Klassifizierung von Böden

© Geotechnik I 

Universität für Bodenkultur Wien 

VL SS 2007 

Institut nstitut für Geotechnik 

Vorstand: Univ.Prof. Dr.-Ing. Dr. Ing. Wei WU 

Bezeichnung und Klassifizierung 

von Böden 

W. Wu 

1



VL SS 2007 



2



VL SS 2007 



Geotechnische Bezeichnung und Klassifizierung von Gesteinen 

Die geotechnischen Eigenschaften von Gesteinen werden angegeben durch 

• geotechnische Gesteinsbezeichnungen 

• geotechnische Gesteinsklassifizierungen 

• geotechnische Gesteinskennwerte 

• Die geotechnischen Eigenschaften beziehen sich auf 

• die Gesteinsart (stoffliche Zusammensetzung), 

• den Gesteinszustand und 

• das Gesteinsverhalten unter bestimmten äußeren Einwirkungen 

(Belastungen, Durchströmung u.ä.). 

Zusätzlich: geologische und petrographische Bezeichnung 

3



VL SS 2007 



Bei Böden werden folgende Eigenschaften berücksichtigt: 

• Kornverteilung 

• Kornform, der Rundungsgrad und die Rauhigkeit der Kornoberfläche (des Grobanteiles) 

• Bildsamkeit der Feinanteile 

• organischen Stoffe 

• Kalkgehalt 

• Farbe 

• Lagerungsdichte bzw. Zustandsform 

• Verfestigung 

Bei Festgesteinen werden folgende Eigenschaften berücksichtigt: 

• Festgesteinsart (aufgrund der mineralogischen Zusammensetzung und der Genese) 

• Körnigkeit und Korngrößen 

• Schieferung 

• Schichtung 

• Kalkgehalt 

• Farbe 

• Dichtigkeit 

• Ritzhärte 

• Spaltbarkeit 

• Wasserstabilität 

Bei Fels werden folgende Eigenschaften berücksichtigt: 

• Klüftung 

• Schieferung 

• Verwitterungsgrad 

4

Bezeichnung von Böden 

Korngröße und Kornverteilung 

Bestimmungsmethoden: 

- Siebanalyse: d = Maschenweite der Siebe 

- Schlämmanalyse: d = äquivalente Kugeldurchmesser 



VL SS 2007 



Durch eine bestimmte Korngröße d (mm) wird eine Gesamtkörnung in den Rückstand R und in den 

Durchgang D: 

R + D = 1 

5



VL SS 2007 



6



VL SS 2007 



7

Kornfraktionen (DIN 4022 Bl.1, ÖNORM B 4401 T.3) 



VL SS 2007 



8



VL SS 2007 



9

Körnungen aus gebrochenem Gestein: 

< 0,09 mm Steinmehl, Füller 

0,09/2 mm Brechsand, Edelbrechsand 

2/25 mm Splitt, Edelsplitt 

25/65 mm Schotter 

> 65 mm Grobschotter 



VL SS 2007 



10

Bodenbezeichnung aufgrund der Kornverteilung 

Haupt- und Nebenbestandteilen 

Geschüttete Böden: A (= Anschüttung) 

Visuelle und manuelle Schätzung: Bodenbezeichnung in runder Klammer gesetzt. 

Kennzeichnung der Person: Zeichen hinter der Klammer (z.B. die Zahlen 1,2, ...) 



VL SS 2007 



Beispiele 

A: S, u ; A: G, s, t 

(A: G, s)1; (fmG, S, u)2; mit 1: Bohrfirma, 2: Laboratorium 

11



VL SS 2007 



12



VL SS 2007 



13

Kennwerte der Kornverteilung 

Kornanteile 

Kornverteilungskurve (Körnungskurve) bzw. Kornverteilungsband (Körnungsband) 

maximale Korngröße dmax 

mittlere Korngröße d50 

d60 

Ungleichkörnigkeitszahl U = 

d 

Krümmungszahl 

Kennzeichnende Korngrößen 

Wirksame Korngrößen 

2 

d30 

d 

C = = 

d d d 



10 

60 

10 

30 

10 

d 

d 

60 

30 

VL SS 2007 



14

Beurteilung der Einzelkörner des Grobkornanteiles 

(a) Kornform 

Bezeichnung Symbol 

gedrungen dr 

flach fa 

länglich lä 



VL SS 2007 



Gesteine oder Minerale mit isotroper Festigkeit (z.B. Quarz) ergeben gedrungene, solche mit anisotroper 

Festigkeit plattige Kornformen. 

