So weit das Auge reicht: Kräne, Schlamm, Gruben, Beton, Stahl und Bauhütten. Im Zentrum Berlins kämpfen Heerscharen von Arbeitern gegen das Grundwasser und die Zeit. Mit Hochtechnologie und brachialer Gewalt wühlen sie sich tief in den sandigen Untergrund und halten das drückende Wasser in Schach. Bis zur Jahrtausendwende stampfen die Konzerne Daimler, Sony und MBB am Potsdamer Platz einen ganzen Stadtteil aus dem Boden, und im Spreebogen, wenige Gehminuten nördlich, entsteht das neue Regierungsviertel samt Kanzleramt. Zu den Neubauten gehören auch ein 3,4 Kilometer langer Eisenbahntunnel mit zwei unterirdischen Bahnhöfen, eine U-Bahn-Röhre und ein 2,5 Kilometer langer vierspuriger Straßentunnel. Rund zehn Milliarden Mark fließen in das neue Zentrum.
Den weitaus größten Teil des Geldes verschlingen die Tiefbauten: Baugruben, Fundamente und Tunnel. Denn der Untergrund hat seine Tükken, von den ersten Zentimetern an. Die Arbeiter müssen sich zunächst durch mehrere Meter Kulturschutt wühlen – und erhalten dabei unversehens ein Lektion in Berliner Stadtgeschichte. Da kommen feine Porzellan-Tassen und derbe Bierkrüge ans Licht, aber auch zerschmolzenes Fensterglas, Umweltgifte und jede Menge Munition, bis hin zur halben Stalinorgel.
Der Potsdamer Platz war vor dem Krieg mit seinen prunkvollen Hotelburgen der Mittelpunkt Berlins und der verkehrsreichste Knoten Europas. Bomben und Granaten ließen davon nur Ruinen übrig, gespickt mit Blindgängern. Später wurde die Trümmerlandschaft eingeebnet, und mit dem Bau der Mauer – unmittelbar daneben – fiel das ganze Gelände brach. Die Männer vom Kampfmittelräumdienst sind nun stets die ersten am Bauplatz. Unter all dem Schutt finden sie allerdings nicht jeden Sprengsatz. Egon Stratmann, Baustellen-Chef der Daimler-Tochter Debis, denkt noch mit Schrecken an eine “28-Zentimeter-Granate, rund einen Meter lang”, die fast im “Brecher” gelandet wäre, einem Hammerwerk, das die groben Steine zerschlägt. “Das hätte der Brecher nicht überstanden – und unsere Büros auch nicht.”
Im Spreebogen, dem künftigen Domizil des Kanzlers, hat die hauptstädtische Historie noch ganz andere Überraschungen parat. Hitler und sein Hofarchitekt Albert Speer wollten hier die “Halle des Volkes” errichten, ein großspuriges Kollossalbauwerk, gegen das der Reichstag wie eine Puppenstube gewirkt hätte. Obendrein waren U- und S-Bahn-Röhren geplant, und die Spree sollte durch zwei Tunnel umgeleitet werden. Bei Vorarbeiten während des Kriegs waren schon einige Bauteile im Untergrund versenkt worden. Wo diese Relikte stecken, verraten heute weder alte Baupläne noch Fotos der alliierten Luftaufklärung.
Geophysiker der Bochumer DMT-Gesellschaft haben deshalb das Gelände mit Spezialgeräten, wie sie sonst nur bei der Rohstoff-Prospektion verwendet werden, abgesucht. Im Meter-Raster horchten sie den Untergrund ab, vermaßen sein Magnetfeld, zeichneten seinen elektrischen Widerstand auf und erspürten die Vibrationen nach einer aufgezwungenen Erschütterung. Sogar mit Radarstrahlen drangen sie in die Tiefe. So erhielten sie schließlich – ganz ohne Bohrungen – ein räumliches Bild der oberen dreißig Meter. “Wir hätten uns nicht träumen lassen”, sagt DMT-Abteilungsleiter Klaus Effenberger, “daß die Verfahren in den Berliner Böden mit ihrem hohen Grundwasserstand so gut funktionieren.” Die Spezialisten orteten zum Beipiel ein Probefundament der “Halle des Volkes”, diverse Betonwände und ein komplettes Tunnelstück.
