U-Bahn-Bau, Köln (Situationsbericht: 6. April 2009)

Wie konnte es zum Einsturz des Stadtarchivs in Köln kommen?
Eine Stadt im Schockzustand: Eines der größten städtebaulichen Projekte Deutschlands fällt zusammen wie ein Kartenhaus. Der höchst sensible und sicherheitsrelevante U-Bahn-Bau ist für jeden Profi am Bau eine der ingenieurtechnischen Herausforderungen überhaupt, die  höchste Präzision erfordert. Besonders wenn man bedenkt, dass es sich hierbei um eine Großstadt mit dichter Bebauung und Flussquerung sowie komplizierten Baugrund handelt. Hier darf sich keiner einen Fehler erlauben, die Folgen, wie jetzt in Köln geschehen, sind verheerend. Immer mehr Ungereimtheiten, gar Verstöße gegen Baugenehmigungen, gelangen Bröckchenweise ans Tageslicht. Es kommt aber noch viel schlimmer: Es wurde vielleicht sogar das falsche Verfahren angewandt!

Experten sind unterschiedlicher Auffassung!
Der anerkannte Tragwerksplaner Prof. Polónyi erhebt beispielsweise schwere Vorwürfe und bringt es auf den Punkt: So nah am Rhein (ca. 400 m entfernt) hätte niemals das Grundwasser abgesenkt werden dürfen, so dass das Erdreich unter den Häusern instabil geworden ist. Das war das völlig falsche Verfahren. Das hätte man hier niemals anwenden dürfen. Die unabwendbare Folge, der Baugrund ist sowohl unter der Schlitzwand als auch unter der Schutzwand für die Baugrube durchgebrochen, so Polónyi zu einem Reporterteam.

Zu viel Wasser abgepumpt?
Für Polónyi hat sich das Unglück folgendermaßen abgespielt: Der Sand und Kies in Rheinnähe sind für den Tiefbau in Köln äußerst riskant. Denn wenn Grundwasser entzogen wird, so wie am Stadtarchiv geschehen, verliert das Erdreich seinen Halt. Obendrein wurde die Bausohle nicht trocken, so dass man sich  für immer mehr Pumpen entschloss. Dadurch kam es zwangsläufig zu einer Sogwirkung. Der Druck auf die Grubenwände wurde immer stärker. Die Wände gaben nach: Das Stadtarchiv und zwei Nachbarhäuser sackten in die Grube ab. Diesen Hergang bestätigte auch ein Verantwortlicher vom Bau Vorort.

Baugrund sehr heterogen
Der ungleichmäßige Kölner Baugrund besteht aus drei Schichten (von oben nach unten):
1. Auffüllungen (ca. 9 m Kulturschutt),
2. quartäre Kiese und Sande sowie
3. tertiäre Sande.

Fritz Bilz, Kölner Bauingenieur und Historiker, kennt den Kölner Baugrund ganz genau: „Der Supergau hätte verhindert werden können." Der U-Bahn-Bau sei von Anfang an ein Fehler gewesen. „Köln hat in der obersten Schicht etwa 9 m Kulturschutt." Mit den möglichen Hohlräumen sei das ein denkbar schlechter Baugrund für unterirdische Bohrungen. „Außerdem ist der Grundwasserspiegel in Köln so hoch, dass er künstlich abgesenkt werden muss." Das sei aber technisch ohne Risiko nicht lösbar gewesen.

Zu wenig Wasser abgepumpt?
Für Prof. Walter Gläßer, Geologe und Experte für unterirdische Arbeiten, vom Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle kommt eine ganz andere Erklärung für den Einsturz des Kölner Stadtarchivs in Betracht: Seiner Ansicht nach wurde zu wenig Wasser abgepumpt. Möglich sogar, dass eine Pumpe ausgefallen ist. So wirkte einseitig ein Überdruck auf die Schlitzwand, die unter der Last nachgab. Infolgedessen ist das Fundament unter dem Stadtarchiv abgesackt. Die Folgen sind bekannt. Der MDR hat in seiner Sendung „Echt“ am 31. März 2008 im Zusammenhang mit dem Bau des Leipziger City-Tunnels hierfür folgende Erklärung parat: (Video: Sendung: Echt – MDR (13,7 MB/3:59’)

