Kolloquium Bauen in Boden und Fels
kbbf
2510-7755
expert verlag Tübingen
kbbf151/kbbf151.pdf0222
2026
151
Baugrundverformungen infolge großflächiger Grundwasserentspannungen im Frankfurter Ton – Erkenntnisse aus Langzeitmessungen im Zuge des Bauvorhabens U5
0222
2026
Heiko Huber
Hendrik Ramm
Sven Kirchner
Der Stadtteil Europaviertel in Frankfurt am Main soll mittels schienengebundenem ÖPNV unter der Bezeichnung „Stadtbahnstrecke B, TA3 Europaviertel“ erschlossen werden. Hierzu realisiert die SBEV den Bau der Verlängerung der U-Bahnlinie U5 im Europaviertel in Frankfurt am Main mittels Tunnelvortriebsmaschine.
Im Zeitraum zwischen Januar 2019 und Juli 2024 erfolgte in diesem Zusammenhang eine Grundwasserentspannung für die Herstellung und den Betrieb der Startbaugrube. Seit Juni 2022 erfolgt zudem eine Grundwasserentspannung für die etwa 250 m östlich gelegene Station Güterplatz. Hierbei werden die druckwasserführenden Kalksteinbänke und Sandlagen des anstehenden Frankfurter Tons mittels Förderbrunnen und Entspannungslanzen entspannt.
Die eintretenden Verformungen des Baugrundes werden durch ein großräumiges und umfangreiches Monitoring, bestehend u. a. aus geodätischen Messpunkten, erfasst.
Es lassen sich Korrelationen zwischen der Grundwasserentspannung und den eingetretenen Baugrundverformungen feststellen. Weiterhin können anhand der Messergebnisse Rückschlüsse auf die Lage von zwei vermuteten geologischen Verwerfungen gezogen werden.
kbbf1510143
15. Kolloquium Bauen in Boden und Fels - Februar 2026 143 Baugrundverformungen infolge großflächiger Grundwasserentspannungen im Frankfurter Ton - Erkenntnisse aus Langzeitmessungen im Zuge des Bauvorhabens U5 Dr.-Ing. Heiko Huber CDM Smith SE, Bickenbach Dr.-Ing. Hendrik Ramm CDM Smith SE, Bickenbach Dipl.-Ing. Sven Kirchner SBEV - Stadtbahn Entwicklung und Verkehrsinfrastrukturprojekte Frankfurt GmbH, Frankfurt am Main Zusammenfassung Der Stadtteil Europaviertel in Frankfurt am Main soll mittels schienengebundenem ÖPNV unter der Bezeichnung „Stadtbahnstrecke B, TA3 Europaviertel“ erschlossen werden. Hierzu realisiert die SBEV den Bau der Verlängerung der U-Bahnlinie U5 im Europaviertel in Frankfurt am Main mittels Tunnelvortriebsmaschine. Im Zeitraum zwischen Januar 2019 und Juli 2024 erfolgte in diesem Zusammenhang eine Grundwasserentspannung für die Herstellung und den Betrieb der Startbaugrube. Seit Juni 2022 erfolgt zudem eine Grundwasserentspannung für die etwa 250 m östlich gelegene Station Güterplatz. Hierbei werden die druckwasserführenden Kalksteinbänke und Sandlagen des anstehenden Frankfurter Tons mittels Förderbrunnen und Entspannungslanzen entspannt. Die eintretenden Verformungen des Baugrundes werden durch ein großräumiges und umfangreiches Monitoring, bestehend u. a. aus geodätischen Messpunkten, erfasst. Es lassen sich Korrelationen zwischen der Grundwasserentspannung und den eingetretenen Baugrundverformungen feststellen. Weiterhin können anhand der Messergebnisse Rückschlüsse auf die Lage von zwei vermuteten geologischen Verwerfungen gezogen werden. 