Die harten Brocken werden nun mit großen Bohrkronen zertrümmert, so daß sie bei den späteren Tiefbauarbeiten nicht mehr stören. Der explosive Müll steckt in diesem Areal allerdings zu tief im Boden, um ihn restlos bergen zu können. Soldaten hatten während der letzten Kriegstage die “abgesoffenen” Baugruben benutzt, um ihre Waffen loszuwerden. Horstpeter Metzing von der Berliner Senatsverwaltung für Bau- und Wohnungswesen macht sich vor allem um die Erdanker Gedanken, die bald tief in den Boden getrieben werden sollen, um die Baugrubenwände zu halten: “Da weiß man nie so genau, ob man einen Blindgänger erwischt.”
Wo kein Kulturschutt die Bautrupps behindert, legt ihnen die Natur Steine in den Weg. Während der Eiszeit haben sich immer wieder kilometerhohe Gletscher wie große Hobel über das flache Land geschoben und meterdicke Gesteinsbrocken mitgeschleift. Diese Findlinge stecken heute tief im Sand, den ein breiter Urstrom abgelagert hat. An ihnen beißt sich mancher Bagger die Zähne aus. Auf der Debis-Baustelle blieb ein Greifer im Wert von mehr als 200000 Mark in der Tiefe stecken, Nachbar Sony erging es nicht besser.
Das sind freilich Peanuts im Vergleich zu den Summen, die der Kampf gegen das Grundwasser kostet. Das Wasser steht nur drei Meter unter der Oberfläche, die Baugruben reichen aber teilweise 24 Meter in den Untergrund. Früher hätte man einfach das Erdreich ausgehoben und das einfließende Wasser auf Teufel komm raus abgepumpt. Noch in einer Entfernung von mehreren Kilometern wären Bäume verdorrt und Häuser eingerissen oder sogar zusammengestürzt.
Der Senat schob dem von vornherein einen Riegel vor. Vor allem aus Sorge um die Vegetation im Stadtpark Tiergarten forderten die städtischen Umweltschützer, daß der Grundwasserspiegel höchstens um einen Meter schwanken darf. Und sie machten eine weitere Auflage: Aus Sohle und Wänden einer Baugrube dürfen höchstens 1,5 Liter Wasser pro Sekunde und pro 1000 Quadratmeter benetzter Fläche sickern.
Die Ingenieure mußten also nahezu wasserdichte Baugruben herstellen – ein teures und brisantes Vorhaben. Noch nie und nirgendwo auf der Welt waren so gewaltige Tröge so tief in einen Grundwassersee gesetzt worden. Eine einzige Baugrube kostet denn auch bis zu 200 Millionen Mark. Die technische Herausforderung hat Berlin zum Tummelplatz für Tiefbauer aus aller Herren Länder werden lassen. Hier können sie studieren, wie sich verschiedene Verfahren innerhalb kurzer Zeit entwickeln und verändern. Bei der Vielzahl der Baugruben dient ein Loch jeweils als Generalprobe für das nächste. Probleme und Fehler, die an einer Stelle auftauchen, werden nebenan bereits abgestellt.
Der rasanten Techno-Evolution fiel ein ganzes Verfahren zum Opfer: Die sogenannte Weichgel-Sohle – zunächst favorisiert – darf zwar für laufende Projekte am Potsdamer Platz noch eingesetzt werden, neue Genehmigungen erteilt die Berliner Behörde seit dem letzten Sommer aber nicht mehr.
