Flüssigboden für die Kunst

Unterhalb der Gebäude auf der Museumsinsel in Berlin befinden sich mehrere Gewölbeebenen
© BundesQualitätsgemeinschaft Flüssigböden e.V.

Das Pergamonmuseum in Berlin zählt zu den bedeutendsten Museumsbauten der Welt und ist zugleich ein architektonisches wie ingenieurtechnisches Meisterwerk des frühen 20. Jahrhunderts. Als zentraler Bestandteil der Museumsinsel beherbergt es weltberühmte Monumentalbauten wie den Pergamonaltar, das Ischtar-Tor von Babylon und das Markttor von Milet – Exponate, die nicht nur museal präsentiert, sondern als begehbare Rauminszenierungen erfahrbar gemacht wurden. Diese einzigartige Verbindung von Architektur und Ausstellung stellt bis heute besondere Anforderungen an Erhalt, Nutzung und bauliche Weiterentwicklung des Gebäudes. Errichtet zwischen 1910 und 1930 nach Plänen von Alfred Messel und Ludwig Hoffmann, wurde das Pergamonmuseum auf einem schwierigen Baugrund in unmittelbarer Nähe zur Spree gegründet. Die komplexen Gründungsverhältnisse sowie die enorme Last der ausgestellten Großarchitekturen prägen das Bauwerk bis heute und stehen im Zentrum aktueller bautechnischer Maßnahmen. Aufgrund von altersbedingten Schäden, konstruktiven Defiziten sowie gestiegenen Anforderungen an Sicherheit, Klimatisierung und Besucherführung wird das Pergamonmuseum seit 2013 umfassend saniert und schrittweise modernisiert. Ziel der Maßnahmen ist es, die historische Substanz zu sichern, die Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit der Gründung zu gewährleisten und gleichzeitig den Museumsbetrieb zukunftsfähig auszurichten.

Aufbereitet wurde der Flüssigboden mit einer mobilen Mischanlage (CM30+)
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Die Arbeiten auf der Berliner Museumsinsel laufen in zwei Bauabschnitten. Abschnitt A wurde 2025 abgeschlossen und umfasste unter anderem die vollständige Entkernung sowie die Dachsanierung des Nordflügels und des Mittelbaus, umfangreiche Gründungsarbeiten, Fassadenmaßnahmen sowie den Durchbruch zur James-Simon-Galerie mit neuer Raumstruktur und technischer Ausstattung. Bis zum Frühjahr 2027 erfolgt jetzt im Bauabschnitt B die Sanierung des gesamten Südflügels sowie die Herstellung der neuen Brücke über den Kupfergraben. Gleichzeitig läuft die bauliche Umsetzung der archäologischen Promenade, die fünf Gebäude der Museumsinsel unterirdisch verbinden wird. Begonnen haben die Arbeiten für die Grundinstandsetzung des Gebäudes mit der Ertüchtigung der Fundamente und der Tieferlegung der Kellergeschosssohle, also der Ebene 0. Der hierfür erforderliche Rückbau der jetzigen Gewölbeebene als Ebene 0 stellte eine zentrale Herausforderung dar. Da eine Grundwasserabsenkung aufgrund der Setzungsgefährdung angrenzender Bauwerke nicht ohne weiteres möglich war, wurden bereits im Bauabschnitt A im Nordflügel zunächst Abdichtungs- und Unterfangungsmaßnahmen mittels Düsenstrahltechnik ausgeführt, bevor eine lokale Grundwasserabsenkung erfolgte. Auf diese Weise wurde sichergestellt, dass benachbarte Bauwerke nicht geschädigt werden. Anders stellte sich die Situation jedoch im Mittelbau-Süd dar. Hierzu Lars Raiger, Bauleiter der Giese Erdbau GmbH aus Werder/Havel: „Hier stand das Grundwasser bis unmittelbar unter der abzubrechenden Ebene 0 an. Eine vorgelagerte Unterfangung bzw. Abdichtung war hier aus baupraktischen, logistischen und technischen Gründen nicht umsetzbar. Einerseits hätte das hierfür erforderliche Bohrgerät das Gewölbe viel zu schwer belastet und die für die Unterfangungs- und Abdichtungsmaßnahmen erforderlichen tiefgreifenden Eingriffe in die tragende Struktur der Ebene wären unter den gegebenen Randbedingungen nicht vertretbar gewesen. Andererseits stellten uns die eingeschränkten Bauhöhen vor besondere Herausforderungen. Alternative Verfahren, wie zum Beispiel eine Abdichtung von außen, schieden aufgrund des unverhältnismäßigen Kosten-, Zeit- und Logistikaufwands hierfür aus. Weil zudem unabhängig vom gewählten Verfahren eine Verfüllung der Hohlräume unter der Gewölbeebene (Ebene 0) für den erschütterungsarmen Rückbau ohnehin zwingend erforderlich war, stellte vor diesem Hintergrund eine Verwendung von RMS Flüssigboden die technisch und baubetrieblich sinnvollste Lösung dar.“

