Besondere Herausforderungen
Das Projekt zur Erweiterung des Regenüberlaufbeckens (RÜB) Kniebreche in Stockach ist durch eine Kombination anspruchsvoller geotechnischer, hydrologischer, statischer sowie organisatorischer Randbedingungen gekennzeichnet:
- Arbeiten unter dauerhaft hohem Grundwasserstand innerhalb hochdurchlässiger Würmkiese mit lokal gespanntem Grundwasser und geringer hydraulischer Barrierewirkung der unterlagernden Süßwassermolasse.
- Aufrechterhaltung des Anlagenbetriebs des bestehenden RÜB während der gesamten Bauzeit, wodurch klassische Baugrubenlösungen mit offener Wasserhaltung oder rückverankerten Verbauwänden ausscheiden.
- Mehrfunktionale Nutzung von RSS®-Flüssigboden als temporäres und dauerhaft wirksames Bauwerkselement (Verbau, Abdichtung, Auftriebssicherung).
- Hohe statische Anforderungen infolge äußerer Auflasten, Bauzustände und möglicher Baugrundveränderungen bei gleichzeitig begrenzten Verformungstoleranzen.
- Schnittstellen zu Bestandsleitungen (u. a. DN-400-Leitung) mit erhöhtem Risiko für Undichtigkeiten und Setzungen.
- Genehmigungs- und umweltrechtliche Rahmenbedingungen, insbesondere im Kontext der Ersatzbaustoff-Verordnung (EBV) und der Vermeidung von Abfall aus Bodenaushub.
Aus Projektsicht war damit frühzeitig klar, dass eine konventionelle Bauweise mit hohem terminlichem, wirtschaftlichem und betrieblichem Risiko verbunden wäre.
Die Lösung
Planung und Berechnung
- FEM-gestützte Verformungs- und Stabilitätsanalysen zur Abbildung aller relevanten Bauzustände (Aushub, Zwischenzustände, Endzustand).
- Berücksichtigung projektspezifischer Materialkennwerte des RSS®-Flüssigbodens (E-Modul, Scherfestigkeit, Adhäsion) unter konservativen Annahmen für Frühzustände.
- Nachweisführung nach GEO-3, inklusive Worst-Case-Szenarien (Baggerlasten, temporäre Auflasten, hydraulische Gradienten).
Die Berechnungen zeigten, dass ohne RSS®-Flüssigboden bereits bei geringen Aushubtiefen Grundbruchmechanismen ausgelöst würden, während das gewählte System sämtliche Lastfälle sicher aufnehmen kann.
Technologieeinsatz
- Einsatz von PLAXIS 3D zur realitätsnahen Modellierung komplexer Schichtfolgen und Lastpfade.
- Anpassung der RSS®-Rezeptur zur gezielten Steuerung von Plastizität, Dichtigkeit und Adhäsion an Betonbauteile.
- Nutzung des Flüssigbodens als suspensionsartiges Stützmedium während des Aushubs mit späterer Festigkeitsentwicklung.
Sanierungsstrategien
- Trennung zwischen materialbedingten Eigenschaften und technologisch bedingten Abweichungen.
- Entwicklung gezielter, lokal begrenzter Sanierungsmethoden (u. a. druckkontrollierte Flüssigbodeninjektionen).
- Vermeidung großflächiger Rückbaumaßnahmen und Sicherstellung der Bauwerksintegrität.
Fachplanerische Lösungen
- Numerische Modellierung: FEM-Simulationen zur Prognose von Verformungen, Spannungen und hydraulischen Wechselwirkungen über alle Bauzustände.
- Rezepturentwicklung: Projektbezogene Einstellung der Flüssigbodeneigenschaften zur Erfüllung statischer, hydraulischer und baupraktischer Anforderungen.
- Standsicherheitsnachweise: Differenzierte Betrachtung temporärer und permanenter Lastfälle unter konservativen Annahmen zur Erhöhung der Ausführungssicherheit.
FiFB-Lösungen
- Flüssigbodenoptimierung: Einsatz erweiterter RSS®-Rezepturen zur Erhöhung der inneren Stabilität und zur Verbesserung der Verbundwirkung zwischen Beton und Flüssigboden.
- Sanierungskonzepte: Systematische Abdichtung identifizierter Leckagen durch hintergreifende Flüssigbodenmaßnahmen ohne Eingriff in das Gesamtsystem.