Video
Video

Theorie von Prof. Gläßer: Unglück im Zeitraffer (Quelle: MDR – Grafik: umo)

City-Tunnel-Leipzig: Messregime überwacht alle Abnormitäten!
Beim Bau des City-Tunnels in Leipzig, gegenwärtig eine der schwierigsten Baustellen in Europa, müssen die Verantwortlichen am Bau auch täglich mit den gewaltigen Druckkräften des Grundwassers kämpfen. Rohrleitungen, die das permanent abzupumpende Grundwasser wegführen, prägen das Leipziger Stadtbild. In besonders kritischen Bereichen, wie z.B. unter dem Leipziger Hauptbahnhof, wird mit Vereisungen (ca. 33 Grad Minus) gearbeitet, um das Erdreich während des Schildvortriebes zu stabilisieren. Darüber hinaus werden sämtliche Gebäude entlang der Tunneltrasse rund um die Uhr durch ein ausgeklügeltes Messregime überwacht (u.a. System der Schlauchwaage), so dass bei Überschreitung einer vorgegebenen Toleranzgrenze oder beim Auftreten von neuen Rissen an Gebäuden sofort reagiert werden kann. Darüber hinaus werden alle Risse genauestens überwacht. Alles Maßnahmen, die dem Vorgang in Köln entgegenstehen.

Hat man die Gefahren in Köln unterschätzt?
Spätestens seit 2004 war klar, dass es sich im Kölner Süden um einen hochriskanten Baugrund handelt, der lückenlos hätte überwacht werden müssen. Nur 300 Meter von der Unglücksstelle entfernt hatte sich zu jener Zeit der Kirchturm von Sankt Johan Baptist um sage und schreibe 77 cm zur Seite geneigt. Ein schiefer Turm zu Köln war quasi über Nacht entstanden. Außerdem gab es bereits beträchtliche Risse an vielen Häusern. Auch im Keller des Stadtarchivs bildeten sich deutlich sichtbare Schäden an der Kellerdecke. Die Fassade des Stadtarchivs war bereits übersät mit Gipsplomben, die bekanntlich zur Rissbeobachtung dienen. Gutachter hatten hier weitere Untersuchungen gefordert, doch allem Anschein nach kümmerte sich niemand ernsthaft darum. Dabei war spätestens seit Dezember 2008 auch dem Bauherrn, den KVB, das Aufstellen zusätzlicher Pumpen, entgegen der Baugenehmigung, an der Unglücksstelle bekannt.

Bauüberwachung in jedem Fall kritikwürdig (§ 81 – LBO - NRW)
Der Bauherr kann zwar die Aufsicht nach LBO delegieren, er kommt aber trotzdem nicht aus der Verantwortung heraus. Die Zuständigkeit bleibt letztendlich immer beim Bauherrn. Ein klarer Verstoß gegen Baugenehmigungen und Baurecht, was normaler Weise eine Verweigerung der Bauabnahme zur Folge haben kann! Fest steht: Die Bauüberwachung war lückenhaft. Kaum zu glaubender Vorgang: Die Stadt Köln hatte ihre Fachabteilung „U-Bahn-Bau" mit rund 60 Experten 2002 aufgelöst und die Aufgaben auf die Kölner Verkehrsbetriebe (KVB) übertragen. Der Bauherr sollte sich fortan selbst überwachen! (Quelle: Kölner Express)