15



VL SS 2007 



(b) Rundungsgrad 

Je länger der Transportweg, desto gerundeter und desto glatter ist die Kornoberfläche und desto kleiner ist 

die maximale Korngröße. 

16

Beispiele: 

Bodenprobe 210 Bodenprobe 1625 



Grobkies 

Grobsand Mittelfeinsand 

VL SS 2007 



17

(c) Rauhigkeit der Kornoberfläche 



VL SS 2007 



Zahlenmäßig kann die Rauhigkeit der Kornoberfläche durch den Reibungsbeiwert μ = tan φs ausgedrückt 

werden. 

18

Atterbergsche Zustandsgrenzen 

Zustandsformen bindiger Böden: 

− Flüssiger Zustand. 

− Bildsamer Zustand 

− Halbfester Zustand 

− Fester Zustand 

w L 

w P 

w S 



VL SS 2007 



Grenzen zwischen diesen Zuständen: 

− Wassergehalt bei der Fließgrenze wL (Übergang vom flüssigen zum bildsamen Bereich) 

19



VL SS 2007 



− Wassergehalt bei der Ausrollgrenze wP (Übergang vom bildsamen zum halbfesten Bereich) 

Anfangsscherfestigkeit cu beträgt bei der Ausrollgrenze etwa 100 ÷ 200 kN/m 2 , bei der Fließgrenze 

etwa 5 kN/m 2 . 

Bildsamkeitszahl: 

IP = wL - wP 

Bezeichnung Symbol Definition 

nicht bildsam nb Ip = 0 

schwach 

bildsam 

b‘ wL ≤ 35 % 

mittel 

bildsam 

b 35 % < wL ≤ 50 % 

stark bildsam b wL > 50 % 

20

Bildsamkeitsdiagramm von Casagrande 



VL SS 2007 



21

Einfache Feldversuche 

Reibeversuch 

Schüttelversuch 

Knetversuch 

Schneideversuch 

Trockenfestigkeitsversuch 



VL SS 2007 



22

Aktivitätszahl IA 

I 

A 

I P 

D0, 

002mm 

= . 

Der Durchgang 0,002 mm wird dabei auf den Durchgang 0,4 mm bezogen. 

nichtaktive Tone IA < 0,75 (z.B. Kaolinit) 

normale Tone 0,75 ≤ IA ≤ 1,25 (z.B. Illit) 

aktive Tone IA > 1,25 (z.B. Montmorillonit) 



VL SS 2007 



23



VL SS 2007 



Wassergehalt bei der Schrumpfgrenze wS (Übergang vom halbfesten zum festen Bereich) 

Degree of expansion 

or shrinkage 

1 w 

v = + 

ρ ρ 

s w 

Plasticity 

index 

IP [%] 

⎛ 1 1 ⎞ 

= ⎜ − ⎟ 

⎝ ρ ρ ⎠ 

wS ρ w 

Colloid 

content % (< 

0,001 mm) 

d s 

Shrinkage 

limit 

wS [%] 

Very high > 35 > 28 < 11 

High 25 ÷ 41 20 ÷ 31 7 ÷ 12 

Medium 15 ÷ 28 13 ÷ 23 10 ÷ 16 

Low < 18 < 15 > 15 

24

Wasseraufnahmefähigkeit feinkörniger Böden 

Versuchsanordnung zum Messen der 

Wasseraufnahmefähigkeit nach ENSLIN 

Wasseraufnahmegerät nach NEFF 



VL SS 2007 



25



VL SS 2007 



26



VL SS 2007 



Organische Stoffe (organische Substanz) 