1. Bauvorhaben Durch eine zweigleisige Verlängerung der bestehenden Stadtbahnlinie U5 soll unter der Bezeichnung „Stadtbahnstrecke B, TA3 Europaviertel“ der derzeit neu entstehende Stadtteil Europaviertel in Frankfurt am Main mittels schienengebundenem ÖPNV erschlossen werden. Die geplante U-Bahnstrecke führt vom Platz der Republik (Anschluss an den Bestand) über den Güterplatz im Kreuzungsbereich Hohenstaufenstraße/ Osloer Straße. Der anschließende Abschnitt erreicht in Höhe von Warschauer und Stockholmer Straße die Mitte der Europa-Allee östlich der Emser Brücke (Boulevard Ost). Der Streckenverlauf ist in Abbildung 1 dargestellt. Abb. 1: Lageplan unterirdische Strecke 144 15. Kolloquium Bauen in Boden und Fels - Februar 2026 Baugrundverformungen infolge großflächiger Grundwasserentspannungen im Frankfurter Ton Die Tunnel im Bereich zwischen Station 1+474,5 und 2+311 wurden im Zeitraum zwischen August 2019 und Mai 2021 mittels Tunnelbohrmaschine von West nach Ost aufgefahren. Hierzu wurde eine Startbaugrube (Station 2+311 bis 2+389) hergestellt. Auswertungen zu Baugrundverformungen infolge Tunnelvortrieb werden in [1] gegeben. Im Bereich zwischen Station 2+071 und 1+898 befindet sich die Station Güterplatz (St. GP). Die Baugrube der Station Güterplatz hat eine Länge von ca. 170 m und eine Breite von ca. 37 m. Die Gründungssohle der Baugrube liegt bei etwa 73,5 mNN und somit rund 23,5-m unter Geländeoberkante. Die Baugrube wird mit einer Schlitzwand (Dicke 1,2-m) gesichert, die in drei Lagen mittels Betonsteifen ausgesteift ist. 2. Baugrund- und Grundwasserverhältnisse Gemäß der geologischen Karte Frankfurt am Main West stehen im Projektgebiet unterhalb der oberflächennahen Auffüllungen (Schicht 1) geringmächtige quartäre Deckschichten (Schicht 2) und quartäre San-de und Kiese (Schicht 3) bis etwa 6 m bis 8 m u. GOK an. Im Liegenden folgen tertiäre Schichten. Im Bereich der Station Güterplatz ist mit zwei Verwerfungen zu rechnen. Die genaue Lage dieser Verwerfungen war zu Beginn der Baumaßnahme nicht bekannt. Auf Grundlage der durchgeführten Baugrunderkundungen und der Befunde an den freigelegten Baugrubenwänden stellt sich das Baugrundmodell wie folgt dar, siehe hierzu Abbildung 2: Östlich der Station Güterplatz sowie im östlichen und mittleren Stationsbereich treten unterhalb des Quartärs miozäne Hydrobienschichten („Frankfurter Ton“) auf. Die Schichtoberkante zeigt einen annähernd horizontalen bis schwach welligen Verlauf. Der Frankfurter Ton besteht überwiegend aus Tonmergeln sowie vereinzelt aus reinen Tonen (Schicht 5b), die erfahrungsgemäß ausgeprägt plastisch (TA) vorliegen. In diesen Böden sind unregelmäßig und nicht horizontbeständig Hydrobiensande, Kalksande und Schneckensande (Schicht 5a) sowie Kalkstein- und Dolomitsteinbänke (Schicht 5c) eingeschaltet. Die Mächtigkeit der im Projektgebiet erkundeten Kalksteinbänke wurde vorrangig mit wenigen Dezimetern, vereinzelt bis rund 2-m erkundet. Im westlichen Teil der Station Güterplatz finden sich unterhalb des Quartärs pliozäne Sande (Schicht 4a) und Schluffe (Schicht 4b). Die Oberfläche des miozänen Frankfurter Tons steht hier signifikant tiefer als im mittleren bzw. östlichen