Kostenloser Online-USCS-Bodenklassifikationsrechner
Das Unified Soil Classification System (USCS, DIN EN ISO 14688-1/-2) liefert ein zweibuchstabiges Symbol, das das mechanische und hydraulische Verhalten jedes Bodens zusammenfasst. Dieser Rechner kombiniert Korngrößenverteilungsdaten (Siebe 0,063 mm, 4,76 mm, 19 mm) mit den Atterberg-Grenzen (WL, IP) und löst den Entscheidungsweg bis hin zu GW, SM, CH oder einer der 15 Gruppen. Nützlich für bodenmechanische Berichte, Laborblätter und die Überprüfung von Schüttungen auf der Baustelle.
Was ist USCS und wann wird es angewendet?
Das USCS trennt Böden anhand des prozentualen Anteils, der das 0,063-mm-Sieb (N°200) passiert, in drei Familien: grobkörnige Böden (weniger als 50 % Durchgang), feinkörnige Böden (50 % oder mehr Durchgang) und stark organische Böden. Innerhalb jeder Familie wird mit Cu, Cc, WL und IP weiter differenziert. Es wird bei Gründungsuntersuchungen, der Planung von verdichteten Schüttungen, der Klassifizierung von Entnahmestellen, der Eignungsprüfung für Dämme und als Eingabe für andere Rechner wie Proctor, CBR und Tragfähigkeit verwendet. Es ist neben AASHTO die am häufigsten verwendete Klassifikation in geotechnischen Berichten.
Angewandte Formeln
Ungleichförmigkeitszahl: Cu = D60 / D10
Krümmungszahl: Cc = (D30)² / (D10 × D60)
Plastizitätszahl: IP = WL − WP
A-Linie (Casagrande): IP = 0,73 × (WL − 20)
Kriterium gut abgestuft (Kies): Cu ≥ 4 und 1 ≤ Cc ≤ 3 → GW; sonst GP.
Kriterium gut abgestuft (Sand): Cu ≥ 6 und 1 ≤ Cc ≤ 3 → SW; sonst SP.
Berechnungsbeispiel
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Durchgang Sieb 0,063 mm | 8 % |
| Durchgang Sieb 4,76 mm | 62 % |
| D10 | 0,15 mm |
| D30 | 0,85 mm |
| D60 | 2,40 mm |
| WL (Feinkornfraktion) | 24 |
| IP (Feinkornfraktion) | 6 |
Da nur 8 % das 0,063-mm-Sieb passieren, handelt es sich um einen grobkörnigen Boden. Die Hälfte oder mehr der Grobfraktion passiert das 4,76-mm-Sieb (62 %), es handelt sich also um Sand. Der Feinanteil liegt zwischen 5 und 12 %, daher ergibt sich ein Doppelsymbol. Wir berechnen Cu = 2,40 / 0,15 = 16 und Cc = 0,85² / (0,15 × 2,40) = 2,0: erfüllt Cu ≥ 6 und 1 ≤ Cc ≤ 3, gut abgestufter Sand. Mit WL = 24 und IP = 6 (oberhalb der Casagrande-A-Linie) sind die Feinanteile tonig. Die zugewiesene Gruppe entspricht gut abgestuftem Sand mit tonigen Feinanteilen.
Ergebnis: SW-SC — gut abgestufter Sand mit Ton.
Interpretation der Ergebnisse
SW-SC ist ein Boden mit guter Kornverteilung und einem mäßigen tonigen Feinanteil. Er hat eine geringe Durchlässigkeit im Vergleich zu einem reinen SW, behält aber eine gute maximale Trockendichte und Scherfestigkeit bei Verdichtung. Geeignet für Dämme und strukturelle Schüttungen. Hätte der IP 20 überschritten oder der Feinanteil mehr als 12 % betragen, würde sich die Klassifikation zu reinem SC verschieben und sein Verhalten gegenüber Feuchtigkeit ändern.
Referenznormen
- DIN EN ISO 14688-1 — Benennung, Beschreibung und Klassifizierung von Böden (Unified Soil Classification System)
- DIN EN ISO 14688-2 — Grundlagen für die Klassifizierung von Böden
- DIN 18123 — Korngrößenverteilung durch Siebung
- DIN 18122 — Zustandsgrenzen (Atterberg-Grenzen)
Häufig gestellte Fragen
Wann werden Doppelsymbole wie SW-SC oder GM-GC verwendet?
Wenn der prozentuale Anteil, der das 0,063-mm-Sieb passiert, zwischen 5 % und 12 % liegt. In diesem Bereich beeinflussen die Feinanteile zwar das Verhalten, aber die Grobfraktion dominiert noch, weshalb DIN EN ISO 14688-1/-2 die Angabe beider Symbole vorschreibt.
Was ist der Unterschied zwischen USCS und AASHTO für denselben Boden?
USCS priorisiert das ingenieurtechnische Verhalten (Durchlässigkeit, Festigkeit, Zusammendrückbarkeit), während AASHTO auf die Leistung als Straßenunterbau ausgerichtet ist. Derselbe Boden kann im USCS als SC und im AASHTO als A-2-6 eingestuft werden: Sie beschreiben unterschiedliche Aspekte, und es ist üblich, beide Systeme in einem Bericht zu verwenden.
Was passiert, wenn mein Boden über 50 % Durchgang durch das 0,063-mm-Sieb hat, aber keine messbare Plastizität aufweist?
Es handelt sich um einen nichtplastischen feinkörnigen Boden (IP < 4 oder WL nicht bestimmbar): er wird als ML eingestuft, wenn WL < 50, oder als MH, wenn WL ≥ 50. Schluffe werden nicht mit dem Casagrande-Kunststoffkennblatt klassifiziert, sondern nur mit WL und der Lage relativ zur A-Linie.
Wird USCS auf Böden mit mehr als 50 % Kies über 75 mm angewendet?
Außerhalb des Standardbereichs. DIN EN ISO 14688-1/-2 gilt für die Fraktion, die das 75-mm-Sieb passiert. Sind größere Steine oder Blöcke vorhanden, müssen diese in der Bodenbeschreibung separat angegeben und von der der Klassifikation zugrunde liegenden Korngrößenberechnung ausgeschlossen werden.