Zu den organischen Stoffen im Boden zählen nicht mineralische, organisch entstandene Stoffe. Dazu zählen: 

lebende und tote Mikroorganismen (unzersetzte organische Stoffe) 

nicht oder nicht völlig zersetzte pflanzliche oder tierische Rückstände 

dunkle, amorphe, schwer zersetzbare Masse, die alle Spuren ihres ursprünglichen Aufbaues verloren hat 

(zersetzte organische Stoffe) 

Humifizierung und Mineralisierung 

Unterteilung der Huminstoffe: 

27



VL SS 2007 



Gehalt an organisch gebundenem Kohlenstoff (TOC) versteht man den aus den organischen 

Stoffen des Bodens stammenden Kohlenstoff. Differenz des Gesamtkohlenstoffes und des anorganischen 

(Carbonat-) Kohlenstoffes. 

Bezeichnungen: 

Bezeichnung Symbol 

Glühverlustdifferenz 

Farbe 

ΔVgl [%] Nichtbindiger Boden Bindiger Boden 

schwach organisch o‘ > 2 Tiefgrau Mineralfarbe 

organisch o > 5 Schwarz Tiefgrau 

stark organisch o > 10 Schwarz Schwarz 

organischer Boden O > 30 

Gehalt an organischen Stoffen (sh. DIN 1054 und ÖNORM B 4430) 

Anstelle der allgemeinen Symbole 0 bzw. o werden auch die besonderen Symbole Tf bzw. tf (für Torf), F 

bzw. f (für Faulschlamm) und Mu (für Mutterboden) verwendet. 

Organische Beimengungen erhöhen die Wasseraufnahmefähigkeit (Wasseranlagerungskapazität). Dies 

ergibt eine reduzierte Verdichtungsfähigkeit: 

Bodenkunde (landwirtschaftliche Bodennutzung): wünschenswert 

Geotechnik: ungünstige Bodeneigenschaft 

28

Laborversuche 

(a) Glühversuch 

Glühverlust 

m 

Vgl 

= 

m 

Δ 

Glühverlustdifferenz: ΔV = V −V 

gl gl, 1 gl, 

2 

(b) Prüfung mit verdünnter Natronlauge 



VL SS 2007 



29

(c) Aufschwimmende organische Stoffe 

(d) Oxidation und Titration 

Einfache Feldversuche 

(a) Vorhandensein nicht zersetzter organischer Stoffe 

(b) Bodenfarbe 

(c) Riechversuch 

− Trockene anorganische Tone: erdiger Geruch 

− Organische Böden: modriger Geruch 

− Verwesende organische Stoffe riechen nach faulen Eiern (Schwefelwasserstoff) 



VL SS 2007 



30

Kalkgehalt 



VL SS 2007 



Massenanteil mCa des Kalzium- und Magnesiumkarbonates an der Gesamttrockenmasse ms. 

V 

Ca 

= 

m 

m 

Ca 

s 

Mit verdünnter Salzsäure wird nur das Kalziumkarbonat, mit konzentrierter Salzsäure wird auch das 

Magnesiumkarbonat bestimmt. 

Quantitativ wird der Kalkgehalt mit dem Apparat von Scheibler bestimmt. 

31



VL SS 2007 



32

Farbe 



VL SS 2007 



Bei der Farbkennzeichnung ist zwischen der Farbe, ihrer Helligkeit und ihrer Sättigung (Intensität) 

zu unterscheiden. 

Zur möglichst eindeutigen Kennzeichnung der Farben können Farbkarten verwendet werden. 

In der landwirtschaftlichen Bodenkunde ist die Bodenfarbe ein wesentliches 

Klassifizierungsmerkmal (z.B. Braun-, Rot- und Schwarzerde). Standard Bodenfarbtafeln. 

Für geotechnische Zwecke empfiehlt es sich, aus einem breiteren Spektrum von Farben eine 

Auswahl zu verwenden. 

Herausgeber der Farbtafeln RAL-F2: RAL Deutsches Institut für Gütesicherung und 

Kennzeichnung e.V., Bonn (früher: Reichs-Ausschuß für Lieferbedingungen). 