Von Anfang an zu wenig Brunnen geplant?
Grundwasserabsenkungen sind nicht erst seit der Katastrophe in Köln genehmigungspflichtig! Was besagen die Brunnenprotokolle? Warum hat die Untere Wasserbehörde die zuviel abgepumpten Wassermengen nicht beanstandet? Die Umweltdezernentin der Stadt Köln, Marlis Bredehorst, bestätigte gegenüber den Medien: „Statt der erlaubten vier Brunnen sind seit Dezember 2008 15 Brunnen gebaut worden. Und wir haben auch festgestellt, dass die pro Stunde genehmigten umgeschlagenen Wassermengen zum Teil die Höchstgrenzen überschritten haben“, sagt Bredehorst.  Die große Anzahl der Brunnen hätte doch jemandem auffallen müssen! Gab es keine Baubesichtigungen und Baurapporte? Was besagen die Bautagebücher? Für einen Bauexperten wahrlich nicht nachvollziehbare Vorkommnisse! Oder wurden mit den vier geplanten Brunnen von Anfang an viel zu wenig Pumpen ins Konzept eingeplant (Theorie Prof. Gläßer!)? Was eine mangelhafte Bauplanung bedeuten würde!

Grundwasserentnahme muss immer genehmigt werden!
Der Antrag muss Art und Umfang der geplanten Grundwasserabsenkung, ihre voraussichtlichen Auswirkungen auf Grundstücke und Lebensräume im Absenkungsbereich des Grundwassers sowie Maßnahmen zur Minderung dieser Auswirkungen beschreiben. Die Unterlagen müssen prüffähig und so verständlich sein, dass auch von Dritten beurteilt werden kann, ob sie von den Auswirkungen der Grundwasserabsenkung betroffen sind. Der Antrag ist zwei  Monate vor geplantem Baubeginn zu stellen. Ab einer Jahresentnahmemenge von 2000 m³/a ist eine standortbezogene Vorprüfung zur Umweltverträglichkeitsuntersuchung notwendig.

Billigster Anbieter bekam den Zuschlag
Ingenieur-Kammer-Präsident Peter Dübbert sagt beispielsweise, die Aufträge für die Prüf-Ingenieure des Milliarden-Projekts seien „nur nach dem Zuschlagskriterium niedrigster Preis vergeben worden". Für sechs der zwölf U-Bahn-Baulose habe die Spannbreite der Angebote zwischen rund 563 000  und 1,4 Mio. Euro gelegen. Der niedrigste Bieter habe den Zuschlag erhalten und dabei auch die Statik des Bauloses an der Unglücksstelle am Kölner Waidmarkt überprüft. Er könne "nicht begreifen", dass "solch höchst sensible und sicherheitsrelevante" Arbeiten nach Billigstgeboten vergeben werden, erklärt Dübbert.

Beachte: Sicherheit ist bei so einer Baumaßnahme nicht verhandelbar!

Ungereimtheiten werden eine teure Angelegenheit
Vorläufigen Schätzungen zu folge könnte der Schaden unter Einbeziehung aller Folgekosten 645 Mio. € betragen. Bei einem noch ungünstigeren Szenario sogar bis zu 1 Mrd. €! Für die ganze Nord-Süd-Bahn waren einmal 500 Mio. € veranschlagt gewesen. Hinzu kommen die ganzen Folgekosten: Gutachter, Prozesskosten, Entschädigungen, Bauverzögerungen, Feuerwehreinsätze, Abrisskosten, Neubauten. Ganz zu schweigen davon, dass zwei junge Menschen ihr Leben lassen mussten! (Quelle: Kölner Express)

Aus technischer Sicht: keine neue Regel der Technik!
Da Köln den U-Bahn-Bau nicht erfunden hat, gibt es eigentlich keine neuen Regeln der Technik.  Das Phänomen des hydraulischen Grundbruches wird in der Geotechnik bereits seit Beginn des 20. Jahrhunderts untersucht. Soll heißen, bei gründlicher Bauvorbereitung und Bauplanung sowie strenger Bauüberwachung sollte es keine Probleme geben. Nicht so in Köln! „Das war menschliches Versagen", sagt z.B. Jens Karstedt, Präsident der Bundesingenieurkammer und Baukammer Berlin. Man hätte besser messen und kontrollieren können, sagt Karstedt und warnt: „Es gibt viele mit Köln vergleichbare Bauprojekte in Deutschland." Bauen im Grundwasser ist immer riskant, das betreffe den Tiefgaragen- oder Tunnelbau im Allgemeinen.

