SOLID 07+08/2020 : Baugrubensicherung vom Feinsten

Am Westbahnhof der österreichischen Hauptstadt entsteht bis 2021 ein siebengeschossiges Ikea Einrichtungshaus. Die Innenstadtlage der neuen Filiale ist Teil eines innovativen Konzepts, das Ikea näher an die Kunden bringen soll und sich aber auch durch besondere Nachhaltigkeit auszeichnet Der einladende Charakter der Filiale soll zukünftig durch eine begrünte Fassade und eine öffentlich zugängliche Dachterrasse hervorgehoben werden, was das Einrichtungshaus zu einem Treffpunkt für die gesamte Umgebung machen wird.

Die Bauer Spezialtiefbau Ges.m.b.H. wurde von der HT Generalunternehmer & Industriebau GmbH mit der Durchführung der Baugrubensicherungsmaßnahmen beauftragt, nachdem diese den Gesamtauftrag zur Herstellung der Baugrube erhalten hatte. Neben den Aushubarbeiten umfassten die Arbeiten auch die Herstellung einer 12 Meter langen Unterfangung mittels Düsenstrahlverfahren (DSV) sowie Grundwasserentspannungsmaßnahmen, Maßnahmen zur Hebungskontrolle und die Kampfmittelerkundung.

Der Bauplatz zeichnet sich schon immer durch seine zentrale Lage aus: So wurde dort in den Gründerzeitjahren des 19. Jahrhunderts das ehemalige „blaue Haus“ errichtet. Die Trassierung der U-Bahn-Linie 3, die den Baugrund in ca. 16 Meter Tiefe quert, führte Ende der 80er-Jahre zu weiteren aufwändigen Baumaßnahmen. Aufgrund der geringen Überdeckung der U-Bahn-Röhre unterhalb der Fundamente des „blauen Hauses“ bestand während den Vortriebsarbeiten der U-Bahn die Gefahr von Setzungen für die Fundamente des Gebäudes. Um das zu verhindern, wurde Ende der 80er-Jahre in einer Tiefe von ca. 4 bis 5 Meter unterhalb des Fundaments ein vollflächiger Horizontalinjektionsschirm mit bis zu drei Lagen und einer Stärke von ca. 1,5 Meter ausgeführt. Dieser war nunmehr als Hindernis für die aktuellen Spezialtiefbauarbeiten zu berücksichtigen und zu durchörtern.

Beim Bau der U-Bahn wurden massive Spritzbetonschächte unmittelbar außerhalb der Gebäudefronten des „blauen Hauses“ bis in 15 Meter Tiefe hergestellt. Aus diesen Spritzbetonschächten heraus wurden im Anschluss Stahlmanschettenrohre horizontal und fächerförmig mit einem Durchmesser von 2 Zoll und in bis zu drei Lagen gebohrt, aus welchen sodann mit Zementsuspension verpresst wurde. Durch dieses Vorgehen entstand eine teils sehr massiv bewehrte Bodenschicht. Diese, als auch die Spritzbetonschächte, mussten durch die erforderlichen Bohrpfahlarbeiten durchörtert und bereichsweise entfernt werden.

Die Nähe zur U-Bahn stellte zudem eine weitere Herausforderung für die Mannschaft vor Ort dar: Aufgrund der Querung der U-Bahn unterhalb der Baugrube wurde die Auflage gestellt, dass es während des Aushubs der bis zu 13 Meter tiefen Baugrube zu keinen Entlastungshebungen des Baugrunds im Bereich der U-Bahnröhren kommen durfte. Das Gewicht des entfernten Aushubmateriales hätte zu einer Entlastung des darunterliegenden Bodens geführt, da sich dieser „entspannt“. Dadurch entstehende Hebungserscheinungen hätten zu Schäden an den U-Bahn-Röhren führen können und mussten daher unbedingt vermieden werden.

Zu diesem Zweck durfte die Baugrube zwar ausgehoben werden, aber das entfernte Material durfte ein bestimmtes Maß an Gewicht nicht überschreiten und musste durch vorgezogene Baumaßnahmen, die das fehlende Gewicht ersetzten, sofort kompensiert werden.

Dies führte auch dazu, dass ein Entfernen des massiv ausgeführten und bis zu zweigeschoßigen Kellers des blauen Hauses vor Beginn der Bohrpfahlarbeiten nicht möglich war. Die vorhandenen Stahlbetonüberlager von Durchbrüchen, Betonwände und Mischmauerwerksfundamente mussten durch die Bohrmannschaften durchörtert werden.

Aufgelöste Bohrpfahlwände entlang der Grundstücksgrenzen, hergestellt mit Betonbohrpfählen mit einem Durchmesser von 880 mm, übernehmen zukünftig die Horizontallasten aus Erddruck und die Vertikallasten aus den sieben Ober- und zwei Untergeschoßen des Neubaus und leiten diese in einen Aussteifungsdeckel und den Baugrund ab. Für die innenliegenden Lasten wurden Bohrpfähle mit Tiefen bis zu 36 Meter hergestellt. Im Bereich der unterhalb querenden U-Bahnröhren wurden die Bohrpfähle bis max. 2 Meter an die Röhre heran hergestellt.

Aufgrund der Aushubbeschränkung zur Vermeidung von Entlastungshebungen war es erforderlich, das Gesamtaushubvolumen in viele kleine Aushubkammern zu unterteilen, die jede für sich wieder eine funktionierende Baugrubensicherung für die verschiedenen Bauzustände erforderte. Hierfür waren Trägerbohlwände mit durch den Aussteifungsdeckel am Kopf gehaltenen Stahlträgern und zwischenliegenden Spundwandprofilen vorgesehen. Zu diesem Zweck wurde Bauer Spezialtiefbau von HT Generalunternehmer beauftragt, Bohrungen herzustellen, in die HEB-Träger in Kies eingebaut und im Anschluss mit Spundwänden zu einer Wand verbunden werden konnten.

Unter Berücksichtigung der Vielzahl an Bohrhindernissen wie Injektionshorizont und Kelleraltbestand waren zur Einhaltung der geforderten Toleranzen für Lagegenauigkeit und Vertikalität von Pfahlwand und Bohrträger Zusatzmaßnahmen, etwa Bohrschablonen und gesonderte Trägervermessungen, erforderlich.

Der straffe Zeitplan sah vor, mit den Bohrpfahlarbeiten am Baufeld bereits zu beginnen, ehe der alte Gebäudebestand vollständig abgerissen war. Viele Arbeiten mussten deshalb parallel ausgeführt werden, sodass trotz des eigentlich großen Baufelds mit rund 3.800 m² die Arbeiten auf stark beengtem Raum ausgeführt werden mussten. Um die zeitlichen Vorgaben erfüllen zu können, wurden bis zu vier Großdrehbohrgeräte eingesetzt: eine Bauer BG 40, BG 30, und BG 28 sowie für einen kurzen Zeitraum eine BG 23.

Insgesamt entstanden in etwa elf Wochen Bauzeit ca. 5.100 lfm Ortbetonpfähle sowie ca. 5.400 lfm Bohrungen für den Trägerverbau. Durch den Einsatz leistungsfähiger Großdrehbohrgeräte und die große Erfahrung der Bohrmannschaften – die bereichsweise sogar noch unbekannte Stahlträger entfernen mussten – war es möglich, gegenüber dem sehr ambitionierten Bauzeitplan sogar noch zusätzliche Wochen für den kleingliedrigen Baugrubenaushub zu gewinnen.