Die Bodenfarbe ist für die geotechnischen Eigenschaften von verhältnismäßig geringer 

Bedeutung. 

Die Bodenfarben können helfen, die in benachbarten Aufschlüssen anstehenden Bodenschichten 

einander zuzuordnen. 

RAL 1002 Sandgelb 

RAL 1004 Goldgelb 

RAL 1014 Elfenbein 

RAL 3009 Oxidrot 

RAL 3011 Braunrot 

RAL 6013 Schilfgrün 

RAL 7006 Beigegrau 

RAL 7030 Steingrau 

RAL 7031 Blaugrau 

RAL 7032 Kieselgrau 

RAL 8000 Grünbraun 

RAL 8001 Ockerbraun 

RAL 8003 Lehmbraun 

RAL 8004 Kupferbraun 

RAL 8011 Nußbraun 

RAL 8023 Orangebraun 

RAL 8028 Terrabraun 

33

Klassifizierung von Böden 

Durchgang 63 mm. 



VL SS 2007 



Steine und Blöcke müssen gegebenenfalls zusätzlich in Masseanteilen der gesamten Probe (0 ÷ 63 mm + 

Grobkornanteile > 63 mm = 100%) angegeben werden. 

Klassifizierung nach der Genese 

Ein gewachsener Boden ist durch einen abgeklungenen geologischen (erdgeschichtlichen) Vorgang 

entstanden. 

Ein geschütteter Boden ist durch Aufschüttung oder Aufspülen entstanden (Anschüttungen, Verfüllungen, 

Dämme). 

Geschüttete und nicht oder nur wenig verdichtete Böden stellen keinen tragfähigen Untergrund dar. 

34

Klassifizierung nach der Bindigkeit 



VL SS 2007 



Nichtbindige Böden: hohe Durchlässigkeit und geringe Zusammendrückbarkeit 

Bindige Böden: geringe Durchlässigkeit und eine hohe Zusammendrückbarkeit 

Verhältnis zwischen den Durchlässigkeiten (ausgedrückt durch den Durchlässigkeitsbeiwert k) 1,000.000/1 

und mehr, Verhältnis zwischen den Zusammendrückbarkeiten (ausgedrückt durch den Steifemodul Es) 

1/100 und weniger 

Typische Vertreter: Sande und Tone 

Nichtbindige Böden D 0,06 mm ≤ 15 % 

Bindige Böden D 0,06 mm > 15 % 

35



VL SS 2007 



Klassifizierung nach den Grob- und Feinkornanteilen (ÖNORM B 4400) 

Grobkörnige Böden D 0,06 mm ≤ 5 % 

Gemischtkörnige Böden 5% < D 0,06 mm ≤ 40 % 

Feinkörnige Böden D 0,06 mm > 40 % 

36

Bodenklassifizierung nach DIN 

18196 



VL SS 2007 



37



VL SS 2007 



Klassifizierung von Böden und Fels für Erdarbeiten nach ÖNORM B 2205 

Die Boden- und Felsarten werden nach dem Schwierigkeitsgrad beim Bearbeiten in sieben Klassen 

zusammengefaßt. 

Diese Klassifikation dient: 

˘ der einheitlichen Ausschreibung und Abrechnung der erforderlichen Bauleistungen und 

˘ der Planung und Kostenkalkulation und des Maschineneinsatzes. 

Diese Klassifizierung erfolgt unabhängig von maschinentechnischen Leistungswerten. 

38

Bodenklasse 1: Mutterboden (Humus, Oberboden 

Zwischenboden 

Kennzeichnende Lösegeräte: Stichschaufel, Spaten. 

Bodenklasse 2: Wasserhaltender Boden (Schöpfboden) 

Wasserhaltender Boden (Schöpfboden) 

Kennzeichnende Lösegeräte: Schlammschaufel, Schöpfgefäß. 

