Von Baggern und Tauchern:
Der Tiefbau

Der Trockenaushub

Faszinierende Weiten und unerwartete Tiefen

Sand und Erde so weit das Auge reicht. Eine Umgebung, die an einen gigantisch großen Sandkasten erinnert – wären da nicht die vielen Flugzeuge, die im Minutentakt starten und landen. Denn dieser vermeintliche Sandkasten ist die Baugrube von Terminal 3, dem größten privatfinanzierten Infrastrukturprojekt Europas. Sie beeindruckt mit einer Grundfläche von 65.900 Quadratmetern und liegt mit einer Tiefe von 5,5 Metern knapp über dem Grundwasserspiegel. Denn bevor das neue Terminalgebäude in die Höhe wachsen kann, muss tief gegraben werden. Bis die ersten Bagger mit dem Trockenaushub beginnen konnten, waren jahrelange Planungen nötig.

Verschaffen Sie sich einen 360° Überblick über den größten Sandkasten am Frankfurter Flughafen. (Juli 2016)

Lange Planungen

Das Gelände, auf dem heute Terminal 3 gebaut wird, hat nicht nur eine große Bedeutung für die Zukunft des Flugverkehrs im Rhein-Main Gebiet, sondern bietet auch eine ereignisreiche Historie. Nach dem Zweiten Weltkrieg besetzt die US-Armee den ehemaligen Flug- und Luftschiffhafen Rhein-Main und lässt von dort die Rosinenbomber während der Berlin-Blockade starten. Von 1945 bis 2005 wurde das Gelände von der US-Luftwaffe genutzt und war der ehemals größte Militärflughafen außerhalb der USA. Die Rhein-Main Airbase bot zeitweise sogar 7.000 Soldaten und deren Angehörigen eine Heimat. Seit dem Rückzug der US-Luftwaffe im Jahr 2005 ist das ehemalige amerikanische „Tor nach Europa“ Teil von Deutschlands „Tor in die Welt“.

Die Fertigstellung von Terminal 2 lag noch nicht lange zurück, da wurde bereits deutlich, dass ein weiteres Terminal notwendig werden wird. Erste Planungen und Gespräche über eine Flughafenerweiterung zwischen Fraport und der Stadt Frankfurt wurden in den 1990er Jahren geführt. Mit der offiziellen Baugenehmigung im August 2012 konnten die konkreten Planungen für die Bauarbeiten beginnen.

Startschuss für den Tiefbau

„Nach über 15 Jahren intensiver Planungen, Genehmigungsverfahren und Prüfungen freuen wir uns, heute mit dem Bau von Terminal 3 am Flughafen Frankfurt zu beginnen. Dieses Terminal sichert nicht nur die Zukunftsfähigkeit der größten Luftverkehrsdrehscheibe Deutschlands im internationalen Wettbewerb und schafft dadurch neue Jobs und Perspektiven für unsere Beschäftigten. Es trägt auch zur Sicherung der wirtschaftlichen Prosperität der gesamten Region und darüber hinaus bei.“ (Dr. Stefan Schulte, Vorstandsvorsitzender der Fraport AG)

Mit dem feierlichen Spatenstich beginnt der Bau von Terminal 3

Bevor die Bagger ihre Arbeit auf der Baustelle aufnehmen konnten, war menschliche Muskelkraft gefragt. Am 5. Oktober 2015 versammelten sich 400 Beschäftigte der Fraport AG gemeinsam mit ihrem Vorstandsvorsitzenden Dr. Stefan Schulte, dem hessischen Ministerpräsidenten Volker Bouffier und vielen weiteren Gästen aus Politik und Wirtschaft unter dem Motto „Wir sind dabei! Spatenstich Terminal 3“ auf dem Gelände des künftigen Terminals. Mit neongelben Westen und blauen Helmen ausgestattet, gaben sie den offiziellen Startschuss für die erste Baumaßnahme: den Trockenaushub.

 

Die Bagger rollen an

Direkt nach den Feierlichkeiten zum Spatenstich wurde die menschliche Muskelkraft durch schwere Maschinen ersetzt. Denn um auf 65.900 Quadratmetern eine 5,5 Meter tiefe Grube auszuheben, bräuchte ein einzelner Mensch mit einem Spaten wohl Jahrzehnte. Um diese Herausforderung innerhalb eines halben Jahres zu bewältigen, war die Kraft von fünf Baggern mit einem Schaufelvolumen von jeweils bis zu zwei Kubikmetern, drei Planierraupen und unzähligen LKW nötig. Zu Spitzenzeiten konnten sie rund 5.500 Kubikmeter Erde pro Tag befördern – das sind ca. 300 Lkw-Ladungen!

