufen. Nur durch diese iterative Kalibrierung wird aus einem Linienplot ein belastbares Baugrundmodell, das die Anforderungen der DIN 4020 an die geotechnische Kategorie 2 erfüllt.

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Anwendbare Normen: DIN EN ISO 22475-1: Geotechnische Erkundung und Untersuchung – Probenentnahmeverfahren und Grundwassermessungen, DIN 4020: Geotechnische Untersuchungen für bautechnische Zwecke, Empfehlungen des DGGT-Arbeitskreises "Geoelektrik" zur Anwendung der Widerstandsgeoelektrik in der Baugrunderkundung, Eurocode 7 (EN 1997-2:2007): Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik – Erkundung und Untersuchung des Baugrunds

Unsere Leistungen

Die geoelektrische Baugrunderkundung in Rheine umfasst ein abgestuftes Leistungspaket, das von der punktuellen Tiefensondierung bis zur flächenhaften 2D-Kartierung reicht und auf die spezifischen Fragestellungen des regionalen Baugrunds zugeschnitten ist:

VES-Tiefensondierung für Gründungsprojekte

Punktuelle 1D-Widerstandssondierung mit Schlumberger-Auslage bis AB/2 = 200 m zur Erkundung der Festgesteinsbasis und Karststrukturen unterhalb der quartären Deckschichten. Inklusive Inversionsmodell und Schichtenverzeichnis.

2D-Geoelektrikprofil (Electrical Resistivity Tomography)

Mehrelektrodenmessung mit 48–72 Kanälen für ein durchgehendes Widerstandsprofil entlang einer Trasse. Geeignet für die Darstellung von lateralen Wechseln, etwa zwischen Auelehm und Terrassenkies.

Hydrogeologische Standortcharakterisierung

Kombinierte VES- und IP-Messung (Induzierte Polarisation) zur Abgrenzung von Süß- und Salzwasserhorizonten sowie zur Lokalisierung von grundwasserführenden Klüften im Muschelkalk.

Kalibrierungsmessung mit direkten Aufschlüssen

Abgleich der geoelektrischen Modelle mit Rammkernsondierungen oder Baggerschürfen an ausgewählten Referenzpunkten. Die petrophysikalische Korrelation liefert die Basis für die flächenhafte Extrapolation der Baugrundparameter.

Fragen und Antworten

Was kostet eine vertikale elektrische Sondierung (VES) in Rheine?

Die Kosten für eine VES-Messkampagne in Rheine liegen je nach Anzahl der Sondierungspunkte und erforderlicher Auslagenlänge zwischen 650 € und 980 € netto. Enthalten sind die Feldmessung, die 1D-Inversion, das Schichtenmodell sowie ein Kurzbericht mit Bohrpunktempfehlung. Bei größeren Profilen mit 2D-Tomographie und mehr als 500 lfm Trassenlänge erstellen wir ein individuelles Angebot.

Bis in welche Tiefe kann die Geoelektrik am Standort Rheine messen?

Die maximale Erkundungstiefe hängt von der gewählten Auslagenlänge AB/2 ab. Mit einer Standardauslage von AB/2 = 150 m erreichen wir in den sandig-kiesigen Böden des Emslandes rund 50 m unter Gelände. Für tiefere Fragestellungen, etwa die Erkundung von Salinarstrukturen im tieferen Untergrund, kann die Auslage auf AB/2 = 300 m erweitert werden, was Erkundungstiefen um 100 m ermöglicht.

Welche Bodenarten lassen sich mit der Widerstandsmessung in Rheine unterscheiden?

Die Methode differenziert primär anhand des spezifischen elektrischen Widerstands, der stark von Porosität, Wassersättigung und Tonmineralgehalt abhängt. In der Rheiner Talaue sind trockene Terrassenkiese (> 300 Ωm), wassergesättigte Sande (80–150 Ωm), tonige Mergel (20–40 Ωm) und unverwitterter Muschelkalk (500–1.000 Ωm) sicher voneinander trennbar. Eingeschaltete Torflinsen zeigen Werte unter 15 Ωm.

Ersetzt die VES-Messung eine Baugrundbohrung?

Nein, die VES liefert ein indirektes, geophysikalisches Modell des Untergrunds, das zwingend durch direkte Aufschlüsse kalibriert werden muss. Die DIN 4020 und der Eurocode 7 schreiben für die geotechnische Kategorie 2 die Kombination aus indirekter Erkundung und mindestens einer Bohrung vor. Die Stärke der VES liegt in der flächenhaften Extrapolation zwischen den Bohrungen und der Erkennung von Inhomogenitäten, die eine Einzelbohrung verfehlen würde. Mehr Info.

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