Dabei wirkt die Methode auf den ersten Blick recht pfiffig – und obendrein relativ preiswert. Die gesamte wasserdichte Wanne wird dabei von der Oberfläche aus hergestellt, noch bevor die schweren Maschinen mit dem Aushub beginnen. Die Wände – sogenannte Schlitzwände – lassen sich mit Standardverfahren fertigen, indem man tiefe Gräben aushebt und mit stahlbewehrtem Beton verfüllt. Der Clou ist die Sohle: Injektionslanzen schießen im Meter-Raster eine flüssige Mixtur aus Wasserglas und Natriumaluminat tief in den Untergrund.
Das Gemisch dringt dort in die Bodenporen und härtet zu einem Weichgel aus. So entsteht ein knapp meterdicker wasserdichter Horizont. Die Sperrschicht muß sehr tief im Untergrund liegen, so tief, daß – nach dem Aushub der Baugrube – noch genug Erdreich als Ballast verbleibt, um dem Wasserdruck standzuhalten. Eine zu hochliegende Gel-Schicht würde vom Grundwasserdruck sofort gesprengt.
Um in einer Tiefe von 30 Metern die Injektionen stets punktgenau zu plazieren, ist Maßarbeit nötig. Ein Fehlschuß hat fatale Folgen, denn in der Tiefe läßt sich ein Leck kaum orten. Ist die Weichgel-Sohle erst einmal undicht, helfen nur aufwendige Sanierungen. So mußten Ingenieure in einer Baugrube eine komplette zweite Sohle injizieren – und als auch die undicht war, machten sie das, was die Umweltschützer gerade vermeiden wollten: Sie pumpten das einfließende Grundwasser ab, und senkten damit den Grundwasserspiegel weiträumig.
Solche kostspieligen Pannen waren es allerdings nicht, die zum Verbot geführt haben. Vielmehr schlugen die Behörden vor zwei Jahren aus Sorge um das Grundwasser Alarm. In der Umgebung der Weichgel-Sohlen hatte sich das Wasser verändert: Der Gehalt an Substanzen wie Natrium, Silizium, Aluminium und gelöstem organischen Kohlenstoff war erheblich gestiegen, auch der pH-Wert war in die Höhe gegangen.
Inzwischen kennt die städtische Wasserbehörde die Ursache: Das Gel selbst ist zwar unschädlich, aber bei seinem Abbinden werden große Mengen Natronlauge frei. Unter jeder Baugrube sickern Hunderte Tonnen Lauge ins Erdreich und reagieren mit dem Boden, wobei zuvor gebundene Huminstoffe löslich werden.
Für die tiefsten Baugruben hatten sich die Ingenieure von vornherein für ein anderes Verfahren entschieden: eine Sohle aus Unterwasserbeton – ebenso aufwendig wie spektakulär. Nach dem Betonieren der Schlitzwände wird hier zunächst die komplette Grube ausgehoben. Dazu sind Schwimmbagger nötig, denn einströmendes Grundwasser verwandelt die Baustelle rasch in einen See. Auf dem Debis-Gelände galt wegen der riesigen Wasserfläche zeitweise Seerecht, als dümpelten Fischkutter um den Potsdamer Platz. Bis zu 80 Taucher waren im Einsatz und werkelten rund um die Uhr in der trüben Brühe – “überwiegend nach Tastsinn”, wie Debis-Bauleiter Stratmann sagt. Sie mußten sich vor allem darum kümmern, daß der flüssige Beton zum richtigen Ort strömte. Denn die Sohle, die das Loch schließlich nach unten abdichtet, wird bei diesem Verfahren unter Wasser aus Beton gegossen. Sobald sie ausgehärtet und dicht ist, leeren (“lenzen”) kräftige Pumpen den See – und fertig ist die Grube.