- Qualitätssicherung: Fachtechnische Begleitung der Bauausführung, Dokumentation der Einbauparameter und Bewertung der Ausführung im Hinblick auf Dauerhaftigkeit.
FB-Anwendungsbereiche
- RSS®-Wand und Bodenplatte: Einsatz als kombiniertes Verbau-, Abdichtungs- und Auftriebssicherungssystem bei hoher Grundwassereinwirkung.
- Wasserdichte Gräben und Leitungsbereiche: Flüssigboden als hydraulische Barriere, u. a. bei der Umverlegung der DN-400-Leitung.
- Sekundäre Effekte: Reduzierung von Setzungen, Minimierung von Nachverdichtungsaufwand und Erhöhung der Betriebssicherheit angrenzender Infrastrukturen.
Zusammenfassende Bewertung
- Projektleiter-Sicht: hohe Termin- und Ausführungssicherheit, reduzierte Schnittstellen, beherrschbare Risiken.
- Betreiber-Sicht: dauerhafte Dichtigkeit, geringe Folgekosten, hohe Robustheit gegenüber Extremereignissen.
- Kalkulator-Sicht: Einsparungen bei Verbau, Wasserhaltung, Entsorgung und Bauzeit sowie stabile Lebenszykluskosten.
Besondere Herausforderungen
Im Rahmen der Sanierung des Pumpwerks am östlichen Ende der Breslauer Straße in Germering war die Herstellung einer wasserdichten und standsicheren Baugrube für den Einbau mehrerer Schächte unter extrem anspruchsvollen geotechnischen und hydrogeologischen Randbedingungen erforderlich.
Die maßgeblichen Herausforderungen umfassten insbesondere:
- Hoher Grundwasserstand bereits ab ca. 1,4 m unter GOK („worst case“), dauerhaft anstehend bis in die Baugrubensohle
- Aushubtiefen bis ca. 6,0–8,0 m unter GOK mit entsprechendem Risiko von Grundbruch und hydraulischer Instabilität
- Ausschluss konventioneller Wasserhaltungsmaßnahmen aufgrund dichter innerstädtischer Bebauung (Gefahr von Setzungen, Suffosion und Schäden an Nachbargebäuden)
- Beengte Platzverhältnisse und zahlreiche kreuzende bzw. querende Bestandsleitungen
- Erfordernis einer wasserdichten Baugrube ohne Spundwandverbau, ohne Rückverankerungen und ohne massive Betonbauweisen
- Einhaltung hoher Anforderungen an Umwelt-, Boden- und Grundwasserschutz (BBodSchG, KrWG, wasserrechtliche Vorgaben)
- Stark durchlässige örtliche Böden mit Kies
- Notwendigkeit, eine Bestandsleitung in das wasserdichte Bauwerk einzubinden
- Wirtschaftliche Randbedingung: Ausschluss klassischer Lösungen mit verlorenen Spundwänden, Stahl und hohem Betonanteil
Die Lösung
Zur Lösung der komplexen Randbedingungen wurde eine RSS®-Flüssigbodenbaugrube in Form einer Kombination aus RSS®-Wand und RSS®-Platte entwickelt und umgesetzt. Das RSS®-Bauwerk übernimmt dabei gleichzeitig die Funktionen Verbau, Abdichtung, Standsicherung und Baugrubensohle.
Kernpunkte der Lösung:
- Herstellung einer umlaufenden, wasserdichten RSS®-Wand mit Wanddicken bis ca. 1,5 m und Höhen bis ca. 6,5 m
- Ausbildung einer RSS®-Platte als dichte und tragfähige Sohle, vollständig substituierend zu Betonsohlen
- Einbindung von HEB-Trägern (z. B. HEB 300) als temporäre, rückbaubare Tragglieder zur Sicherstellung der Bauzustandsstabilität
- Verzicht auf Grundwasserabsenkung: keine Wasserhaltung, kein Absenktrichter, keine Beeinflussung angrenzender Bebauung
- Herstellung des RSS®-Bauwerks aus dem anstehenden Bodenmaterial, Substitution von Bodenaustausch und Deponierung
- Aushub innerhalb des RSS®-Flüssigbodenblocks („Baugrube im Bauwerk“) unter kontrollierten Bauzuständen
- Rückbau der temporären Stahlträger nach Abschluss – ressourceneffiziente, reversible Bauweise
- Inkl. Einbindung bestehender und zu erhaltender Leitungen in die wasserdichte Baugrube
Die RSS®-Wand ersetzt damit vollständig konventionelle Lösungen wie Spundwandverbau, Bohrpfahlwände, Schlitzwände und massive Betonbaugruben.
