Die Sanierung des Pumpwerks am östlichen Ende der Breslauer Straße stellte hohe Anforderungen an Planung und Bauausführung. Für den Einbau eines neuen Pumpenschachtes musste eine Baugrube mit Tiefen von bis zu rund 6 - 8 m hergestellt werden. Gleichzeitig lag der Grundwasserspiegel bereits etwa 1,4 m unter Geländeoberkante und damit dauerhaft weit oberhalb der geplanten Baugrubensohle.

Die örtlichen Böden bestehen überwiegend aus stark durchlässigen Kiesmaterialien. Unter diesen Bedingungen hätte eine konventionelle Wasserhaltung eine großräumige Grundwasserabsenkung verursacht – mit erheblichen Risiken für angrenzende Bebauung, Infrastruktur und Verkehrsflächen.

Zusätzlich musste eine bestehende Steinzeugleitung in rund 6 m Tiefe unter Wasser in die Baugrube integriert werden, ohne diese sensible, alte Leitung zurückzubauen oder zu beschädigen.

Weitere erschwerende Randbedingungen waren:

Eine klassische Wasserhaltung war aufgrund der hohen Durchlässigkeit der Böden und der umliegenden Bebauung ausgeschlossen. Konventionelle Lösungen wie Spundwände, Schlitzwände oder massive Bohrpfahlwände wären technisch zwar möglich gewesen, hätten jedoch erhebliche Eingriffe in den Baugrund, zusätzliche dynamische Belastungen für angrenzende Gebäude sowie deutlich höhere Kosten verursacht.

Zur Lösung der komplexen Randbedingungen wurde eine Baugrube auf Basis des RSS-Flüssigbodenverfahrens entwickelt. Im Gegensatz zu konventionellen Bauweisen entsteht die Baugrube dabei nicht durch einen geräte- und materialtechnisch aufwändigen Verbau. Stattdessen wird ein statisch dimensioniertes Flüssigbodenbauwerk hergestellt, das als Baugrubenverbau dient. Das Bauwerk besteht aus einer umlaufenden RSS-Flüssigbodenwand sowie einer Flüssigbodenplatte, die zusammen einen dauerhaft wasserdichten Arbeitsraum bilden. Die Baugrube aus Flüssigboden bietet neben der Grundwasserabdichtung auch die nötige Standsicherheit und Auftriebssicherheit in allen Bauzuständen.

Die Wanddicken betragen dabei weniger als 1,4 m bei einer Baugrubentiefe von 6,5 m. Temporär eingesetzte HEB-Träger sichern einzelne Bauzustände und werden nach Abschluss der Bauarbeiten wieder entfernt. Damit ersetzt das Flüssigbodenbauwerk vollständig konventionelle dauerhafte Konstruktionen aus Stahl und Beton.

Der Aushub für das Flüssigbodenbauwerk erfolgt zunächst mittels Verbauboxen bis zur vorgesehenen Tiefe. Anschließend wird der Flüssigboden im Kontraktorverfahren eingebracht und übernimmt während der Bauphase die Funktion einer stützenden Suspensionsflüssigkeit, zur Vermeidung eines hydraulischen Grundbruchs.

Während der weitere Aushub erfolgt, wird der Flüssigboden kontinuierlich weiterverfüllt. Dieses Verfahren ermöglicht eine sichere Bauausführung selbst unter hohem Grundwasserdruck – vollständig ohne Grundwasserabsenkung.

Nach Rückverfestigung des Flüssigbodens erfolgt die Freigabe der RSS-Wand über In-situ-Tests, bei denen Penetrationswiderstände mit den zuvor in der Rezeptur definierten Scherparametern korreliert werden. Anschließend wird die Baugrube freigelegt und die eingebundenen Bestandsleitungen werden sichtbar und zugänglich.

Die eigentlichen Bauarbeiten können nun innerhalb der wasserdichten Baugrube stattfinden. Eine zusätzliche Bettung des Schachtes ist nicht erforderlich, da der Flüssigboden selbst die erforderlichen statischen und hydraulischen Anforderungen bereitstellt.

Nach Einbau des Pumpwerks werden die Arbeitsräume wieder mit Flüssigboden verfüllt. Aufgrund der schwindungsfreien Eigenschaften des Materials bleibt dessen Dichtheit langfristig erhalten und das Bauwerk ist dauerhaft auftriebssicher eingebunden und geschützt.