Baugrubenteil an. Der Versatz tritt innerhalb einer kurzen Distanz auf. Die Versatzhöhe beträgt etwa 15 m. Im weiteren Trassenverlauf nach Westen zeigt die Schichtoberfläche des Frankfurter Tons deutliche Ungleichmäßigkeiten. Die Trasse durchfährt zwei Grundwasserstockwerke. In den quartären Sanden und Kiesen (Schicht 3) ist ein Porengrundwasserleiter ausgebildet, der im westlichen Bauabschnitt mit dem dort tief reichenden Pliozän (Schicht 4) hydraulisch in Kontakt steht. Innerhalb der miozänen Schichtfolgen bilden die vorherrschenden Tone (Schicht 5b) Grundwassersperrschichten. Dagegen sind die eingeschalteten Sande (Schicht 5a) mäßig bis stark wasserführend. Die Kalksteine (Schicht-5c) bilden einen Kluftgrundwasserleiter, der sehr stark durchlässig vorliegen kann. Das Grundwasser in den wasserführenden Schichten des Frankfurter Tons steht gespannt an. Die Druckspiegel liegen etwa auf dem Niveau des freien Grundwassers in den Schichten 3 und 4. Abb. 2: Baugrundschnitt 15. Kolloquium Bauen in Boden und Fels - Februar 2026 145 Baugrundverformungen infolge großflächiger Grundwasserentspannungen im Frankfurter Ton 3. Grundwasserentspannung Im Bereich der Startbaugrube wurde im Zeitraum von Januar 2019 bis Juli 2024 eine Grundwasserentspannung betrieben. Zur Sicherung der Baugrubensohle gegen Auftrieb und hydraulischen Grundbruch wurden hierzu innerhalb der Baugrube vertikale Entspannungslanzen und mit Pumpen bestückte Entspannungsbrunnen bis in Tiefen von 54,5-mNN hergestellt (Abb. 2). Ergänzend erfolgte im Juni 2022 die Inbetriebnahme der Entspannungswasserhaltung für die Baugrube der Station Güterplatz. Hierzu wurden in der Längsachse der Baugrube insgesamt 18 Entspannungsbrunnen mit einem Ausbaudurchmesser DN-300 und einer Tiefe von rund 55-m hergestellt (Abb. 2). Die Entspannungslanzen der Station Güterplatz wurden umlaufend vor der Baugrubenumschließung im Abstand von 4 m zueinander innerhalb der Baugrube hergestellt. Die Tiefe der rund 110-Entspannungslanzen (Ausbaudurchmesser DN 50) beträgt etwa 55 m. Die Höhe der Entspannung wurde mit fortlaufendem Baugrubenaushub sukzessive angepasst und die maximale Absenkung des Grundwasserdruckniveaus im Juni-2024 erreicht. Die maximale Förderrate betrug im Oktober 2024 etwa 850 m³/ d. Mit voranschreitendem Ausbauzustand wird die Grundwasserentspannung auf das jeweils nötigste Maß reduziert. So wurde im November 2024 das Absenkziel auf etwa 74,5 mNN reduziert. Die Wasserhaltung wird voraussichtlich noch bis in das Jahr 2027 betrieben. Mit den Entspannungsbrunnen und -lanzen wird ein Entspannen der druckwasserführenden Schichten (Kalksteinbänke, Sandlagen) innerhalb des miozänen Tons erzielt. Im Nahbereich der Startbaugrube, der Station Güterplatz sowie in einem großflächigen Umfeld um das Tunnelbauprojekt werden die Grundwasserstände u. a. mittels Porenwasserdruckgebern gemessen. Nachfolgende Abbildung 3 zeigt den Isolinienplan der Grundwasserentspannung vom April 2021 im Bereich der Startbaugrube-[3] vor der Inbetriebnahme der Entspannungswasserhaltung an der Station Güterplatz. Abb. 3: Isolinienplan Grundwasserentspannung im Bereich