Bodenklasse 3: Leichter Boden (loser Boden) 

Sande und Kiese bis 70 mm Korngröße ohne oder nur mit schwacher Bindung 

Kennzeichnendes Lösegerät: Wurfschaufel 



VL SS 2007 



Bodenklasse 4: Mittelschwerer Boden (Stichboden) 

Mittelbindige Böden in mittlerer Lagerungsdichte, mit mittlerem natürlichen Wassergehalt bzw. einem 

erheblichen Zusammenhalt: 

- stark lehmiger Sand und Kies, sandiger Lehm, Löß 

- Böden der Bodenklasse 3 mit Korngrößen über 70 mm, soweit sie nicht in Bodenklasse 5 gehören. 

Kennzeichnende Lösegeräte: Stichschaufel, Spaten. 

39

Bodenklasse 5: Schwerer Boden (Hackboden) 



VL SS 2007 



Bodenarten mit festem Zusammenhalt oder hoher Lagerungsdichte: 

- fetter, steifer Ton 

- Böden der Bodenklasse 4, die stark ausgetrocknet sind oder stark mit Geröilen, Geschieben und Steinen 

bis 200 mm Korngröße durchsetzt sind 

- Bauschutt 

Kennzeichnende Lösegeräte: Krampen, Spitz- und Breithacke. 

Bodenklasse 6: Leichter Fels (Reißfels) und Schrämboden 

- locker gelagertes Gestein (Fels), das stark klüftig, bröckelig, brüchig, schiefrig oder verwittert ist 

- verfestigte Sand- und Kiesschichten 

- Mergelschichten, die mit Steinen über 200 mm Durchmesser stark durchsetzt sind 

- Blockwerk, Moränen oder Schlackenhalden 

Kennzeichnende Lösegeräte: Meißel und Schlegel, Brechstange. 

Bodenklasse 7: Schwerer Fels 

- festgelagertes Gestein der Bodenklasse 6, welches händisch nicht mehr lösbar ist 

- Findlinge und Gesteinstrümmer über 0,1 m 3 Rauminhalt 

Kennzeichnende Löseart z.B. durch Sprengen 

Klebrige Böden: Der sich auf der Wurfschaufel oder auf dem Spaten befindliche Boden läßt sich nur mit 

Hilfe eines weiteren Gerätes (Spachtel oder dgl.) ablösen. Erschwernis bei der Förderung. 

Wechseln mehrere Boden- oder Felsarten, kann es zweckmäßig sein, zu einer Leistungsposition 

zusammenzufassen. 

40

Zustand von Böden 



VL SS 2007 



• Volums- und Massenverhältnisse, Trockendichte, Wassergehalt, Sättigungsgrad 

• Zustandsform 

• Verfestigung 

• Eindringwiderstand von Rammsonden, Drucksonden und Penetrometern 

41

Volums- und Masseverhältnisse 

Volumina Vs + Vw 

+ Va 

= Vs 

+ Vp 

= V 

Feststoffvolumina s V 

Wasservolumen w V 

Luftvolumen Va Hohlraumvolumen Vp (im Lockergestein: Porenvolumen) 

Volumsanteile 

Vs 

V 

Vw 

V 

Va 

V 

Vs 

V 

Vp 

V 

Feststoffanteil ns Wasseranteil n ( oderθ ) = n. S 

Luftanteil n a 



+ + = + = 1 bzw. n + n + n = n + n = 1 

w r 

Porenanteil (Porosität) n Vp 

ρ d 

= = 1− 

V ρ s 

e 

= 

1+ 

e 

Porenzahl e Vp 

n 

= = 

Vs 

ns 

ρ s n 

= − 1 = 

ρ d 1− 

n 

Massen ms + mw + ma = m 

Feststoffmasse ms Wassermasse mw Luftmasse m a 

ms 

s 

Feststoffdichte ρsρs V bzw 

m 

= . ' = 

V ' 

Wasserdichte ρ w 

Luftdichte ρ a 

s 

s 

s w a s 

VL SS 2007 



42

Dichteanteile 



ms 

mw 

ma 

m 

+ + = bzw. ns. ρs + nw. ρw + na. 

