Im Frühjahr 2025 hat die Terranet bw zwei wasserdichte Baugruben für eine HDD-Bohrung DN 500 bei Bad Hersfeld vollständig aus Flüssigboden errichten lassen. Im Rahmen der HDD-Bohrung wurde gleichzeitig ein Leerrohr im Zuge des Einziehvorgangs mit vorgetrieben und eingebracht.

Baugruben aus Flüssigboden auf Basis der patentierten Anwendung der RSS-Wand sind mittlerweile zwar gängige Praxis, doch der Einsatz für Durchörterungen ist technologisch noch selten ausgeführt worden. Umgesetzt wurden eine Zwischengrube für die Bohrung sowie die Zielgrube.

Die Arbeiten fanden im Zuge der Umverlegung einer Gashochdruckleitung der Terranet bw unter der Fulda statt im Rahmen des Ausbaus der Autobahn A4 durch die Autobahn GmbH. Jahrelang hatte sich ein Problem abgezeichnet, für das es in dem schwierigen Baugrund nur eine teure konventionelle Lösung gab. Geplant war ursprünglich der Bau klassischer Bohrpfahlwände mit einer Bodenplatte aus Unterwasserbeton. Aufgrund der tiefen Baugrubensohle (bis 7,80 m unter GOK), hoher Grundwasserstände (ab 1,1 m Tiefe) und der Lage innerhalb eines Überschwemmungsgebiets hat sich die Terranet bw in Absprache mit der Autobahn GmbH dann für eine alternative Lösung entschieden. Diese sah wasserdichte, bis zu 10 m tiefe Baugruben aus Flüssigboden auf Basis der Lösung der RSS-Wand vor. Eine Lösung, die mit den viele Unwägbarkeiten des Projekts flexibler umgehen kann als die klassische Variante.

Die Umplanung des Ausführungskonzepts erfolgte dabei durch die Flüssigboden Engineering GmbH und dem Forschungsinstitut für Flüssigboden, im Projekt vertreten durch Olaf und Wolf-Hagen Stolzenburg. Die Ausführung erfolgte durch die Firmen Bau GmbH Herrischried, August Fichter und Räuber Bauunternehmen.

Baugruben ohne Stahlbeton – Wie die Flüssigbodenlösung funktionierte

Herausfordernd waren die Baugrubentiefe, ein schwieriger Baugrund und der geländenahe Wasserstand, die gemeinsam einen hohen Erd- und Wasserdruck bedingten. Die zwei 1,5 m dicken und ca. 8 m freistehenden Flüssigbodenwände mussten trotz der Durchörterung standsicher bleiben. Die Gewährleistung der Standsicherheit wurde dabei durch temporäre HEB-Träger in den Flüssigbodenwänden realisiert, die bis unter die Baugrubenunterkante eingebunden waren. Dies wird bei Baugruben aus Flüssigboden als trägergestützte Bauweise bezeichnet. Diese Verbindung stellt den Kerngedanken der RSS-Wand dar.

Die Bodenplatten aus Flüssigboden waren 1,8 m stark, um den Auftriebskräften standzuhalten. Der Vorteil gegenüber der klassischen Bauweise aus Betonbohrpfählen mit Betonbodenplatte ist an dieser Stelle, dass sich der Flüssigboden aufgrund seiner bodenähnlichen Eigenschaften durch Adhäsion mit dem umliegenden Erdmaterial verbindet. Ebenso werden Bodenplatte und RSS-Wände als homogenes System hergestellt/verbunden und statisch entsprechend betrachtet. Dies erhöht trotz seiner geringeren Wichte im Vergleich zu Beton die Stabilität derart, dass Rückverankerungen in der Bodenplatte hier obsolet wurden.

Vom Verfüllbaustoff zum statischen System

Die statische Dimensionierung erfolgt grundsätzlich in enger Absprache mit dem Labor, da statische Parameter vom Flüssigboden mit dem örtlich anfallenden Boden, der zur Herstellung verwendet wird, erreicht werden müssen. Die Alleinstellung der patentierten Lösung kommt hier wieder zum Tragen, da sowohl Beton entfällt, Träger vollständig rückgewonnen werden und für die Gesamtmaßnahme der örtliche Boden verwendet werden kann.