Startbaugrube, April 2021 [3] Demnach lässt sich eine räumliche Abgrenzung des Einflussbereichs der Entspannungswasserhaltungsmaßnahmen erkennen: Im Westen des Blattausschnittes zeigen sich annähernd kreisförmige Isolinien um die Startbaugrube. Östlich der Startbaugrube zeigen sich von Nord- West nach Süd-Ost verlaufende Isolinien mit Höhen von 84,0 mNN bis 92,0 mNN, die annähernd direkt aufeinander liegen. Sie verdeutlichen die Lage und den Einfluss der Verwerfung, die im Westen der Station Güterplatz sowohl mittels Bohrungen als auch im Zuge des Baugrubenaushubs erkundet wurde. Die Startbaugrube liegt westlich der Verwerfung. Der Betrieb der Entspannungswasserhaltung in der Startbaugrube beeinflusst gemäß Abbildung 3 den Druckwasserspiegel in dem östlich der Verwerfung vorhandenen Frankfurter Ton nicht. 4. Verformungsmessungen In Folge der Grundwasserentspannungen für die beiden Baugruben sowie der Tunnelbauaktivitäten ist im Projektgebiet mit Baugrundverformungen zu rechnen. Entsprechend wird ein umfangreiches Monitoring betrieben. Hierbei wurden u. a. an rund 700 geodätischen Messpunkten, die mitunter in über 100 Messquerschnitten im Nahbereich der Startbaugrube, an Gebäuden im Umfeld der Baumaßnahme und an Straßenbahnschienen angeordnet sind, die Verformungen in regelmäßigen Abständen erfasst. Für die nachfolgenden Bewertungen ausgewählter Verformungsmessungen an Gebäuden im Umfeld der Station Güterplatz wurden die erfassten Verformungen mit Beginn der Entspannungswasserhaltung der Station Güterplatz zu null gesetzt. Einflüsse aus vorlaufenden Bauaktivitäten können somit annähernd ausgeschlossen werden. Innerhalb der Baugrube der Station Güterplatz wurden mittels Extensometern Hebungen im Bereich zwischen 24 mm und 107 mm festgestellt. Auf der Schlitzwand zeigten sich deutlich geringere Hebungen von 0 mm bis 15 mm. Bereits wenige Meter außerhalb der Baugrubenumschließung überlagern die Setzungen der Grundwasserentspannung die Hebungen der Aushubentlastung. So 146 15. Kolloquium Bauen in Boden und Fels - Februar 2026 Baugrundverformungen infolge großflächiger Grundwasserentspannungen im Frankfurter Ton zeigt beispielsweise der Messquerschnitt QB18, der von Nord nach Süd in etwa durch die Baugrubenmitte verläuft, maximale Hebungen auf der nördlichen und südlichen Schlitzwandseite von 15 mm. In einem Abstand von etwa 5 m bzw. etwa 16 m wurden maximale Setzungen von 21 mm bzw. 34 mm erfasst. Es lässt sich zusammenfasen, dass die Hebungen der Aushubentlastung nur einen geringen räumlichen Einflussbereich aufweisen. 4.1 Verformungen im nord-östlichen Umfeld der Station Güterplatz Etwa 20 m nördlich der Station Güterplatz befindet sich das rund 180 m hohe Wohnhochhaus Grand Tower. Der Grand Tower wurde auf einer Kombinierten Pfahl-Plattengründung mit Pfahllängen von bis zu 45 m gegründet. Etwa 30 m nord-östlich der Station Güterplatz befindet sich das Bürogebäude Osloer Straße 2, das derzeit von der Sparda-Bank Hessen genutzt wird. Das Gebäude hat sechs Obergeschosse und ist vermutlich flach gegründet. Genaue Angaben hierzu liegen nicht vor. Infolge der Grundwasserentspannung der Station