ρa = ρ 

V V V V 

VL SS 2007 



Da die Luftdichte ρ a im Verhältnis zur Wasserdichte ρ w und zur Feststoffdichte 

ρ s sehr klein ist (im Meeresniveau ist bei 5 °C ρ a = 0,00129 g/cm 3 ), kann sie in 

der Regel vernachlässigt werden. Somit gilt ausreichend genau 

ms 

mw 

m 

+ = 

V V V 

bzw. ns. ρs + nw. 

ρ w = ρ 

Trockendichte ρd ms 

= 

V 

= ns. 

ρ s 

Spezifisches Volumen v = 1 

ρ 

Wassergehalt 

m 

V 

w mw 

nw. 

ρ w nw. 

ρ w 

= = = 

ms 

ns. 

ρ s ρ d 

ρ 

= 1 + w 

ρ d 

Sättigungsgrad: 

Vw 

nw 

Sr 

= = = 

Vp 

n 

w w 

= 

⎛ 1 1 ⎞ w( Sr= 

1) 

ρ w⎜ 

− ⎟ 

⎝ ρ ρ ⎠ 

Dichte ρ = = ns 

. ρs 

+ nw. 

ρw 

d 

d s 

Für den Fall S r = 1 gelten folgende Beziehungen: 

ρ s − ρ w 

Dichte: ρ = ns. ρs + n. 

ρw = ρd + ρ w ρ 

Wassergehalt: w n. 

ρ w ⎛ 1 1 ⎞ 

= = ρ w ⎜ − ⎟ 

n . ρ ⎝ ρ ρ ⎠ 

s s 

d s 

ρ s − ρ w 

Dichte unter Auftrieb ρb = ρ− ρw = ρd ρ 

natürlicher Wassergehalt, natürliche Dichte, natürliche Porenzahl 

s 

s 

43

Luft 

Wasser 

Feststoff 



Va Vp 

Vw 

Vs 

VL SS 2007 



e 

Vs=1 

mw 

ms 

44

Bestimmung des Wassergehaltes 



VL SS 2007 



45

Bestimmung der Dichte 

Ermittlung der Masse 

Die Probe wird vor und nach dem Trocknen gewogen. 

Ermittlung des Volumens 

Laborverfahren 

(a) Ausmessen der Probe (b) Tauchwägung 

(c) Quecksilberverdrängung 



VL SS 2007 



46

Feldverfahren 

a) Ausstechzylinder 



VL SS 2007 



47

(b) Ersatzverfahren mit steiler Mulde 

Sandersatzverfahren 

Doppeltrichter mit Stahlringplatte 

Wasserersatzverfahren 



VL SS 2007 



48



VL SS 2007 



49

(c) Isotopensonden 



VL SS 2007 



50



VL SS 2007 



Eichkurven für Isotopenmessungen mit Oberflächengerät zur Ermittlung von Wassergewicht (a) 

und Feuchtraumgewicht (b). (ASTM Designation E - 60 T, 1960). 

51



VL SS 2007 



52



VL SS 2007 



FDVK: 

Flächendeckende Dynamische Verdichtungskontrolle 

53

Feststoffdichte von Lockergesteinen 

Mittlere Feststoffdichte von Lockergesteinen: 

Grobkörniger Boden .................... 2,65 g/cm 3 

Feinkörniger Boden (Ton) ........... 2,75 g/cm 3 



VL SS 2007 



Die Feststoffdichten der einzelnen Fraktionen von Verwitterungsböden nehmen mit abnehmender 

Korngröße zu: 

54

Bestimmung der Feststoffdichte 

(a) Kapillar- und Flaschenpyknometer 

V 

V 

C 

w 

mwm3−m = = 

ρ ρ 

wT , 1 wT , 1 

mwm − m 

= = 

ρ ρ 

wT , 2 wT , 2 



C 

1 2 

VL SS 2007 



55

(d) Luftpyknometer 

ρ = m 

V w 

ρ 

1 − 

ρ s 

= 

ρ 

− 1 

ρ 



w 

VL SS 2007 



56

Lockerste Lagerung 



VL SS 2007 



57

Proctorversuch (ÖNORM B 4418; DIN 18127) 

Verdichtungsenergie: diese ergibt sich aus 

E 

= 1 2 

n . n . Gh . 

