Tunnelbau-Technik
Hebebühne für Gebäude

Beim Bau des Leipziger City-Tunnels sorgt eine Injektionstechnik dafür, dass die Gebäude über den gigantischen Schächten nicht in Mitleidenschaft gezogen werden. Mit Hilfe eines komplizierten Schachtnetzes und einer speziellen Suspension werden sie um mehrere Zentimeter angehoben.

BERLIN Das Bauprojekt ist gigantisch, und doch merken die Leipziger wenig davon: Fast vier Kilometer lange Tunnelröhren mit neun Metern Durchmesser sollen ab Ende 2010 den Leipziger Hauptbahnhof mit dem Bayrischen Bahnhof verbinden. Das geht nicht ohne Setzungen ab. Rund 60 Gebäude auf 22 000 Quadratmetern Fläche sind davon betroffen, darunter auch das Hotel Marriott.

Die Gäste der Herberge können jedoch beruhigt schlafen - sie werden weder etwas von dem Vortrieb der Röhren des City-Tunnels merken noch Setzungsrissen beim Wachsen zusehen müssen. Für die nötige Stabilität im Boden sorgt die Keller Grundbau, ein Spezialunternehmen für knifflige Bauaufgaben. Mit einem Verfahren namens Soilfrac werden über 13 Schächte fächerartig unter den Bauten gebohrt. Insgesamt entstehen so Bohrungen von 30 000 Metern Länge. In die horizontalen Minikanäle wird eine hydraulisch erhärtete Suspension eingespritzt.

Die genaue Zusammensetzung des eingespritzten Materials, zu dem auch Flugasche zählt, ist ein Betriebsgeheimnis. „Wir bilden künstliche Klüfte, so genannte Fracs, die mit dem Material, einer Mischung aus Zement und zehn weiteren Komponenten, gefüllt werden“, erklärt Thomas Paßlick, Spartenleiter Soilfrac bei Keller Grundbau. Schon bei der Untertunnelung des historischen Bahnhofs in Antwerpen kam das Verfahren zum Einsatz, und auch die Kölner nutzen die Injektionstechnik beim Bau ihrer Nord-Süd Stadtbahn.

Gebäude können mit der eingespritzten Suspension kontrolliert angehoben werden. „Uns geht darum, Schäden vorzubeugen. Mehr als einen Zentimeter darf kein Haus absacken“, sagt Paßlick. Daher wird die Bewegung ständig kontrolliert, so dass jederzeit nachjustiert werden kann. Bis zu sieben Zentimeter hat Keller bereits auf diese Weise Bauten angehoben, berichtet Paßlick. Derartige Eingriffe mit Injektionen machten Bauvorhaben erst möglich, die vor Jahren undenkbar schienen.

„Die Injektionstechnik wird immer weiter verbessert“, sagt Rolf Katzenbach, Professor am Institut für Geotechnik an der TU Darmstadt. Stets werde nach neuen Materialien und Mischungsverhältnissen gesucht. Neben zementbasierten Stoffen würden chemische auf Kunstharzbasis in den Boden eingepresst, „Es gibt Zwei-Komponenten-Systeme, die erst im Moment der Injektion zusammengebracht werden und sich verfestigen. Rezepturen werden genau auf die Bodenverhältnisse und die Lasten, die sie stützen müssen, abgestimmt“, sagt der Experte.

Weil Verkehrswege zusehends unter die Erde verlegt werden, greifen Ingenieure immer öfter zur Spritze. „Verbesserungen der Infrastruktur in dicht bebauten Gebieten stellen große Herausforderungen dar, weil bestehende Gebäude nicht gefährdet werden dürfen“, sagt Helmut Schweiger vom Institut für Bodenmechanik und Grundbau der TU Graz. Damit schlägt die Stunde der Geotechniker, die quasi minimalinvasiv unterirdische Großbaustellen ermöglichen - alternativ zu großen Baugruben.

Soilfrac steht nicht konkurrenzlos da, berichtet Schweiger: Eine weitere bautechnische Innovation sei das Düsenstrahlverfahren. „Dabei wird der Boden in einem Bohrloch mit einem Hochdruckstrahl aufgeschnitten und gleichzeitig wird eine Zementsuspension eingebracht.“ Effekt: Es entstehen stabile Säulen in der Erde, die ganze Fundamente tragen können.

Raffiniert ist auch das Vereisen, bei dem die Feuchte des Erdreichs wie bei einem Permafrostboden mit Kühlmitteln oder Kühlanlagen eingefroren und so gehärtet wird. Eine Tunnelröhre kann dann wie im Fels gebohrt werden. „Die Technik ist zwar nicht ganz neu, erfährt aber gerade ein Revival, weil sie sehr umweltschonend ist. Schließlich müssen keine Fremdstoffe in den Boden eingebracht werden“, berichtet Rolf Katzenbach. Allerdings müssen die Böden dafür ausreichend wasserhaltig sein. Eingesetzt wird das Verfahren für den Bau weiterer S-Bahn-Linien in München, deren Röhren 25 bis 30 Meter unter der Erde verlaufen sollen: „In solchen Tiefen sind Wasserdrücke und Lasten immens. Unter diesen Bedingungen leistet das Vereisen gute Dienste“, sagt Katzenbach.

Geotechniker sind mit ihrem Handwerk auch aus anderem Grund gegenwärtig sehr gefragt: Die Energiegewinnung und -speicherung im Boden durch innovative Geothermie ist stark im Kommen. „In Frankfurt gibt es kaum ein neues Bürogebäude, in dessen Fundament nicht Wärmetauscherrohre eingebracht sind, durch die sich geothermische Effekte des Bodens und Grundwasser nutzen lassen“, sagt Katzenbach.

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