Die Nachweisführung und statische Dimensionierung wurden im Vorfeld des Projekts von der Flüssigboden Engineering GmbH übernommen. Dazu gehörten auch sämtliche Abstimmungen mit den örtlichen Behörden, einschließlich der hydrogeologischen Modellierung. Die Rezepturerstellung sowie die umweltrechtlichen Nachweise verantwortete das Forschungsinstitut für Flüssigboden.

Die Bauweise ist nicht nur technisch überzeugend, sondern erfüllt zugleich die Anforderungen des Bodenschutzrechts (§ 7 BBodSchG) sowie der Abfallvermeidung nach Kreislaufwirtschaftsgesetz. Mit der Wiederverwendung des Aushubbodens entfällt die Anwendung der Ersatzbaustoffverordnung – ein erheblicher Vorteil in Genehmigung und Kosten. „Um solche anspruchsvollen Vorhaben umzusetzen, ist es unabdingbar, die notwendigen statischen Nachweise zu erbringen und Rezepturen zu entwickeln, die diese Anforderungen tatsächlich mit dem örtlichen Boden gewährleisten“, erklärt Olaf Stolzenburg.

Herausforderung Baugrund

Die Arbeiten begannen mit der Herstellung eines Flüssigbodenblocks in den Außendimensionen der geplanten Baugrubenwände und -sohlen. Die Träger wurden nach dem Aushub und vor der Verfüllung eingesetzt. Schnell wurde der angetroffene Baugrund zur Herausforderung. Dieser wies eine unerwartete, den Aushub erschwerende, geologische Schichtung auf, was den Baufortschritt anfangs erheblich verzögerte.

Jürgen Eckert, Geschäftsführer der Bau GmbH Herrischried, beurteilte diese Situation als seine „größte Herausforderung an diesem Bauprojekt“. „Die Besonderheit, dass die vorhandenen Bodenschichten mehrfach zwischen leicht/mittellösbar auf schwerlösbar wechselten, und dabei alles unter Wasser, stellte selbst uns als erfahrene Spezialtiefbauer, langjährige RSS-Flüssigbodenhersteller und -anwender vor größere als ursprünglich angenommene Herausforderungen“, betont er. Das bestehende bereits hochwertige Verbausystem kam hier an seine Grenzen. Infolgedessen wurde in Zusammenarbeit mit Terra infrastructure ein Verbau-System entwickelt, das auf solche geologischen Besonderheiten und extremen Tiefen maßgeschneidert ist.

Die Verfüllung der Baugrube mit Flüssigboden unter Wasser erfolgte im Kontraktorverfahren. Die RSS-Wand wurde anschließend mit der HDD-Bohrung durchörtert und danach die geplanten Arbeitsräume in den Baugruben ausgehoben.

Flexibilität bei unvorhergesehenen Ereignissen und generelle Vorteile

Die zusätzliche große Stärke der Bauweise wurde im laufenden Baubetrieb dann nochmals sehr deutlich: Flexibilität. Eine horizontale und vertikale Abweichung der geplanten Bohrlinie in die Tiefe führte zur Durchdringung der RSS-Wand aus Flüssigboden auf Höhe der Bodenplatte und mit seitlichen Abweichungen. Für eine Bodenplatte aus Beton wäre dies fatal gewesen und hätte eine zeitintensive und kostspielige bauliche Korrektur erfordert. In der Flüssigbodenbaugrube hingegen beschränkte sich die Nacharbeit auf zusätzliche Aushubarbeiten, um die Bodenplattenstärke wiederherzustellen, sowie einer bereichsweisen Neuverfüllung mit Flüssigboden.

Im Gegensatz zu konventionellen Systemen sind in Fällen wie diesen keine aufwendigen Maßnahmen wie Tauchereinsätze oder Umbauten an Betonkörpern erforderlich, Abdichtungen mit einer Suspension oder Entsorgungskosten. Selbst bei Abweichungen der Bohrungen kann der Flüssigboden einfach durchörtert werden. Die wiederholte Abdichtung ist im Bedarfsfall durch einfaches Verfüllen möglich. Im Fall der Fulda konnte das eintretende Wasser aus geringen Undichtigkeiten auch mit einer einfachen Tauchpumpe abgepumpt werden.