Debis entschied sich für eine revolutionäre Rezeptur des Unterwasserbetons und setzte statt des üblichen unbewehrten Betons eine Stahlfaser-Armierung ein. Dem Gesteinsbrei wurden auf der Fahrt zur Baustelle pro Kubikmeter 40 Kilogramm Stahlfasern zugesetzt. Die Fasern sind jeweils 5 Zentimter lang und 0,6 Millimeter dick und gleichen aufgebogenen Bü-roklammern. Sie sollen dem Beton Elastizität geben und so verhindern, daß der gewaltige Wasserdruck von bis zu 200 Tonnen pro Quadratmeter die Sohle zerbricht. Im Tunnelbau gehört faserbewehrter Beton längst zur Routine, aber unter Wasser hat sich zuvor niemand daran gewagt.
Die Behörden forderten vor der Premiere denn auch aufwendige Tests. Modellversuche des Instituts für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz der TU Braunschweig unter der Leitung von Prof. Horst Falkner ergaben, daß faserverstärkter Beton gegenüber unbewehrtem Beton die doppelte Last verkraftet. Debis machte sich diesen Vorteil zunutze, speckte die Sohle um 30 Zentimeter auf eine Dicke von 1,20 Meter ab und vergrößerte das Raster der Stahlpfähle von 3 Meter auf 3,2 Meter. Diese Pfähle, an denen jeweils bis zu 1500 Tonnen zerren, krallen sich teilweise 26 Meter tief in den Untergrund und verhindern so, daß die enormen Wasserkräfte die ganze Grundplatte hochdrücken.
Die faserbewehrte Sohle hat sich inzwischen bewährt. Sie hat sogar einen Betonierfehler verkraftet, von dem hinter vorgehaltener Hand die Rede ist. Auf einer Fläche von zehn Quadratmetern soll die Betonplatte nur 40 Zentimeter dick ausgefallen sein, ein Drittel des Sollwertes – und dennoch kam es nicht zum Bruch. Weniger glimpflich ging dagegen ein Fehler an der Wand einer Debis-Großgrube aus. Ein schadhafter Anschluß zweier Wandsegmente verursachte einen Millionenschaden. Folgendes war geschehen:
Am 12. Oktober wurde gerade eine fertige Grube gelenzt – ein kritischer Moment, denn mit fallendem Wasserspiegel steigt der Druck des Grundwassers auf Wände und Sohle. Nachts um zwei Uhr, die Arbeit war fast erledigt, plätscherte plötzlich ein Rinnsal aus einem Leck. Den Arbeitern gelang es nicht, die Wand von innen mit eingespritztem Schaum und angedübelten Stahlblechen abzudichten. Der Riß vergrößerte sich, bald klaffte ein fünf Meter langer Spalt. In jeder Sekunde strömten 700 Liter Wasser in die Grube, der Grundwasserspiegel sank um fünf Meter. Das Wasser riß Erdreich mit sich, hinterspülte schließlich die Wand, und die Baustraße brach ein. Schlimmer noch: Die Grubenwand drohte einzustürzen. Das hochbeanspruchte Bauteil, mit kräftigen Zugbändern im Erdreich verankert, ist auf eine gleichförmige Lastverteilung angewiesen. Wenn sich, wie in diesem Fall, durch Ausspülungen die Kräfte umlagern und lokal konzentrieren, hilft nur noch rasches Handeln.
Um den Kollaps zu verhindern, stoppte die Bauleitung den Lenzvorgang und pumpte die Grube wieder voll. Was Pumpen und Schläuche hergaben, strömte das Naß aus dem 500 Meter entfernten Landwehrkanal. Bei einer Baugruben-Grundfläche von rund 20000 Quadratmetern – das entspricht der Größe von zwei Fußball-Feldern – mußten die Verantwortlichen allerdings drei Tage zittern, bis die Riesenwanne wieder gefüllt war. Mit einer Zement-Injektion ins Erdreich hinter der desolaten Wand gelang es schließlich, das Leck zu stopfen. Der Terminplan geriet freilich gründlich durcheinander – mit erheblichen Auswirkungen auf das Budget.