Ein wesentlicher Unterschied zur klassischen Verfüllung besteht darin, dass der Flüssigboden gezielt als tragendes Bauteil ausgelegt wird. Da Flüssigboden gleichzeitig geotechnisches Material und konstruktives Tragwerk ist, werden sämtliche Bauzustände numerisch untersucht. Für das Projekt in Germering wurden umfangreiche FEM-Berechnungen durchgeführt, unter anderem für:

Die Berechnungen zeigen, dass sich mit der Flüssigbodenbauweise stabile Bauzustände und minimale Verformungen realisieren lassen.

Die Materialparameter des Flüssigbodens werden projektspezifisch eingestellt und basieren dabei auch auf den Berechnungsergebnissen der Modellierung, hier bspw.:

Die Rezeptur wird auf dem vor Ort anstehenden Bodenmaterial (Kiese) angepasst, der über Brech-, Separations- und Mischprozesse zu einem geeigneten Ausgangsstoff für die Flüssigbodenherstellung aufbereitet wird. Der Baugrund wird damit selbst zum Baustoff des Bauwerks.

Neben den technischen Vorteilen ergeben sich auch deutliche wirtschaftliche Effekte. Durch den Einsatz des Flüssigbodenverfahrens konnten kostenintensive Maßnahmen wie Spundwände, Bohrpfahlwände und Grundwasserhaltung vollständig entfallen.

Ein weiterer Vorteil liegt im ressourceneffizienten Umgang mit Boden. Während bei konventionellen Bauweisen große Mengen Aushub entsorgt werden müssen, wird beim Flüssigbodenverfahren der vorhandene Boden direkt wiederverwendet.

Dadurch reduziert sich nicht nur der Transportaufwand, sondern auch der CO₂-Ausstoß erheblich. Eine projektbezogene CO₂-Vorabkalkulation zeigt, dass durch den Einsatz des RSS-Flüssigbodenverfahrens die CO₂-Emissionen von rund 96 t auf etwa 38 t reduziert werden konnten. Dies entspricht einer Einsparung von rund 58 t CO₂ bzw. etwa 60,6 % gegenüber einer konventionellen Bauweise.

Die zugrunde liegende Berechnunsmethode ist TÜV-zertifiziert. Die Ergebnisse können somit von Netzbetreibern und anderen öffentlichen Trägern unmittelbar in ihre jährlichen Nachhaltigkeits- und ESG-Berichte übernommen werden. Damit wird Dekarbonisierung im Tiefbau erstmals auch messbar und auditierbar.

Das Projekt in Germering zeigt exemplarisch, welches Potenzial in der Flüssigbodenbauweise für den innerstädtischen Kanalbau liegt. Insbesondere bei Bauwerken im Grundwasser bietet das Verfahren erhebliche bautechnische und wirtschaftliche Vorteile gegenüber klassischen Bauweisen. Gleichzeitig ermöglicht die Technologie eine ressourcenschonende Nutzung des vorhandenen Bodens und reduziert Eingriffe in den Grundwasserhaushalt.

Mit zunehmendem Druck zur CO₂-Reduktion und zur Umsetzung der Kreislaufwirtschaft könnte die Flüssigbodenbauweise künftig eine zentrale Rolle im Tief- und Kanalbau einnehmen. Die Kombination aus neuartigen Technologien, geotechnischer Fachplanung und qualitätsgesicherter Rezepturentwicklung eröffnen dabei neue Möglichkeiten für nachhaltige Infrastrukturprojekte.

Flüssigboden ist dabei mehr als ein Baustoff mit Gütezeichen. Er steht für einen anderen bautechnologischen Ansatz im Tiefbau. Wer Flüssigboden erfolgreich einsetzen will, muss Bauprozesse neu denken: andere Grabendimensionen, angepasste Bauabläufe, neue Taktzeiten, andere Kolonnengrößen und Technologien – wie das Beispiel der wasserdichten Baugrube in Germering zeigt. Flüssigboden verändert damit nicht nur das Material im Graben, sondern die gesamte Wertschöpfungskette der Bauausführung.

Das dafür notwendige Know-how ist heute für alle relevanten Akteure verfügbar. In der Flüssigbodenakademie wird dieses Wissen digital und in Präsenz vermittelt – von Planung, Kalkulation und Ausschreibung bis zur praktischen Umsetzung auf der Baustelle. Bauherren, Planer und Bauunternehmen erhalten damit Zugang zu einer Technologie, die Infrastrukturprojekte sicherer, wirtschaftlicher und nachhaltiger macht.

Autoren:
Wolf-Hagen Stolzenburg, Flüssigboden Engineering GmbH
Kilian Gödde, Flüssigboden Engineering GmbH

Nils Gießwein, Forschungsinstitut für Flüssigboden (FiFB) Lesen Sie auch: Flüssigboden-Baugruben: Wasserdichte Option für grabenlose Verfahren