Bohrprofil richtig lesen: SPT, RQD und Kerngewinn

Das Bohrprofil ist das zentrale Dokument einer geotechnischen Bohrung: die mit der Tiefe angetroffenen Schichten und ihre Beschreibung, die Probentiefen, die SPT-Ergebnisse, Kerngewinn und RQD im Fels sowie die Grundwasserbeobachtungen. Dieser Leitfaden erklärt, wie Einträge wie N = 32, 50/80 mm oder RQD 45 % zu lesen sind und wo sie täuschen können. Er richtet sich an Planer, Prüfer und Bauherren, die Bohrprofile erhalten, etwa aus unseren geotechnischen Bohrungen. Die Gründungsplanung bleibt Entscheidung des zuständigen Projektingenieurs.
Was ein Bohrprofil enthält
Ein vollständiges Profil enthält:
- Kopfdaten: Bohrungsnummer, Lage und Ansatzhöhe, Bohrverfahren, Bohr- und Kerndurchmesser, Verrohrungstiefe und Spülmedium.
- Tiefenmaßstab und Schichtgrenzen mit einem Symbol für jedes Material. Eine gestrichelte Grenze ist meist interpretiert, nicht beobachtet.
- Beschreibungen: Böden nach TS EN ISO 14688-1, klassifiziert nach TS EN ISO 14688-2:2018; Fels nach TS EN ISO 14689, der türkischen Übernahme von EN ISO 14689:2018. Ein Bodeneintrag lautet etwa „steifer, hellbrauner, schwach sandiger TON“; ein Felseintrag nennt Festigkeit, Verwitterung, Farbe, Gefüge und einen Namen wie MERGEL.
- Proben: Art und Tiefe (SPT-, gestörte, Sonder- oder Kernprobe). TS EN ISO 22475-1 legt Entnahmeverfahren und Probenkategorien fest; die Kategorie bestimmt, für welche Laborversuche eine Probe taugt.
- SPT-Aufzeichnungen und Kernmärsche mit TCR, SCR und RQD.
- Grundwasser: Wasserzutritte und Ablesungen; dazu Bemerkungen wie Spülungsverluste, Hohlräume oder Hindernisse.
Der SPT: wie die Schlagzahl N gemessen wird
Der Standard Penetration Test (SPT) wird nach TS EN ISO 22476-3:2013 und deren Änderung TS EN ISO 22476-3/A1:2013 ausgeführt; ASTM D1586/D1586M-18e1 ist das amerikanische Gegenstück. Ein 63,5 kg schwerer Hammer fällt frei aus 760 mm Höhe und treibt einen geteilten Entnahmezylinder (Split Spoon) in die Bohrlochsohle:
- Anfangseindringung: die ersten 150 mm im durch das Bohren gestörten Boden; die Schläge werden aufgezeichnet, aber nicht gezählt.
- Prüfeindringung: die folgenden 300 mm; N ist die Zahl der Schläge dafür. 4, 6 / 7, 8, 9, 8 Schläge je 75 mm ergeben N = 7 + 8 + 9 + 8 = 32.
- Abbruch: Die Prüfeindringung darf bei 50 Schlägen (in weichem Fels bei 100) beendet werden; das Profil nennt dann Schläge und erreichte Eindringung: 50/80 mm sind 50 Schläge für 80 mm.
Die Probe aus dem Entnahmezylinder ist gestört: geeignet für Beschreibung und Indexversuche (Wassergehalt, Korngrößenverteilung, Atterberg-Grenzen), nicht für Festigkeits- oder Kompressionsversuche.
Korrigierte Werte: N60 und (N1)60
Bohrgeräte leiten unterschiedlich viel Energie in das Gestänge ein. TS EN ISO 22476-3 verwendet daher das Energieverhältnis Er, die gemessene Energie in Prozent der theoretischen Fallenergie, verlangt seine Kenntnis, wenn N quantitativ verwendet wird, und beschreibt im informativen Anhang A die Korrekturen:
- N60 = N × Er / 60; damit werden Ergebnisse verschiedener Geräte vergleichbar.
- Gestängelänge: Bei kurzem Gestänge geht Energie verloren, daher können Versuche in geringer Tiefe angepasst werden.
- (N1)60: nur in Sanden; N60 bezogen auf eine vertikale effektive Spannung von 100 kPa, um Sande in verschiedenen Tiefen zu vergleichen.