Abschluss und dauerhafte Bettung

Nach Abschluss des Rohrvortriebs und sämtlicher Arbeiten in den Baugruben erfolgte die endgültige Verfüllung – hier sogar mit „Flüssigboden aus Flüssigboden“. Selbst sensible Leitungen – wie etwa die Gashochdruckleitung – können sicher darin gebettet werden. Wer sich fragt, wie dies möglich ist, findet die Erklärung in den besonderen Eigenschaften des Materials: Flüssigboden nach dem RSS-Verfahren verhält sich dauerhaft bodenähnlich. Zugleich verfügt er über steuerbare Kurz- als auch Langzeiteigenschaften, die projektspezifisch auf die Anforderungen auch sensibler Medien angepasst werden können.

Diese Eigenschaften werden bereits in der Planungsphase festgelegt. Der Planer definiert die geforderten Langzeiteigenschaften des Flüssigbodens, beispielsweise Festigkeitswerte, die nach bis zu fünf Jahren erreicht sein müssen. Auf dieser Grundlage werden die Rezepturen entwickelt, wobei der Rezepturersteller für die Einhaltung dieser Langzeitparameter haftet. Das Forschungsinstitut für Flüssigboden kann diese Werte unter Verwendung des Ausgangsbodens und einer über Jahrzehnte aufgebauten Datenbank vorab stochastisch ermitteln.

Um die Qualität des Flüssigbodens auf der Baustelle zu gewährleisten und somit Baugrubenstabilität, Wiederlösbarkeit im Leitungsbereich und gleichbleibende Langzeiteigenschaften abzusichern, wurde ebenso ein wirksames Eigen- und Fremdüberwachungskonzept implementiert. Während der gesamten Arbeiten fand ein enger Austausch zwischen dem FiFB, FBE und der Bau GmbH statt. Dies sicherte die qualitative Umsetzung der Flüssigbodenherstellung und des gesamten Bauablaufes. Zur Grundlage der Qualitätssicherung wurde die Technische Richtlinie Flüssigboden und die REGNorm Flüssigboden als Schweizer Norm herangezogen.

Flüssigboden spart Baukosten und Aufwand

Flüssigboden wird oft mit hohen Kubikmeterpreisen in Verbindung gebracht und wird daher noch selten als Option berücksichtigt. Unter Einbeziehung der Bauweise und Technologie (hier RSS-Wand) fällt die Gesamtkostenbetrachtung jedoch anders aus. Dieses Bauvorhaben zeigte, dass die Flüssigbodenbauweise dem konventionellen Bau in nichts nachsteht, sondern sogar günstiger, flexibler und ökologischer sein kann.

Option mit Zukunft

Neben den allgemeinen Herausforderungen des Tiefbaus zeigten die realisierten Arbeiten das Potenzial von Flüssigboden bei Vortriebsarbeiten. Standsichere und wasserdichte durchörterte Baugruben sind unter realen Bedingungen umsetzbar. Flüssigboden und seine Spezialanwendungen sind heute keine Nischenlösungen mehr, sondern sind gängiger Stand der Technik im Tiefbau und im Spezialtiefbau.

Das Bauvorhaben ist somit ein Aushängeschild für kommende Herausforderungen. Baugruben aus RSS Flüssigboden sind eine flexible, günstige, ressourcen- und sogar CO₂-sparende Baugrubenlösung für den Rohrvortrieb. Eine Option, die wir sicher auch in Zukunft in ähnlichen Infrastrukturmaßnahmen oder auch in Kombination mit anderen Vortriebsverfahren sehen werden.

Das Projekt in Bad Hersfeld zeigt, dass Flüssigbodenbaugruben im Rohrvortrieb zum gängigen Stand der Technik zählt und zuverlässige Alternative zu klassischen Betonlösungen darstellen. Sie sind ökonomischer, ökologischer und zugleich technisch flexibler. Für kommende Infrastrukturprojekte – insbesondere in Gewässer- und Grundwasserbereichen – eröffnen diese Lösungen eine echte Chance, Tiefbau nachhaltiger und wirtschaftlicher zu gleich zu gestalten.