Bei der Erweiterung eines Kreuzfahrtterminals am Ostuferhafen zeigte sich ein typisches Kieler Problem: Der oberflächennah anstehende Geschiebemergel war durch jahrelange Niederschläge aufgeweicht, während darunter der dichte, vorbelastete Mergel eine hohe Scherfestigkeit aufwies. Diese Zweiteilung im Baugrund erzeugt kritische Gleitflächen, die mit einfachen Annahmen nicht zu erfassen sind. Wir berechnen die Böschungsstabilität mit lamellierten Verfahren nach Bishop und Spencer, wobei wir die Porenwasserdruckverteilung aus Piezometermessungen direkt in das Rechenmodell einfließen lassen. Gerade in Kiel, wo die Fördehänge oft Neigungen über 25 Grad aufweisen und zusätzlich durch Schiffsanlegemanöver dynamisch belastet werden, reicht ein rein statischer Nachweis nicht aus. Ergänzend ziehen wir den CPT-Versuch heran, um die Tiefenlage der weichen Schicht punktgenau zu kartieren, bevor wir die Standsicherheit für den Endzustand und die Bauphase modellieren.
Eine Böschung im Kieler Geschiebemergel kann im entwässerten Zustand einen Reibungswinkel von 32 Grad mobilisieren — bei Sättigung und Porenwasserüberdruck kann dieser Wert auf unter 20 Grad abfallen.
Unser Ansatz
Die Nachweise folgen in Schleswig-Holstein dem Handbuch Eurocode 7, Band 1 (DIN EN 1997-1:2009-09) in Verbindung mit DIN 4084 für die Berechnung der Gesamtstandsicherheit. Für Kiel ist insbesondere der Lastfall 'Strömungsdruck bei schnell fallendem Wasserstand' relevant, da die Förde einen mittleren Tidenhub von etwa 20 cm aufweist, Sturmfluten jedoch Pegelstände von über 1,50 m über Mittelwasser erreichen können. Wir führen die Analyse mit charakteristischen Bodenkennwerten, die an ungestörten Proben aus dem
Schürfgruben-Aufschluss im Labor ermittelt wurden. Die effektiven Scherparameter φ' und c' bestimmen wir im Rahmenscherversuch und im
Triaxialversuch unter konsolidiert-drainierten Bedingungen, um den langfristigen Zustand nach dem Abbau von Porenwasserüberdrücken abzubilden. Bei Aushubtiefen über 5 m in der Kieler Innenstadt, etwa an der Baustelle des neuen Quartiers am Kleinen Kiel, kombinieren wir die rechnerische Analyse mit einem Monitoring-Programm, das Inklinometer und geodätische Messpunkte einschließt.
Örtliche Baugrundfaktoren
Für die Baugrunderkundung an Kieler Steilküsten setzen wir einen leichten Raupenbohrträger ein, der auch auf den schmalen Deichverteidigungswegen operieren kann, ohne die Grasnarbe zu zerstören. Das Gerät führt Rammkernsondierungen und Rammsondierungen (DPH) aus, während parallel ein automatischer Theodolit die Setzungen der Böschungsschulter überwacht. Das größte operationelle Risiko liegt im plötzlichen Witterungsumschwung, der in der Kieler Bucht binnen einer Stunde Starkregen mit 30 l/m² bringen kann. Ein solches Ereignis sättigt die oberen Dezimeter des Mergels schlagartig und erzeugt einen transienten Porenwasserdruck, der die rechnerische Sicherheit temporär um den Faktor 0,2 reduzieren kann. Wir begegnen dem, indem wir die Bemessungswasserstände mit einem konservativen Aufschlag von 50 cm auf das HHThw (Höchstes Tidehochwasser) ansetzen und die Böschungsneigung so wählen, dass auch im vollgesättigten Zustand ein Ausnutzungsgrad von μ < 0,85 eingehalten wird.
Fragen und Antworten
Was kostet eine vollständige Böschungsstabilitätsanalyse für ein Baugrundstück in Kiel?
Die Kosten hängen vom Umfang der Baugrunderkundung, der Anzahl der Lastfälle und der Komplexität des Schichtenmodells ab. Für ein typisches Baugrundstück mit zwei bis drei Sondierungen und einem Standsicherheitsnachweis nach DIN 4084 liegen die Honorare zwischen €1.180 und €4.080. Enthalten sind die Feldaufschlüsse, die Laborversuche zur Bestimmung der Scherparameter und der rechnerische Nachweis mit Bericht.
Wie unterscheidet sich die Analyse einer Deichböschung von der einer Baugrube in Kiel?
Bei Deichen und Uferbauwerken muss neben der statischen Standsicherheit auch die hydraulische Belastung durch Sturmfluten und Wellenschlag berücksichtigt werden. Die EAU 2020 schreibt hierfür gesonderte Lastansätze vor, etwa den schnellen Wasserspiegelabfall nach einer Sturmflut, der im Deichkörper einen instationären Strömungsdruck erzeugt. Für Baugruben im Binnenland dominieren dagegen die Aushubgeometrie und der Erddruck auf den Verbau.
Welche Bodenkennwerte sind für den Geschiebemergel in Kiel maßgebend?
Entscheidend sind die effektiven Scherparameter φ' und c' im entwässerten Zustand sowie die undränierte Kohäsion cu für den kurzfristigen Lastfall. Der Kieler Geschiebemergel zeigt im steifen Zustand typischerweise einen Reibungswinkel von 27 bis 32 Grad und eine Kohäsion von 5 bis 15 kPa. Diese Werte müssen jedoch an ungestörten Proben aus der exakten Aushubtiefe bestimmt werden, da sie mit der Überlagerungsspannung und dem Kalkgehalt variieren.
Benötigt der Prüfstatiker in Kiel einen gesonderten Nachweis für den Bauzustand?
Ja, die Bemessungssituation BS-T (vorübergehend) ist zwingend nachzuweisen, insbesondere wenn der Aushub in mehreren Phasen erfolgt oder eine Wasserhaltung betrieben wird. Der Bauzustand ist häufig der kritischere Lastfall, da der stützende Erdkörper abschnittsweise entfernt wird, bevor die endgültige Sicherung wirksam ist. Wir legen dem Prüfbericht eine separate Gleitkreisberechnung für jede Aushubphase bei.