Im Profil sollte immer das gemessene N stehen. Korrigierte Werte gehören in die Auswertung des Ingenieurs, mit Angabe von Er und Verfahren; enthält ein Bericht nur korrigierte Werte, fragen Sie nach den im Feld gezählten Schlägen.
Was N aussagt und wo es täuscht
N ist ein Index, kein Bodenkennwert. Die folgenden Begriffe stammen nicht aus TS EN ISO 22476-3, sondern für Sand von Skempton (1986, Géotechnique 36(3), 425–447) und für Ton von Terzaghi und Peck (Soil Mechanics in Engineering Practice, 2. Aufl., 1967). Sie geben nur einen ersten Anhalt; in Ton ist der SPT ein grobes Maß, und Beschreibung und Laborversuche sind aussagekräftiger.
| (N1)60 in Sand | Lagerungsdichte | N in Ton | Konsistenz |
|---|---|---|---|
| 0–3 | Sehr locker | < 2 | Sehr weich |
| 3–8 | Locker | 2–4 | Weich |
| 8–25 | Mitteldicht | 4–8 | Mittel |
| 25–42 | Dicht | 8–15 | Steif |
| 42–58 | Sehr dicht | 15–30 | Sehr steif |
| > 30 | Hart |
Typische Fallstricke:
- Kies und Steine: Ein einzelner Stein vor dem Entnahmezylinder kann N stark erhöhen.
- Verkittete Lagen und Kalkkrusten können über schwächerem Material zum Abbruch führen.
- Schwacher Fels und Mergel: Korrelationen für Böden gelten nicht, und trockener Mergel kann wie Fels aussehen und sich wie Fels bohren lassen (siehe unseren Leitfaden Baugrund in Zypern).
- Unter dem Grundwasserspiegel: Strömt Wasser in das Bohrloch, lockert es den Sand an der Sohle auf und N fällt zu niedrig aus, wenn der Wasserspiegel im Bohrloch nicht über dem Grundwasser gehalten wird.
- Abbruch ist kein Nachweis für Fels: Ein Block oder dichter Kies ergibt dieselbe Aufzeichnung. Fels wird bestätigt, indem eine festgelegte Länge in ihm gekernt wird.
Felskerne: TCR, SCR und RQD
Im Fels wird das Bohrloch im Rotationskernbohrverfahren vertieft. Jeder Kernmarsch wird in Kernkisten ausgelegt, fotografiert und mit drei in TS EN ISO 14689 beschriebenen Kennwerten aufgenommen:
| Kennwert | Was gemessen wird | Angabe |
|---|---|---|
| TCR (Gesamtkerngewinn) | Der gesamte gewonnene Kern, unabhängig vom Zustand | % der Kernmarschlänge |
| SCR (Vollkerngewinn) | Kernstücke mit vollem Umfang | % der Kernmarschlänge |
| RQD (Rock Quality Designation) | Intakte Stücke von mindestens 100 mm Länge, gemessen entlang der Kernachse | % der Kernmarschlänge |
Deere (1964, Rock Mechanics and Engineering Geology 1(1), 16–22) führte den RQD mit den bekannten Begriffen ein: 0–25 % sehr schlecht, 25–50 % schlecht, 50–75 % mittel, 75–90 % gut und 90–100 % ausgezeichnet; Deere und Deere (1988, ASTM STP 984) werteten seine Anwendung aus. ASTM D6032/D6032M-17, die festhält, dass der RQD für Kerne der Größe N mit 54,7 mm Durchmesser entwickelt wurde, ist inzwischen ohne Nachfolger zurückgezogen; maßgebend ist daher TS EN ISO 14689. Worauf zu achten ist:
- Brüche durch Bohren oder Handhabung werden zusammengesetzt und nicht gezählt.
- RQD ist keine Festigkeit: Ein schwacher, aber massiger Mergel kann nahe 100 % erreichen, ein fester, aber geklüfteter Kalkstein sehr wenig.
- Geringer Kerngewinn in Mergel und Kalkarenit kann ebenso am Bohren (Kernrohr, Krone, Spülung, Vorschub) liegen wie am Gestein; Fotos und die Notizen des Bohrmeisters helfen, Kernverlust von einer weichen Zone zu unterscheiden.
