Baugrube – Unterwasserbeton

Nicht alltäglich war die Herstellung einer umspundeten Unterwasserbetonsohle mit einer Größe von ca. 45.000 m³ für das Terminal 3 am Flughafen Frankfurt am Main.

Um den Reisenden zu ermöglichen, vom Check-In bis zum Boarding auf einer Ebene bleiben zu können, war es notwendig die Baugrube für das Terminal-Gebäude so tief auszuführen, dass diese bis unter Grundwasserniveau reicht.

Spundwand- und Nassbaggerarbeiten für Aushub unter Wasser

Um die Baugrube seitlich gegen das anstehende Grundwasser abzudichten, wurden zunächst Spundwände eingebracht und die Baugruben somit abgegrenzt, umschlossen und in Parzellen unterteilt (in Summe wurden ca. 46.000 m² Spundwand eingebracht).

Nach Fertigstellung der jeweiligen Spundwandkästen folgte der Nassaushub der Baugrube, welcher zunächst als Nassbaggeraushub mittels Bagger (von Land und vom Ponton aus) und anschließend im Saugverfahren sowohl mittels Saugschwimmbagger als auch mittels Hebegerät geführter Panzertauchpumpe und Tauchern erfolgte.

Um bei dem letztgenannten Saugverfahren einen ausgeglichenen Wasserhaushalt in den Baugruben zu gewährleisten und somit Grundbrüche zu vermeiden, waren aufwendige Wasserkreisläufe notwendig, über welche das geförderte Aushub-Wasser-Gemisch zunächst in große Absetzbecken gefördert und das abgesetzte Reinwasser zurück in die jeweils bearbeitete Baugrube geleitet wurde. In Hochzeiten wurden in diesen Wasserkreisläufen über 2.000 m³ Wasser pro Stunde gefördert.

Taucherarbeiten für Einbau UWB

Um die nach Abschluss der Nassaushubarbeiten entstandene Baugrube nach unten hin gegen das drückende Grundwasser abzudichten, wurde in der insgesamt 38.000 m² Fläche umfassenden Baugrube eine Unterwasserbetonsohle hergestellt.

Im Zuge der Vorbereitungen der Unterwasserbetonagen wurde die Sohle zunächst durch Taucher feinprofiliert, um einen möglichst ebenen Untergrund für die Betonage zu erreichen. Anschließend wurden unmittelbar vor der Betonage noch die Spundwände im Bereich der späteren Kontaktfuge Spundwand/Unterwasserbeton mittels Hochdruckwasserstrahlen durch die Taucher gereinigt, um einen guten und dichten Verbund zwischen Unterwasserbeton und Spundwand zu erzielen.

Nach den vorbereitenden Arbeiten konnte die Unterwasserbetonsohle eingebracht werden.
Die Herstellung der Unterwasserbetonsohle erfolgte in Abhängigkeit von den Tiefen der jeweils zu betonierenden Baugrubendocks größtenteils im Hop-Dobber-Verfahren und vereinzelt im herkömmlichen Contractor-Verfahren.

In Summe wurden ca. 45.000 m³ Unterwasserbeton in bis zu 10 m Wassertiefe eingebaut.

Bei der größten Einzelbetonage wurden etwa 7.500 m³ Unterwasserbeton am Stück in drei Tagen und Nächten hergestellt.

Um jeden Einbauort erreichen zu können, war es aufgrund der Dimension der hier betonierten Baugrube notwendig eine Betonpumpe auf ein Ponton im Wasser zu heben und mit dieser den Beton in den Dobber einzubringen. Diese Pumpe wurde wiederum durch eine zweite Betonpumpe am Baugrubenrand mit Beton versorgt, deren Leitung direkt an die Pumpe auf dem Ponton angekoppelt war.

Bei allen Betonagen wurde der Einbaufortschritt kontinuierlich durch Taucher kontrolliert und Einbaurichtung und –tempo koordiniert.

Zur Niederhaltung der Unterwasserbeton-Sohle wurden Mikropfähle eingesetzt

Zur Sicherung der Unterwasserbetonsohle gegen Auftrieb durch das drückende Grundwasser, wurde diese mit ca. 3.500 Auftriebsankern (ca. 15.000 Bohrmeter) im Baugrund verankert.

Diese Auftriebsanker wurden nach erfolgtem Nassaushub noch vor der Herstellung der Unterwasserbetonsohle (unter anderem durch unsere GBS) vom Wasser aus (Ankerbohrgeräte auf Pontons) gebohrt und eingebracht.

Vor der Betonage der Unterwasserbetonsohle wurde jeder dieser Auftriebsanker durch Taucher mit einer Ankerplatte bestückt, welche in der Unterwasserbetonsohle zum Liegen kommt und zur Lasteintragung dient.

Bauwasserhaltung und Wasseraufbereitung

Nach erfolgter Aushärtung der Unterwasserbetonsohle konnte das in den Baugruben befindliche Wasser abgepumpt und diese „gelenzt“ (trockengelegt) werden.

Aufgrund einer vorliegenden Kontamination des Baugrunds war es erforderlich alle geförderten Wassermengen (Lenzwasser sowie nach dem Lenzen anfallende Restleckagewassermengen) über eine Wasseraufbereitungsanlage abzureinigen, bevor diese über eigens hierfür hergestellte Versickerungsanlagen wieder dem Grundwasser zugeführt werden konnten.

Während der gesamten Bauzeit wurden über diese Bauwasseraufbereitungsanlage ca. 2,3 Mio. Kubikmeter Wasser über verschiedene Filterstufen (Kiesfilter, Aktivkohlefilter, Ionentauscher) gereinigt, aufbereitet und wieder dem Grundwasser zugeführt.

Die Wasseraufbereitungsanlage und Bauwasserhaltung wurden so lange betrieben, bis die weiße Wanne des Terminal-Gebäudes fertiggestellt war.