Bauen im Grundwasser kompliziert, aber beherrschbar
Tiefbauarbeiten, wie die in Köln, erfolgten meistens in Betonwannen, auf die dann das Grundwasser einen hohen Druck ausübe, sagt Karstedt. Je tiefer gebaut werde, umso mehr steige auch der Druck und das Gefahrenpotenzial. Ähnliche Tiefbauprojekte werden derzeit bundesweit geplant - so auch in Berlin. Dort soll 2010 die U-Bahnlinie 5 verlängert werden. Gefahren sieht Karstedt hier jedoch nicht: „In Berlin beherrscht man die Methode."

Unglück in München sollte doch sensibilisieren!
Der Kölner Einsturz ist aber kein Einzelfall. In München gab es vor Jahren ein Unglück, dass mit einem U-Bahn-Ausbau in Verbindung gebracht wurde. Am 20. September 1994 war während der Bauarbeiten für die U2 die Decke des neu aufgefahrenen Tunnels am Bahnhof Trudering durch eindringendes Wasser eingestürzt. In den auf der Straße entstehenden Krater rutschte ein Bus hinein. Bei dem Unglück starben drei Menschen. „Das war eine geologische Problematik, wie es sie in München noch nie gegeben hatte", teilte das Baureferat in München mit. Trotz besserer Messmethoden gebe es jedoch keine 100prozentige Garantie, dass so etwas nicht noch einmal passieren könnte, sagte ein Sprecher. In München wird derzeit an einer weiteren U-Bahnverlängerung gebaut.

"Risikobehaftete" Verfahren und Techniken?
Der frühere Kölner Baudezernent Bela Dören erhob indes schwere Vorwürfe gegen die Stadt als Bauherr: Die Verfahren und Techniken beim Bau der Nord-Süd-Bahn im Grundwasserbereich seien "eindeutig risikobehaftet", sagte Dören einer Tageszeitung. Es sei unverständlich, weshalb bei den Arbeiten nicht erprobte Verfahren wie Unterwasser-Beton oder Gefriertechniken (siehe City-Tunnel-Leipzig!) angewandt worden seien. Stattdessen habe sich der Bauherr KVB dazu entschieden, das Grundwasser abzupumpen - möglicherweise "alleine aus Kostengründen".

Dass es bereits vor einem halben Jahr einen "hydraulischen Grundbruch" gab, sei bei Baustellenbesprechungen angesprochen worden und auch durch entsprechende Protokolle dokumentiert, teilte die Stadt Köln am 20. März 2009 mit. Ein solcher Grundbruch, bei dem das Erdreich entlang einer Baugrubenwand aufgrund von Grundwasserströmungen instabil wird, gilt als Ernst zu nehmende Ursache für das Unglück.

Warnungen der Geotechnik-Experten in den Wind geschlagen?
Eine dieser Menetekel (Unheil verkündende Warnung oder ein Vorzeichen drohenden Unheils) kam bereits am 30. September 2008 aus Aachen vom Hochschul-Institut für "Geotechnik im Bauwesen". In der 84-seitigen Studie hatten die Wissenschaftler die Gefahr eines "hydraulischen Grundbruchs" bei den Tunnel-Haltestellen des Kölner U-Bahn-Baus ins Kalkül gezogen. „Die üblichen Berechnungsverfahren" für die Statik der über 30 m langen Seitenwände, die Bauschlitzwände, wurden von den Gutachtern angesichts der "außergewöhnlichen Randbedingungen" in Köln als zu ungenau verworfen. Wegen des geschichteten, instabilen Baugrunds und des starken Grundwasserdrucks hätten sich die "einfachen Näherungsverfahren als auf der unsicheren Seite liegend" erwiesen.
 