Fachplanerische Lösungen
Die fachplanerische Bearbeitung umfasste sämtliche erd-, wasser- und tragwerksmechanischen Nachweise auf Basis numerischer Berechnungen:
- FEM-basierte Gebrauchstauglichkeits- und Tragfähigkeitsnachweise (PLAXIS 3D) für alle Bauzustände
- Grundbruchnachweis für Baugrubensohle bis 6,0 m Tiefe
- Nachweis der Standsicherheit der RSS®-Wände während des inneren Aushubs
- Abbildung der Bauzustandsphasen (Aushub, Zwischenzustände, Endzustand) zur Vermeidung bauzeitlicher Risiken
- Verwendung des Hardening-Soil-Modells zur realitätsnahen Abbildung spannungsabhängiger Bodensteifigkeit
- Berücksichtigung der geotechnischen Schichtung (Kiesauffüllung / Kies) und des hohen Grundwasserspiegels
- Hydrogeologische Modellierung, die belegt, dass eine konventionelle Wasserhaltung erhebliche Absenktrichter (bis ca. 4 m) mit Gefährdung angrenzender Gebäude verursacht hätte
- Fachliche Ableitung, dass das RSS®-Flüssigbodenbauwerk diese Risiken vollständig eliminiert
- Enge Abstimmung mit Bauherr, Genehmigungsbehörden und Umweltstellen
FiFB-Lösungen (Flüssigboden-Fachplanung)
Im Rahmen der FiFB-Leistungen wurden projektspezifische Flüssigbodenlösungen entwickelt und abgesichert:
- Rezepturentwicklung des RSS®-Flüssigbodens auf Basis des örtlichen Kiesmaterials
- Zielgerichtete Einstellung der mechanischen Parameter (E-Modul, Scherfestigkeit, Durchlässigkeit)
- Sicherstellung einer schwindungsfreien, setzungsarmen und dauerhaft stabilen Struktur
- Nutzung des Flüssigbodens als tragendes, abdichtendes und lastverteilendes Bauteil
- Berücksichtigung der Wechselwirkungen zwischen RSS®-Wand, RSS®-Platte, Baugrund und Stahlträgern
- Qualitätssicherungsprozess mit Probekörpern, Dokumentation und Freigaben
- Nachweis der Umweltverträglichkeit und Erfüllung aller boden- und abfallrechtlichen Anforderungen
Technische, wirtschaftliche und rechtliche Vorteile
Technische Vorteile
- Wasserdichte Baugrube ohne Wasserhaltung
- Hohe Standsicherheit und minimale Verformungen
- Keine Setzungsrisiken im Umfeld
- Bauzustandssichere Lösung auch bei hohen Grundwasserständen
- Reversible Konstruktion mit Rückgewinnung der Stahlträger
Wirtschaftliche und prozessuale Vorteile
- Entfall von Spundwänden, Bohrpfählen und Betonbauwerken
- Keine Kosten für Wasserhaltung, Pumpbetrieb, Energie und Entsorgung
- Deutlich reduzierte Bauzeit und Logistik
- Hohe Prozesssicherheit auch bei engen Platzverhältnissen
- Nutzung des Aushubs als Baustoff → massive Kostenreduktion
Rechtliche und ökologische Vorteile
- Erfüllung der Anforderungen des Kreislaufwirtschaftsgesetzes (Abfallvermeidung)
- Einhaltung des BBodSchG und BBodSchV durch Immobilisierung potenzieller Schadstoffe
- Kein Eingriff in den Grundwasserhaushalt
- Nachweislich geringere CO₂-Emissionen gegenüber konventionellen Bauweisen
- Hohe Genehmigungsfähigkeit durch nachvollziehbare Fach- und Nachweisführung
FB-Anwendungsbereiche
Das Projekt Germering zeigt exemplarisch die Leistungsfähigkeit des RSS®-Flüssigbodenverfahrens für:
- Wasserdichte Baugruben im hohen Grundwasser
- Pumpwerke, Schächte und Sonderbauwerke
- Innerstädtische Bauvorhaben mit engen Platzverhältnissen
- Projekte mit Ausschluss von Wasserhaltung
- Substitution konventioneller Verbausysteme
- Nachhaltige und ressourceneffiziente Infrastrukturprojekte