- Manche Mergel reißen beim Austrocknen; der RQD wird deshalb aufgenommen, wenn der Kern gezogen wird, nicht nach Wochen im Lager.
Grundwasser im Bohrprofil
Ein gutes Profil unterscheidet:
- Den Wasserzutritt: wo Wasser zuerst in das Bohrloch eintrat und ob der Spiegel danach anstieg.
- Den Wasserstand nach einer Standzeit, etwa am nächsten Morgen vor dem Weiterbohren; Spülwasser kann den tatsächlichen Stand verdecken.
- Langfristige Wasserstände, für die ein Grundwassermessrohr oder Piezometer über längere Zeit abgelesen werden muss.
In Zypern können Grundwasser und Schichtwasser über Ton zwischen nassem Winter und trockenem Sommer deutlich schwanken; „kein Wasser angetroffen“ beschreibt daher das Bohrloch während des Bohrens, nicht das Grundstück über das ganze Jahr.
Vom Bohrprofil zum Baugrundmodell
Jede Bohrung ist eine einzelne senkrechte Linie durch den Baugrund. Bohrungen, Schürfe und DCP-Versuche nach ASTM D6951/D6951M-18(2023) werden zu einem Baugrundmodell mit Schnitten zusammengeführt. Grenzen zwischen den Punkten sind Interpretation; wo sich der Baugrund auf kurze Entfernung ändert, sollten weitere Punkte angelegt werden, statt zwischen weit entfernten Bohrungen zu interpolieren.
Fragen Sie den Verfasser eines Profils:
- Welche Normausgaben wurden angewendet, und welches Energieverhältnis hat der SPT-Hammer?
- Sind die N-Werte Rohwerte oder korrigiert?
- Welches Kernrohr und welcher Kerndurchmesser wurden verwendet, und wann wurde der RQD aufgenommen?
- Wann wurden die Grundwasserstände abgelesen, und welche Proben wurden geprüft?
Ein Profil allein liefert weder Festigkeit, Zusammendrückbarkeit oder Quellpotenzial einer Schicht noch den Baugrund zwischen den Bohrungen oder langfristige Wasserstände; dafür braucht es Laborversuche, weitere Punkte und Messungen. Wie Sie die Echtheit eines Berichts prüfen, erklärt unser Leitfaden Prüfbericht lesen und verifizieren.
Wie wir helfen können
Wir führen Rotationskern- und Probenahmebohrungen aus, machen den SPT nach TS EN ISO 22476-3, legen die Kerne in Kernkisten aus und fotografieren sie, erfassen TCR, SCR und RQD und beobachten das Grundwasser. Unser Labor prüft die Proben, zum Beispiel auf Wassergehalt (TS EN ISO 17892-1:2014+A1:2022), Korngrößenverteilung (TS EN ISO 17892-4:2016) und Atterberg-Grenzen (TS EN ISO 17892-12:2018+A2:2022). Mehr dazu auf unseren Seiten Geotechnische Bohrungen, Baugrunderkundung und DCP-Prüfung und Bodenmechanische Laborprüfungen; Lageplan und Projektangaben senden Sie uns über unsere Kontaktseite.
Häufig gestellte Fragen
Warum ist der Kerngewinn im Mergel oft gering?
Schwache, tonige oder zerbrochene Zonen können beim Bohren ausgespült oder zerkleinert werden, und das Bohrverfahren hat großen Einfluss. Geringer Kerngewinn ist ein Anlass, Fotos und Bohrnotizen anzusehen; für sich allein beweist er weder einen Hohlraum noch eine weiche Schicht.
Lässt sich die Tragfähigkeit direkt aus N ablesen?
Nein. Der Planer verbindet N mit Schichtenfolge, Laborergebnissen, Grundwasser und Fundamentgeometrie und wendet Korrelationen nur innerhalb ihrer Grenzen an; diese Beurteilung obliegt dem Geotechnik- oder Tragwerksingenieur des Projekts.
Was bedeutet ein RQD von 0 %?
In diesem Kernmarsch wurde kein intaktes Stück von 100 mm oder mehr gewonnen. Das kann stark zerklüfteten Fels bedeuten, ein schwaches Material, das beim Bohren zerfallen ist, oder eine bodenartige Zone. Lesen Sie ihn zusammen mit TCR, Beschreibung und Fotos.