Güterplatz zeigen sich im Bereich des Grand Tower maximale Setzungen von etwa 31 mm bis 34 mm im Oktober 2024, siehe Abbildung 4. Abb. 4: Verformungen nord-östlich der Station Güterplatz Im Bereich des Bürogebäudes Osloer Straße 2, das annähernd gleich weit entfernt zur Station Güterplatz liegt wie der Grand Tower, zeigen sich im Oktober 2024 etwas höhere Setzungen im Bereich von 35 mm bis 40 mm. Es ist zu vermuten, dass diese vergleichsweise hohen Setzungen auf die Flachgründung dieses Gebäudes zurückzuführen sind. Beide Gebäude zeigen eine deutliche Korrelation zwischen Grundwasserentspannung der Station Güterplatz und der Zunahme der Setzungen. Etwa 4 Monate nach Erreichen des Absenkziels von 72,4 mNN zeigen die gemessenen Setzungen eine Stagnation. Eine Beeinflussung beider Gebäude durch die Grundwasserentspannungsmaßnahmen im Bereich der Startbaugrube kann nicht festgestellt werden. Dies zeigt sich deutlich durch eine mangelnde Reaktion nach Abschaltung der Grundwasserentspannung der Startbaugrube im Juli 2024, vergleiche [1]. Bezogen auf die Höhe der Grundwasserentspannung der Station Güterplatz von etwa 19,1 m ergeben sich mittlere Setzungen von etwa 1,7 mm/ m und maximale Setzungen von etwa 1,8 mm/ m für den Grand Tower sowie mittlere Setzungen von etwa 1,9 mm/ m und maximale Setzungen von etwa 2,1 mm/ m für das Gebäude Osloer Str. 2. 4.2 Verformungen im nord-westlichen Umfeld der Station Güterplatz Etwa 15 m nord-westlich der Station Güterplatz befindet sich das Einkaufszentraum Skyline Plaza. Das Gebäude weist eine Tiefgarage auf und ist auf einer Kombinierten Pfahl-Plattengründung mit Pfahllängen von bis zu 30 m gegründet. Im Bereich des Gebäudes zeigt sich eine Korrelation zwischen Grundwasserentspannung der Station Güterplatz und der Zunahme der Setzungen. Etwa 4 Monate nach Erreichen des Absenkziels von 72,4 mNN zeigen die gemessenen Setzungen eine Stagnation, siehe nachfolgende Abbildung 5. Abb. 5: Verformungen nord-westlich der Station Güterplatz Infolge der Grundwasserentspannung der Station Güterplatz stellten sich im Bereich des Skyline Plaza Setzungen von etwa 20 mm bis 46 mm im November 2024 ein. Bei Betrachtung der Setzungs-Isolinien (Abb. 7) zeigen sich die maximalen Setzungen erwartungsgemäß im Nahbereich der Station Güterplatz. So betragen die Setzungen im südlichen Bereich des Gebäudes im November 2024 etwa 37 mm bis 46-mm. Jedoch stellt sich die Abnahme der Setzungen mit zunehmendem Abstand zur Station Güterplatz nicht nach Norden hin, sondern deutlich nach Westen hin dar, was auf eine Störung der geologischen Situation in diesem Bereich hindeutet. Verdeutlicht wird diese Vermutung bei Betrachtung der Setzungen im Bereich des Gebäudes Den Haager Str. 5, vergleiche Kapitel 4.4. Eine Beeinflussung des Gebäudes Skyline Plaza durch die Abschaltung der Grundwasserentspannungsmaßnahmen im Bereich der Startbaugrube kann nicht festgestellt werden. 