Am Spatenstich am 05. Oktober 2015 nahmen 600 Gäste und Mitarbeiter teil. In Spitzenzeiten wurden täglich bis zu 300 Lkw-Ladungen an Erdreich transportiert. Fünf Bagger mit einem Schaufelvolumen von jeweils bis zu zwei Kubikmetern waren täglich im Einsatz. Mit einer Größe von 69.500 m³ ist die Baugrube so groß wie neun Fußballfelder. Die Grube hat nach dem Trockenaushub eine Tiefe von 5,5 Metern und liegt damit knapp über dem Grundwasserspiegel.

Der Trockenaushub auf eine Tiefe von 5,5 Metern ist abgeschlossen. Der erste große Bauabschnitt von Terminal 3 ist seit Mai 2016 beendet. Von den insgesamt 400.000 Kubikmetern Erde verbleibt etwa ein Drittel auf der Baustelle, wo es im späteren Verlauf der Bauarbeiten unter anderem für Rückverfüllungen und den Bau neuer Anbindungsstraßen, wie die Erweiterung zur Anschlussstelle Zeppelinheim an die Autobahn A5, verwendet wird. Der Rest der ausgehobenen und abtransportierten Erde wurde auf anderen Baustellen wiederverwendet, wie zum Beispiel zur Herstellung von Beton und Geländeerhöhungen.

Die interaktive Infografik gibt einen Überblick über das Gelände und zeigt, was auf der Baustelle beim Trockenaushub bewegt wurde. Klicken Sie mit der Maus auf die Ziffern, um mehr zu erfahren.

Mit dem Ende des Trockenaushubs ist der Tiefbau längst nicht abgeschlossen: Beim anschließenden Spezialtiefbau wird die Grube parzellenweise um weitere acht bis elf Meter unter Grundwasserniveau ausgehoben. Neben Erde kommt dann auch Wasser ins Spiel.

Spezialtiefbau

Mit Tauchern auf der Baustelle

Tauchen verbindet man wohl eher mit aufregenden Tiefseeexpeditionen oder Korallenriffen als mit dem größten Flughafen Deutschlands. Doch für den Bau von Terminal 3 werden nicht nur Bagger, Kräne oder Bauarbeiter benötigt. Im Spezialtiefbau komplettieren ausgebildete Industrietaucher die Baumannschaft vor Ort, um die Arbeiten unter Wasser in der unter Grundwasserniveau ausgehobenen Baugrube voranzubringen. Eine Baugrube mit solcher Tiefe ist für den Bau von Terminal 3 notwendig, damit die Reisenden später vom Check-In bis zum Boarding auf einer Ebene bleiben können ohne jegliche Treppenstufen überwinden zu müssen. Ein Teil der hochkomplexen Technik für das neue Terminal muss deswegen ihren Platz in den beiden Untergeschossen haben. Dieser wird im Spezialtiefbau geschaffen.

Die interaktive Infografik gibt einen Überblick über das Gelände und zeigt, wie der Spezialtiefbau die Baustelle verändert. Klicken Sie mit der Maus auf die Ziffern, um mehr zu erfahren.

Damit die Spundwände leicht ins Erdreich gleiten, wird der Boden zunächst aufgelockert. Riesige Baumaschinen, sogenannte Teleskop-Mäkler, heben und bewegen die Baustahlelemente. Die einzelnen Stahlplatten haben eine Länge von 14 Metern. Das Raupenfahrzeug greift sich mit dem langen Arbeitsarm eine Spundwand, bewegt sie an den Zielpunkt und rüttelt sie dort in den Boden. Die einzelnen Elemente werden bündig mit anderen Spundwänden in die Erde gerüttelt. Nur das obere Ende der Spundwände schaut noch aus dem Erdreich heraus. Die Spundwände bestehen aus einzelnen Lamellen, die miteinander verankert sind. Die Spundwände werden im Erdreich verankert, damit sie stabil stehen und dem Erddruck standhalten. Die einzelnen Parzellen der Baugrube sind nun gut zu erkennen. Der Spezialtiefbau schreitet zügig voran. Der Aushub startet zunächst noch im Trockenen.

Gerüttelt – nicht gerührt!