V 



(MNm/m 3 ) 

VL SS 2007 



Standard-Proctorversuch: E = 0,6 MNm/m³; modifizierter Proctorversuch: E = 2,75 MNm/m 3 

58

Zulässiges Größtkorn: 1/5 des Zylinderdurchmessers 



VL SS 2007 



59



VL SS 2007 



60



VL SS 2007 



61



VL SS 2007 



62

Relative Dichten DPr bzw. DmPr: 

D 

Pr 

d 

ρ Pr 

DmPr = ρ 



= ρ 

ρ 

d 

mPr 

Abhängigkeit der Proktorkurven von der Bodenart. 

VL SS 2007 



63



VL SS 2007 



64

Schlaggabelversuch 

Versuchsvorgang bei der dichtesten Lagerung von Sandböden. 



VL SS 2007 



65

Rütteltischversuch (DIN 18126) 

Seitenlängen des quadratischen Rütteltisches: mindestens 70 cm 



VL SS 2007 



Frequenz: 50 Hz 

Fliehkraft wird so eingestellt, daß sich eine Schwingweite von 1,0 mm ergibt. Dafür ist eine Last von 

mindestens 0,8 kN erforderlich. 

Versuchsbehälter mit massenabhängiger 

Bleigewichtsbelastung und Meßeinrichtung 

66

Schwingungsverlauf ohne Auslaufbremse 

Schwingungsverlauf mit Auslaufbremse 



VL SS 2007 



67

Zustandsform nichtbindiger Böden 

Relative Dichten (Lagerungsdichten) 

ρ d 

D Pr = 

ρ Pr 

Zustandszahlen 

, 

ρ d 

D m Pr = 

ρ 

D Pr −D 

min 

D = 

D f 

ρ d − ρ 

= 

ρ d, 

max − ρ 

Relative Verdichtungsfähigkeit 

D f 

n max − n 

= 1, 

0 − D min = 

1− 

n 



m Pr 

d, 

min 

min 

, 

d, 

min 

min 

D R 

= 

n 

= 

n 

max 

ρ 

ρ 

max 

d 

R 

− n 

−n 

min 

, 

I 

D 

e 

= 

e 

max 

max 

VL SS 2007 



− e 

− e 

min 

. 

D min 

ρ 

= 

ρ 

Relative Verdichtungsfähigkeit grobkörniger Böden: bei gerundeten Körnungen minimal etwa 8%, bei 

kantigen Körnungen etwa 20%. 

d, 

min 

Pr 

68

Beispiel 



Gesamtmaterial 0/56 Material 4/56 

VL SS 2007 



Wassergehalt w = 0 Wassergehalt w = 0 

Dichteste Lagerung ρR = 2,258 g/cm 3 ± 0,007 ρR = 1,806 g/cm 3 ± 0,003 

Lockerste Lagerung ρd,min = 1,981 g/cm 3 ± 0,001 ρd,min = 1,568 g/cm 3 ± 0,002 

Verdichtungsfähigkeit Δρd = 0,277 g/cm 3 

Δρd = 0,238 g/cm 3 

Relative Verdichtungsfähigkeit Df = 0,12 Df = 0,13 

Schüttdichte ρSch = 2,073 g/cm 3 

ρSch =1,751 g/cm 3 

Lockerste Lagerung ρd,min = 1,595 g/cm 3 

Verdichtungsfähigkeit Δρd = 0,663 g/cm 3 

DR = 91,8 % DR = 97,0 % 

Wassergehalt w = 2,0 % Wassergehalt w = 0,7 % 

ρd,min = 1,557 g/cm 3 

Δρd = 0,249 g/cm 3 

Relative Verdichtungsfähigkeit Df = 0,29 Df = 0,14 

Schüttdichte ρSch = 1,866 g/cm 3 

ρSch = 1,746 g/cm 3 

DR = 82,6 % DR = 97,7 % 

69

Zustandsform nichtbindiger Böden 

Zustandsform Symbol Zustandszahl D 



U < 5 U ≥ 5 

sehr locker sl < 0,10 < 0,25 

locker lo ≥ 0,10 ≥ 0,25 

mitteldicht mi ≥ 0,30 ≥ 0,45 

dicht di ≥ 0,50 ≥ 0,65 

sehr dicht sd ≥ 0,70 ≥ 0,85 

Zustandsform Relative Dichte DPR 

[%] 