Zeitweise fließfähiger, selbstverdichtender Verfüllbaustoff

Beengte Platzverhältnisse erschweren die Sanierungsarbeiten auf der Museumsinsel
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Unter Flüssigboden versteht man zeitweise fließfähige, selbstverdichtende Verfüllbaustoffe (ZFSV) auf Basis von aufbereitetem Erdaushub, geprüften Recyclingbaustoffen oder natürlichen bzw. aufbereiteten Sand-Kies-Gemischen unter Zugabe definierter Additive und Wasser. Seine Eigenschaften – von Fließverhalten und Tragfähigkeit bis hin zu Wiederaufnehmbarkeit, Wärmeleitfähigkeit oder Gasporosität – lassen sich je nach Anwendungsfall gezielt einstellen. Der Einbau erfolgt selbstverdichtend: Das Material fließt in den Bauraum, verteilt sich und erreicht nach Stunden bis wenigen Tagen die gewünschte Festigkeit. Gleichzeitig bleibt es – im Unterschied zu einfachen Boden-Beton-Mischungen – je nach Einstellung später wieder per Schaufel aufnehmbar.

Um zu beurteilen, ob die Verfüllung der unteren Ebene mit Flüssigboden wie gewünscht erfolgt, wurden in regelmäßigen Abständen Löcher in die abzubrechende Ebene gebohrt (links)
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Eingebaut wurde der RMS Flüssigboden hier mit der mobilen Mischanlage CM30+, die das Material direkt auf der Baustelle herstellt, dosiert und mischt. „Mit dieser Anlage sind wir in der Lage, über einen Schlauch den RMS Flüssigboden in die zu verfüllende Gewölbeebene zu pumpen“, erklärt Lars Raiger. „Über gezielte Bohrungen haben wir sechs Tage lang den RMS Flüssigboden in die Hohlräume eingebracht. Pro Tag etwa 100 Kubikmeter. Aufgrund seiner einstellbaren Festigkeit sowie selbstverdichtenden Eigenschaften bildet das Material einen temporär tragfähigen und zugleich rückbaubaren Untergrund als Grundlage für die weiteren Abbrucharbeiten. Diese Bauweise hat uns in die Lage versetzt, die schwer zugänglichen Hohlräume unter der Ebene 0 zu verfüllen, wobei wir die Festigkeit des Materials auf die nachfolgenden Belastungen abstimmen konnten. Mit der Verfüllung dieses Gewölbebereiches mit RMS Flüssigboden gelingt es uns, trotz des anstehenden Grundwassers, für den Abbruch der Ebene 0 eine darunterliegende Arbeitsebene zu schaffen. Der Hohlraum unter der Ebene 0 wird verfüllt, das darin anstehende Grundwasser auf diese Weise verdrängt, und nach Verfestigung des Materials kann die gesamte Ebene 0 ohne große Erschütterungen abgebrochen werden“, so Raiger.