Nach dem Abschluss des Trockenaushubs gleicht die Terminal 3-Baustelle einem Sandkasten von gigantischen Ausmaß. Mit dem Mitte 2017 gestarteten Spezialtiefbau wandelt sich dieses Bild wieder. Wenn Spezialbagger im Frankfurter Süden beginnen, die Grube in einzelnen Parzellen weiter auszuheben, wird es nass, denn nach ein bis zwei Metern ist bereits das Grundwasserniveau erreicht. Um die Parzellen abzudichten und zu stabilisieren, werden sie vor dem weiteren Aushub mit 14 Meter langen Stahlplatten – sogenannten Spundwänden – umschlossen. Es werden mehrere riesige Baumaschinen dafür benötigt: Eine gut 15 Meter hohe Bohrmaschine, ein sogenanntes Drehbohrgerät, lockert den Sand zuerst bis in 14 Meter Tiefe auf. Danach starten die großen Baugeräte, die als Teleskop-Mäkler bezeichnet werden. Das Raupenfahrzeug greift sich mit dem langen Arbeitsarm eine Spundwand, bewegt sie an den Zielpunkt und rüttelt sie dort in den Boden. Beim Spezialtiefbau wird nicht nur "gebuddelt", sondern auch gerüttelt, um die Parzellen mit Spundwänden abzudichten und zu stabilisieren. Die Spundwand gleitet wie ein heißes Messer durch Butter in den sandigen Boden, der typisch für die südliche Mainregion rund um den Frankfurter Flughafen ist. Ein Bauarbeiter prüft dabei akribisch mit der Wasserwaage, dass das Baustahlelement auch sachgerecht rechtwinklig eingebracht wird. Nach und nach werden auf diese Weise insgesamt 46.000 Quadratmeter Spundwände aus insgesamt 7.100 Tonnen Stahl verbaut. Die Fläche entspricht rund sechs Fußballfeldern in der Größenordnung der Frankfurter Commerzbank Arena. Spundwand für Spundwand entsteht so die äußere Umgrenzung der einzelnen Parzellen für die späteren Untergeschosse des neuen Terminal 3. Sobald eine Parzelle vollständig mit Spundwänden umschlossen ist, beginnen die Bagger den Aushub. Zunächst wird lediglich ein bis zwei Meter tief gebaggert, damit ein Ankerbohrgerät die Spundwände rückseitig fest im Erdreich verankern kann. Die insgesamt 550 Anker gewährleisten die nötige Stabilität der Baugrube und der einzelnen Parzellen für den weiteren Aushub.

Die 360°-Ansicht zeigt den Spezialtiefbau aus einer einzigartigen Perspektive.

Rund um die bereits eingerüttelten Spundwände schreiten die Arbeiten weiter voran.

Entdecken Sie die Wasserbecken auf der Baustelle in 360°.

Dr. Achim Jaup, einen Menschen hinter Terminal 3, können Sie hier näher kennen lernen! Mehr

Es wird nass

Nachdem die Spundwände sicher verankert sind, rollen die Bagger wieder an und schaufeln weiter Erde aus den Parzellen. Nach acht bis elf Metern ist die endgültige Tiefe erreicht. Jetzt liegt die Baugrube unter Grundwasserniveau und ist mit Wasser gefüllt. Bevor es abgepumpt werden kann, muss der Boden betoniert werden, um die Baugrube auch nach unten abzudichten. Hier kommen nun die Taucher zum Einsatz, um die Betonarbeiten unter Wasser zu begleiten. Nicht nur die bekannten Einschränkungen unter Wasser, wie fehlender Sauerstoff, erschweren hier das Arbeiten. Auch die Sicht im Wasser ist nicht mit einem klaren See oder einer azurblauen Karibikküste vergleichbar. Astronauten unter Wasser Tauchen und Bauen – diese Kombination sorgt zunächst für Staunen. Doch wenn die Baugrube unter Grundwasserniveau liegt und der Arbeitsplatz zeitweise ein Wasserbecken ist, schlägt die Stunde der staatlich geprüften Taucher auf der Baustelle. Mit einer Ausrüstung von bis zu 35 Kilogramm, die mehr einem Raumanzug ähnelt, arbeiten die Taucher. Dazu gehört ein 12 Kilogramm schwerer Helm, über den sie mit Sauerstoff versorgt werden und mit dem Einsatzleiter an der Oberfläche kommunizieren können. Eine spezielle Wärmewolle im Neoprenanzug hält zusätzlich warm, denn die Unterwasserarbeiten finden oft auch bei kalten Temperaturen statt.

„Anders als im Meer oder in einem See wirbeln die Bauarbeiten viel Erde und Sand auf. Eine besondere Herausforderung für die Taucher beim Spezialtiefbau ist deshalb die schlechte Sicht in der mit Grundwasser gefüllten Bausohle“, erklärt Dr. Achim Jaup, Projektleiter für den Spezialtiefbau.

