Autor: Dr. Ing. Peter Ripper
Herausgeber: AICON Amann Infutec Consult AG & Co. KG, Mühltal/Darmstadt

Hochhäuser in Frankfurt/Main – Baugrund und Gründung - Teil 1/4

# 01.10.2001

Teil 1 - Baugrund und Hochhauschronlogie

1. Einführung

Die Rhein-Main-Metropole Frankfurt hat mit der Entwicklung zum europäischen Finanzzentrum, in den vergangen Jahrzehnten mit markanten Hochhäusern eine in Europa einzigartige Skyline entwickelt. Die Diskussion um die Sicherheit von Wolkenkratzern ist nach den Terroranschlägen in den USA neu entfacht, zumindest einige Monate lang. Bauherren werden noch größere Opposition verspüren als jetzt bereits. Zu den Architekturkritikern, die sich um Stadtbild und Außenwirkung sorgen, werden sich verängstigte Anwohner gesellen - vielleicht auch potenzielle Mieter. Langfristig werden die Nachbeben der New Yorker Katastrophe aber gering sein. Die Gründe sind vielfältig. Im Herzen der Metropolen - heißen sie nun Manhattan oder Frankfurt am Main – fehlt mittlerweile der Platz und viele große Firmen drängen nach wie vor ins Zentrum.

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Der Blick auf Hochhausvisionen macht deutlich, daß Frankfurt eine offensive und dynamische Stadtentwicklung mit weiteren Hochhausprojekten innerhalb eines zukunftsorientierten Hochhausentwicklungsplans vorantreibt. Dabei ist Frankfurt im Vergleich zu vielen anderen deutschen Großstädten durch einen setzungsempfindlichen Untergrund eher benachteiligt und die Grenzen für kühne Hochhausentwürfe sind bei den frühen Projekten der 60er Jahre deutlich geworden. Die Entwicklung des Hochhausbaus in Frankfurt hängt maßgeblich mit der Beherrschung der Verformungen des Untergrundes zusammen. Nachfolgend wird ein Überblick über die Gründungstechnik von den Anfängen des Hochhausbaues über den derzeitigen Stand bis hin zu einem Ausblick auf die zukünftige Entwicklung gegeben. Der Lernprozeß, den die geotechnischen Ingenieure und die Bauindustrie dabei durchlaufen haben, wird am Beispiel ausgeführter Hochhausgründungen erläutert.

Bei einigen der Hochhäuser der ersten Generation sind durch die noch unsichere Einschätzung des Tragverhaltens des verformungsempfindlichen Frankfurter Tones und die fehlenden Erfahrung in der Gründungstechnik, Setzungen > 30cm und starke Verkantungen aufgetreten. In Einzelfällen wurden aufwendige Gegenmaßnahmen zur Korrektur der Verformung versucht. Diese anfänglichen negativen Erfahrungen haben zur damaligen Zeit die Einschätzungen geschürt, im Frankfurter Ton seien Baugruben nur bis zu einer bestimmten Tiefe und Hochhäuser nur bis zu einer limitierten Höhe sicher ausführbar.

2. Der Frankfurter Baugrund

Den Gründungshorizont für Hochhäuser bildet in Frankfurt der sogenannte Frankfurter Ton, der vor mehr als 2 Millionen Jahren durch die Sedimentation im tertiären Meer des Mainzer Beckens entstanden ist. Er besteht in der Innenstadt aus über 100m mächtigen Tonpaketen mit zwischengelagerten Kalkbänken, Braunkohlelinsen und Muschelsandschichten. Das Grundwasser steht im allgemeinen knapp über der Tonoberfläche und ist in den Kalkbänken in unterschiedlichen Stockwerken gespannt ausgebildet. Der Ton ist durch die Überlagerung älterer, bereits erodierter Semimente und Ergußgesteine des Vogelsberg-Vulkanismus geologisch vorbelastet. Durch diese Vorgeschichte hat sich der Mineralstruktur eine Vorspannung eingeprägt, die in tieferen Schichten bis heute erhalten ist und das Verformungs- und Bruchverhalten bestimmt.

3. Chronologie der Entwicklung der Hochhausgründungen in Frankfurt

Ein umfassendes Verhältnis vom Materialverhalten des Frankfurter Tones wurde erst im Zuge des Hochhausbaus in Frankfurt entwickelt. Der Erkenntnis-Zuwachs wurde dabei im wesentlichen durch die Rückkopplung zwischen den, dem Gründungsentwurf zugrundeliegenden Berechungunsannahmen, den bodenmechanischen Versuchen, komplexen Modellrechnungen und den am Bauwerk durchgeführten Messungen erreicht. Dieser Prozeß der Kenntnisanreicherung war nur durch eine enge Zusammenarbeit zwischen der wissenschaftlichen Geotechnik und den Hochschulen und dem geotechnischen Ingenieur aus der Praxis möglich. In Bild 1 sind die wichtigsten Hochhäuser der Frankfurter Innenstadt schematisch in chronologischer Reihenfolge, geordnet nach dem Baubeginn, darstellt. Wir unterscheiden die Hochhausgenerationen mit Baubeginn vor 1970 (1. Generation), zwischen 1970 und 1980 (2. Generation) und nach 1980 (3. Generation).

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