sehr locker < 90 

locker ≥ 90 

mitteldicht ≥ 95 

dicht ≥ 98 

sehr dicht ≥ 100 

Zustandsform bindiger Böden 

- 

Relative Dichte D Pr 

- Konsistenzzahl IC 

- Anfangsscherfestigkeit c u 

VL SS 2007 



70

Manuelle Bestimmung Konsistenz 

Flüssig: Boden erzeugt beim Pressen in 

der Faust einen kaum merkbaren Widerstand 

und quillt zwischen den Fingern 

hindurch. Der Boden klebt an den Fingern. 

Breiig: Boden erzeugt beim Pressen in der 

Faust einen deutlichen Widerstand und 

quillt zwischen den Fingern hindurch. Der 

Boden verschmiert sich beim Ausrollen und 

klebt an den Fingern. 

Weich: Boden läßt sich leicht kneten und 

zu 3 mm dicken Röllchen ausrollen ohne zu 

zerbröckeln. 

Steif: Boden läßt sich nur schwer kneten, 

aber noch zu 3 mm dicken Röllchen 

ausrollen, ohne zu zerbröckeln. 

Halbfest: Boden zerbröckelt beim Versuch, 

ihn zu 3 mm dicken Röllchen auszurollen. 

Er läßt sich noch kneten und hat meist eine 

dunkle Farbe. 

Fest: Boden läßt sich nicht kneten, sondern 

nur zerbrechen. Er hat meist eine helle 

Farbe. 



VL SS 2007 



71



VL SS 2007 



Porenzahlen von Tonen, die in einem Stehzylinder (Inhalt 1000 ml) sedimentierten: 

72

Zustandszahl (Konsistenzzahl) 

I 

C 

= 

wLw I 

− 04 , 

Zustandsform bindiger Böden 



P 

VL SS 2007 



73

Anfangsscherfestigkeit 

Zustandsform Anfangsscherfestigkeit cu 

[kN/m²] 

breiig 0-10 

weich 10-50 

steif 50-100 

halbfest 100-200 

fest >200 



VL SS 2007 



74

Taschenpenetrometer 



VL SS 2007 



Stab von 6,3 mm (= 1/4“) Durchmesser wird bis zu einer Marke (= 6,3 mm tief) in den Boden gedrückt. 

75

Handpenetrometer 



VL SS 2007 



- Prüfung der Lagerungsdichte und Zustandsform des gewachsenen Bodens in Schürfgruben und 

Baugruben 

- Prüfung der Verdichtung von Schüttlagen 

Glatter Stahlstab mit kreisförmigem Querschnitt (∅ 12 mm = 1,13 cm²) und kreisförmiger Druckfläche. 

76

Beispiel 1 

Eindringtiefe e [cm] 

10.00 

8.00 

6.00 

4.00 

2.00 

0.00 

Mittelwert 

Maximum, Minimum 

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 

Anzahl der Übergänge 



Mittlere Eindringtiefe e [cm] 

10.00 

9.00 

8.00 

7.00 

6.00 

5.00 

4.00 

3.00 

2.00 

1.00 

0.00 

VL SS 2007 



96.00 98.00 100.00 102.00 

Relative Dichte Dpr [%] 

77

Beispiel 2 

Gerundeter,stark sandiger Kies (B904) Kantiger, sandiger Kies (B905) 



VL SS 2007 



78

Verfestigung des Bodens (Verkittung) 

Bindemittel (Kalk, Kieselsäure o.a.) 

Manuelle Abschätzung: 



VL SS 2007 



Als quantitatives Verfestigungsmaß kann die einaxiale Druckfestigkeit σ c herangezogen werden. 

79

Klassifizierung von Böden

Verwandeln Sie Ihre PDFs in ePaper und steigern Sie Ihre Umsätze!

Template löschen?

Als Template speichern ?