Mit Hilfe eines speziellen Verfahrens wird das Wasser bestmöglich von Sand- und Erdresten befreit. Die Sicht für die speziell ausgebildeten Taucher kann dann sogar bis zu einen Meter betragen. Dennoch ist es unabdingbar, dass die Taucher mit allen Sinnen arbeiten. Ein gutes Gehör und vor allem der Tastsinn sind wichtig für die anspruchsvollen Tätigkeiten unter Wasser. 

Die Bagger heben die Parzellen um weitere acht bis elf Meter auf ihre endgültige Tiefe aus. Die Auftriebsanker ragen aus dem Erdreich hervor. Die Grube wurde in einzelnen Parzellen bis unter das Grundwasserniveau ausgegraben. Auf der Baustelle entstehen zeitweise Wasserbecken. Die Arbeiten in den Wasserbecken werden von ausgebildeten Industrietauchern begleitet. Dank eines speziellen Verfahrens wird das Grundwasser von Schlamm und Erde befreit. Die Taucher haben dadurch eine Sichtweite bis zu einem Meter. Die Taucher überprüfen den Untergrund für das Schütten der Betonsohle und sorgen dafür, dass beim Eingießen des Unterwasserbetons eine ebene Fläche entsteht. Sobald die Betonsohle getrocknet ist, wird das Grundwasser abgepumpt, gereinigt und umweltschonend dem Grundwasser wieder zugeführt.

Das Terminal 3 braucht ein stabiles Fundament. Deshalb werden zunächst ca. 3.500 Auftriebsanker in den ausgegrabenen Boden gebohrt, bevor die Betonwanne am Grund der Baugrube mit 39.000 Kubik-metern Unterwasserbeton ausgegossen wird. Wenn der Beton später aushärtet, verbindet er sich mit den noch herausragenden Ankern, wodurch ein Auftrieb der Betonsohle verhindert wird. Die Taucher kontrollieren die Verankerungen und sorgen dafür, dass der Untergrund für das Schütten der Betonsohle unter Wasser vorbereitet ist. Denn damit der Beton gleichmäßig einfließen kann, müssen zum Beispiel Erdreste an den Spundwänden und den Auftriebsankern entfernt werden. Nach der Überprüfung der gesamten Baugrube durch die Taucher wird schließlich der Beton unter Wasser auf den Grund gepumpt.

Da durch das Wasser nicht sichtbar ist, ob beim Eingießen des Unterwasserbetons eine ebene Fläche entsteht, nehmen die Taucher die Glättung vor. Dafür nutzen sie ein Fallrohr mit einer Art „Käseglocke“, die dafür sorgt, dass der Beton beim Eingießen nochmal in seiner Höhe nachbearbeitet wird. Der Taucher geht so Stück für Stück die Bausohle ab, bis eine ebene Fläche entstanden ist.

Standort Versickerungsanlagen Grundwasserschonender Spezialtiefbau „Das Grundwassermonitoring ist eine wichtige Maßnahme mit Blick auf die grundwasserschonende Bauweise“, erläutert Kristin Lütke. Sie koordiniert die Überprüfung der Grundwasserqualität und dessen Reinigung auf der Baustelle. Über mehrere Jahre und an mehreren Stellen werden Grundwasserproben qualitativen und quantitativen Messungen unterzogen. Die umfassende Reinigung des abgepumpten Grundwassers vor der Versickerung wird durch eine Aktivkohle-Filteranlage erreicht. Dass diese Anlage reibungsfrei funktioniert, wird von einem neutralen und unabhängigen Ingenieurbüro überwacht. So kann sichergestellt werden, dass bei der Versickerung in den speziell dafür errichteten Anlagen ausschließlich gereinigtes Grundwasser ins Erdreich zurückgeführt wird.

Vorbereitung für den Hochbau

Doch auch nachdem die Taucher ihre Arbeit getan haben, ist der Spezialtiefbau noch nicht beendet. Sobald die Betonsohle nach 30 bis 50 Tagen ausgehärtet ist, kann das darin befindliche Grundwasser abgepumpt und gereinigt werden. Danach wird es in speziell gebauten Versickerungsanlagen wieder dem Grundwasser auf dem Flughafengelände zugeführt. Mit der anschließenden Trockenlegung ist die Baugrube bereit für den Start der nächsten Bauphase: den Rohbau des Terminalgebäudes.