Bodenarten aus einer Drucksondierung erkennen: die Robertson-Klassifizierung

Eine Drucksondierung misst keine Bodenarten — sie misst Widerstände. Trotzdem zeichnet jeder geotechnische Berater in Gedanken sofort ein Bodenprofil dazu: Torf, Ton, Sand. Das geht, weil die Kombination aus Spitzenwiderstand und Reibung je Bodenart ein wiedererkennbares Muster ergibt. Die bekannteste Methode, das zu formalisieren, ist die Klassifizierung nach Robertson.

Was misst eine Drucksondierung eigentlich?

Bei einer Drucksondierung (CPT) wird ein Konus mit konstanter Geschwindigkeit in den Boden gedrückt. Dabei werden mindestens zwei Größen registriert:

• der Spitzenwiderstand qc (MPa): der Druck auf die Spitze des Konus;
• die Mantelreibung fs (MPa): der Scherwiderstand entlang der Reibungshülse direkt über der Spitze.

Aus diesen beiden folgt das Reibungsverhältnis Rf = fs / qc × 100 %. Diese Zahl ist der Schlüssel zur Bodenart: Sand liefert ein hohes qc mit wenig Reibung (Rf ≈ 0,5–1 %), Ton ein niedriges qc mit relativ viel Reibung (Rf ≈ 3–5 %) und Torf ein sehr niedriges qc mit viel Reibung (Rf > 5 %).

Die Robertson-Klassifizierung (SBT)

Robertson hat dies im bekannten Soil Behaviour Type-(SBT-)Diagramm abgebildet: qc aufgetragen gegen Rf, unterteilt in Zonen, die jeweils einen Bodenverhaltenstyp repräsentieren. Die nicht normalisierte Variante (Robertson 2010) verwendet den SBT-Index Isbt und unterscheidet unter anderem:

• Zone 2 – Torf und organisches Material;
• Zone 3 – Ton bis schluffiger Ton;
• Zone 4 – Schluffgemische: toniger Schluff bis schluffiger Ton;
• Zone 5 – Sandgemische: schluffiger Sand bis sandiger Schluff;
• Zone 6 – sauberer bis schluffiger Sand;
• Zone 7 – kiesiger bis dicht gelagerter Sand.

Wichtig zu wissen: Die Methode klassifiziert das Verhalten des Bodens, nicht die Kornverteilung. Ein stark überkonsolidierter Ton kann sich wie Schluff „verhalten“. Für eine Gründungsberatung ist dieses Verhalten meist genau das, was Sie wissen wollen.

Was, wenn keine Reibungsdaten vorliegen?

Ältere Sondierungen — insbesondere digitalisierte Scans — enthalten oft nur den Spitzenwiderstand. Robertson lässt sich dann nicht anwenden. Faustregeln für niederländische Böden geben aber eine Indikation:

• qc < 0,5 MPa: Torf oder organisches Material;
• qc 0,5 – 1,5 MPa: Ton;
• qc 1,5 – 5 MPa: schluffiger Ton oder toniger Sand;
• qc 5 – 15 MPa: locker bis mitteldicht gelagerter Sand;
• qc > 15 MPa: dicht gelagerter Sand.

Achtung: Ohne Reibungsverhältnis lässt sich der Unterschied zwischen festem Ton, Schluff und lockerem Sand nicht zuverlässig bestimmen. Nutzen Sie ein solches qc-Profil als erste Indikation, nicht als endgültigen Schichtenaufbau.

Selbst ein Bodenprofil aus Ihrer Sondierung ableiten

Der CPT Converter führt diese Klassifizierung automatisch durch. Laden Sie eine GEF-Datei, und Sie erhalten neben dem qc- und Rf-Diagramm ein Bodenprofil nach Robertson (oder, ohne Reibungsdaten, nach den qc-Faustregeln) inklusive Legende. Auch ein digitalisierter Scan erhält nach dem Digitalisieren dieselbe Darstellung über den Reiter Diagramm & Bodenprofil.

Vom Bodenprofil zur Berechnung

Das Bodenprofil bestimmt, welche Schichten tragfähig sind und wo negative Mantelreibung auftritt. In Kombination mit dem Spitzenwiderstand bildet es die Grundlage für die Pfahltragfähigkeit nach NEN 9997-1, dem niederländischen nationalen Anhang zum Eurocode 7. Warum qc dabei so bestimmend ist, lesen Sie im Artikel über Spitzenwiderstand und Pfahlberechnungen.