Offiziell firmiert das Gutachten als "Abschlussbericht" des Forschungsvorhabens "Sicherheitsnachweise für den hydraulischen Grundbruch", der von dem Aachener Hochschul-Institut am 30. September 2008 unter dem Aktenzeichen ZP52-5-11.73-1299/08 zu Papier gebracht worden ist. (Quelle: Süddeutsche Zeitung)

Was ist eigentlich ein “hydraulischer Grundbruch“?
Ein hydraulischer Grundbruch tritt dann ein, wenn bei einer lokalen Betrachtung des Grenzgleichgewichtes im nicht bindigen Boden die vorhandene Strömungskraft, stellvertretend für die Einwirkungen, die Widerstände, gegeben durch das Bodeneigengewicht, übersteigt.

Davon zu unterscheiden ist ein Grundbruch durch vertikal strömendes Grundwasser zum Beispiel im Inneren einer Baugrube, die mit Spund- oder Schlitzwänden eingefasst ist. Je nach Bodenschichtung, Wasserstand und Einbindetiefe der Wand kann dabei ein hydraulischer Grundbruch entstehen. Durch die aufwärts gerichtete Strömungskraft des Wassers wird das Gewicht des Bodens, der zudem unter Auftrieb steht, neutralisiert und es kommt zum Eindringen von Wasser und Boden in die Baugrube. Da das Erdauflager für die Wand dann entfällt, kann es zum Einsturz der Wand kommen.

Was ist eigentlich eine Schlitzwand?
Mit Schlitzwänden werden tiefe Baugruben gesichert. Sie bestehen aus Lamellen, also Einzelteilen, die nacheinander in den Boden eingelassen werden. Zunächst wird mit Hilfe von Schlitzwandgreifern oder Schlitzwandfräsen ein Schlitz im Boden ausgehoben. Zu seiner Stabilisierung wird eine stützende Betonsuspension (Bentonit, wird auch bei der Bauwerksabdichtung eingesetzt, in Verbindung mit Wasser) hinein gepumpt. Soll die Baugrube gegen seitlich drückendes Grundwasser gesichert werden, muss der Schlitz so tief ins Erdreich geführt werden, bis eine Wasser sperrende Bodenschicht (z.B. Ton) ausreichend Sicherheit gewährleistet. Hat der Schlitz die notwendige Tiefe erreicht, wird von unten durch einen Schlauch Beton hinein gepumpt, der die Stützflüssigkeit Stück für Stück nach oben verdrängt und ersetzt. Die Stützflüssigkeit (Suspension) erzeugt durch ihre höhere Dichte als Wasser einen Druck auf die Wandung, der immer größer ist, als der anstehende Erddruck. Die Schlitzwände am City-Tunnel in Leipzig sind beispielsweise zwischen 20 und 26 m tief und 1,00 - 1,50 m breit und binden überwiegend in wasserundurchlässigen Muschelschluff ein. (Quelle: City-Tunnel, Leipzig)

Wer ist für den Bau verantwortlich?
Für die Ausführung ist ein Joint Venture gemeinsam verantwortlich, so ein Vertreter von Bilfinger-Berger: Dem Konsortium unter Führung von Bilfinger gehören ferner Wayss & Freytag, eine Tochter des niederländischen Baukonzerns Royal BAM Groep, und die Tochter Züblin der österreichischen Strabag an. Die drei Unternehmen sind zu gleichen Teilen an dem Konsortium beteiligt. Sie bauen gemeinsam den südlichen Teil der U-Bahnstrecke in Köln.

Strafverfolgungsbehörde ermittelt
Zurzeit wird geprüft, inwieweit das Gutachten bei den weiteren Untersuchungen zur Klärung der Unglücksursache behilflich sein kann, da die Angelegenheit inzwischen eine Sache für die Staatsanwaltschaft ist: Es wird wegen fahrlässiger Tötung und Baugefährdung gegen Unbekannt ermittelt. Indes gehen die Arbeiten weiter, obwohl die Verunsicherung der Kölner Anwohner deutlich zu spüren ist.
Dipl.-Ing. (FH) Uwe Morchutt – unabhängiger Sachverständiger im Bereich Feuchteschutz

(weitere Quellen: WDR, ZDF, Stadt Köln; KVB)