Die zuständige Behörde war über die Havarie stets genau informiert. Hier bewährte sich ein bislang einmaliges System: Ein Netz von etwa hundert Pegeln rund um den Potsdamer Platz, die stündlich abgelesen werden, liefert stets ein exaktes Bild der Grundwasserströme. Aus den Daten zaubert eine Spezial-Software im Nu Grafiken vom Grundwasser-Niveau, von Strömungen und deren Veränderungen. Kaum ein Eingriff in den unterirdischen Wasserhaushalt bleibt den Spähern verborgen. “Ich kann auf die Minute sagen, wann ein Elektriker einen Stromausfall verursacht hat”, meint Hans-Ulrich Preißer von der zuständigen Hamburger Ingenieurgesellschaft IMS.
Das Meßprogramm, das seit Sommer 1994 läuft, zeigt nicht nur, daß die Baugruben wesentlich dichter sind als gefordert, sondern macht auch die großräumigen Berliner Grundwasserströme transparent. Erstaunliches Ergebnis: Die Fließrichtung hat sich innerhalb weniger Jahre umgekehrt und führt nun nach Nordwesten statt nach Osten. Das Wasser folgt damit wieder dem natürlichen Gefälle. Die Ostrichtung war von gewaltigen Wasserentnahmen erzwungen worden, wie sie vor dem Mauerfall üblich waren. Nicht nur Baugruben waren mit Hilfe ganzer Pumpen-Armadas trockengelegt worden, sondern auch riesige Braunkohlegruben außerhalb Berlins. Inzwischen ist der Tagebau in der Lausitz weitgehend eingestellt – und in Berlin steigt der Grundwasserspiegel wieder. “Trotz der zahlreichen Baustellen sind viele Keller feucht”, meint Max Etter, der am Potsdamer Platz für die Baustellenlogistik zuständig ist.
In Berlin wird das Grundwasser nicht nur kontrolliert, sondern auch gezielt beeinflußt – man spricht von Grundwasser-Management. Sämtliche Bauplätze am Potsdamer Platz sind durch ein Netz kilometerlanger Rohrleitungen miteinander verbunden. Angeschlossen sind sogenannte Schluckbrunnen, durch die Wasser in den Untergrund geleitet werden kann, um Verluste auszugleichen. Bei der Debis-Havarie zum Beispiel hat Infiltration den Grundwasserspiegel rasch wieder angehoben.
Der aufwendige Umgang mit dem Grundwasser könnte auch in anderen Städten Schule machen. In Stuttgart etwa, wo der Hauptbahnhof mit Milliardenaufwand unter der Erde verschwinden soll, könnten die nahen Mineralquellen auf diese Art geschützt werden. Ob der Berliner Bauboom darüber hinaus der internationalen Tiefbautechnik Impulse geben wird, ist allerdings fraglich. “Was wir hier machen, ist revolutionär”, meint Grundwasser-Experte Böhme zwar, doch auch: “Baugruben in dieser Größe wird es wohl nicht mehr geben.”
Böhme hält die Berliner Mega-Bauweise für ein technologisches Auslaufmodell. Er rechnet vor, daß Bauherren bei einer einzigen Baugrube bis zu 100 Millionen Mark sparen könnten, wenn sie auf zwei Tiefgeschosse verzichtet hätten und eine natürlich vorhandene Mergelschicht als wasserdichte Grubensohle genutzt hätten.
Auf künftigen Großbaustellen, davon ist er überzeugt, wird man die Gebäude weniger tief gründen und – wegen der Kosten – wieder zur klassischen Wasserhaltung zurückkehren, also abpumpen. Schäden ließen sich mit einem ausgeklügelten Grundwasser-Management weitgehend verhindern. Im Berliner Zentrum geht die Parade der Mammut-Löcher freilich vorerst munter weiter. Bis ins nächste Jahrtausend werden noch zahlreiche Baugruben tief ins Grundwasser gesenkt werden. Böhme: “Die härtesten Brocken kommen erst noch.”
Klaus Jacob