Flüssigboden von RMS Remake Soil GmbH

Über einen langen Schlauch wird der Flüssigboden in die zu verfüllende Ebene gepumpt
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René Radmacher, Geschäftsführer der RMS Remake Soil GmbH aus Werder (Havel), erläutert das Herstellungsverfahren: „Wir als RMS wurden von der Giese Erdbau GmbH mit der Lieferung des Compounds und der Rezeptur beauftragt. Für dieses Bauvorhaben sollte der Flüssigboden nach 28 Tagen eine einaxiale Druckfestigkeit von 0,25 N/mm² erreichen. Der Herstellungsprozess läuft dabei wie folgt ab: Das Grundmaterial wird über einen Bagger in den Aufgabetrichter der Mischanlage CM30+ eingebracht. Die Anlage dosiert Grundmaterial, Wasser und Compound mit einer Genauigkeit von ±2 Prozent, wobei die im Vorhinein erstellte Rezeptur das exakte Mischungsverhältnis vorgibt. Über das Förderband gelangt das Material in den Chargenmischer, parallel führt die Anlage das Anmachwasser aus dem integrierten Wassertank zu. Damit wird ein erster rheologischer Effekt erzielt: Das Material wird teilverflüssigt und homogenisiert. Zeitversetzt dosiert die Anlage den Compound RMS-Gold Standard hinzu. Über den Compound lassen sich die Materialeigenschaften, wie bspw. Tragfähigkeit und einaxiale Druckfestigkeit, präzise auf den jeweiligen Anwendungsfall einstellen. Nach Erreichen der optimalen Mischzeit wird der fertige Flüssigboden ausgeschleust.“ Im Projekt Pergamonmuseum war die einstellbare Fließfähigkeit ein zentraler Parameter: Der Flüssigboden musste über circa 100 Meter in die unteren Gewölbeebenen gepumpt werden. Hierfür verwendete die Giese Erdbau GmbH eine mobile Pumpe. Der Flüssigboden wurde auf die entsprechend erforderliche Fließfähigkeit eingestellt. Die CM30+ ist als mobile Anlage im Abrollcontainer-Format konzipiert und produziert den Flüssigboden vollständig vor Ort. Grundmaterial, Compound und Wasser werden direkt auf der Baustelle dosiert, gemischt und ausgeschleust. Im Unterschied zu anderen Flüssigboden-Mischanlagen entfällt damit ein separater Fahrmischer. Auf der Museumsinsel, mit ihren eingeschränkten Zufahrten und beengten Platzverhältnissen, bietet dieses Konzept einen erheblichen logistischen Vorteil. Die CM30+ wird von der RMS Remake Soil GmbH entwickelt und vertrieben. Vom selben Unternehmen stammen auch der Compound RMS-Gold Standard sowie die projektspezifischen Rezepturen für dieses Vorhaben. Zur Verfügung gestellt wurde die Mischanlage samt Know-how und Personal von der Max Kroker Bauunternehmung GmbH & Co aus Braunschweig.

Definierte Qualitäts- und Ausschreibungsstandards

Über gezielte Bohrungen wurden sechs Tage lang insgesamt circa 600 Kubikmeter Flüssigboden in die Hohlräume eingebracht
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Um den bisher noch nicht genormten Baustoff Flüssigboden mit einer transparenten und zielgerichteten Qualitätssicherung am Markt zu platzieren, hat sich seit dem Jahre 2010 die Bundesqualitätsgemeinschaft Flüssigböden e. V. (BQF) das Ziel gesetzt, Richtlinien für Ausschreibung und Qualitätssicherung zu definieren und deren Umsetzung in der Praxis sicherzustellen. Die BQF vergibt hierfür ein Qualitätszeichen, wenn alle Anforderungen an die fachgerechte Herstellung, durchzuführende Fremdüberwachungen und nachzuweisende Fachkunde erfüllt werden. Auch die Max Kroker Bauunternehmung ist Träger dieses Qualitätszeichens.

Die geplante Gesamtfertigstellung des Projekts ist für das Jahr 2037 vorgesehen, eine Teileröffnung erfolgt im Frühjahr 2027.

Bundesqualitätsgemeinschaft Flüssigböden e.V.
www.bqf-fluessigboden.de

 

René Radmacher (RMS Remake Soil GmbH), Lars Raiger (Giese Erdbau GmbH), Rico Giese (Giese Erdbau GmbH), Michael Baitz (Max Kroker Bauunternehmung GmbH & Co.), Kevin Giese (Giese Erdbau GmbH) und im Vordergrund Sebastian Geruschka (Bundes-Qualitätsgemeinschaft Flüssigböden e.V.) vor der mobilen Mischanlage (v.l.n.r.)
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