15. Kolloquium Bauen in Boden und Fels - Februar 2026 147 Baugrundverformungen infolge großflächiger Grundwasserentspannungen im Frankfurter Ton Bezogen auf die Höhe der Grundwasserentspannung der Station Güterplatz von etwa 19,1 m ergeben sich im südlichen Bereich des Skyline Plaza mittlere Setzungen von etwa 2,2 mm/ m und maximale Setzungen von etwa 2,4-mm/ m. 4.3 Verformungen im südlichen Umfeld der Station Güterplatz Der Hochhauskomplex The Spin und Eden Tower befindet sich etwa 10 m südlich der Station Güterplatz. Die Hochhäuser weisen 32 bzw. 27 Obergeschosse und je 2-Untergeschosse auf und wurden auf einer Kombinierten Pfahl-Plattengründung mit insgesamt 69 Pfählen mit Bohrpfahllängen bis zu 42 m gegründet. Im Zentrum des Hochhauskomplexes wurden im Dezember 2024 Setzungen von bis zu 49 mm erfasst, die sich im Bereich des Gebäudekomplexes nach Süd-Westen und Süd-Osten auf etwa 22 mm kreisförmig verringern, siehe nachfolgende Abbildungen 6 und 7. Abb. 6: Verformungen südlich der Station Güterplatz Im Bereich des Hochhauskomplexes zeigt sich eine Korrelation zwischen Grundwasserentspannung der Station Güterplatz und der Zunahme der Setzungen. Etwa fünf Monate nach Erreichen des Absenkziels von 72,4 mNN zeigen die gemessenen Setzungen eine Stagnation. Eine Beeinflussung des Hochhauskomplexes durch die Abschaltung der Grundwasserentspannungsmaßnahmen im Bereich der Startbaugrube kann nicht festgestellt werden. Bezogen auf die Höhe der Grundwasserentspannung der Station Güterplatz von etwa 19,1 m ergeben sich mittlere Setzungen von etwa 1,9 mm/ m und maximale Setzungen von etwa 2,6 mm/ m. 4.4 Verformungen im weiteren Umfeld der Station Güterplatz Nachfolgender Isolinienplan zeigt die Setzungen im Umfeld Entspannungswasserhaltung der Station Güteplatz. Abb. 7: Isolinienplan der Setzungen im Umfeld der Station Güterplatz Wie vorstehend beschrieben, zeigen sich deutliche Korrelationen zwischen der Grundwasserentspannung der Station Güterplatz und den gemessenen Setzungen im Bereich des Grand Towers und der Osloer Straße 2, des Skyline Plaza sowie dem Hochhauskomplex The Spin und Eden Tower. Südlich des Hochhauskomplexes The Spin und Eden Tower befinden sich die Gebäude Mainzer Landstraße 151, 153, 155 und 157 mit Abständen von etwa 80 m bis 250-m zur Station Güterplatz. Westlich des Hochhauskomplexes The Spin und Eden Tower befinden sich die Gebäude Mainzer Landstraße 144, 146 und 148 sowie Frankenallee 25 mit Abständen von etwa 30-m bis 130 m zur Station Güterplatz. Westlich des Skyline Plaza befindet sich das Gebäude Den Haager Straße 5 (Abb. 7). Auch diese Gebäude zeigen eine Korrelation der gemessenen Setzungen und der Grundwasserentspannung der Station Güterplatz. Jedoch lässt sich hier eine unterschiedlich stark ausgeprägte Beeinflussung durch die Grundwasserentspannung der Startbaugrube erkennen. Dies wird verdeutlicht mit den nachfolgenden Abbildungen. Abbildung 8 zeigt die Setzungen entlang einer Schnittführung durch die Punkte 628_B, 629_B und 630_B, die sich nördlich der Station Güterplatz im Bereich der Gebäude Skyline Plaza und Den Haager Straße 5 befinden. Trotz des geringen Abstands der Punkte zueinander von etwa 40 m (628_B zu 629_B) bzw. etwa 22-m (629_B zu 630_B) weisen die Punkte deutlich unterschiedliche Setzungsverläufe auf. Mit Abschalten der Grundwasserentspannung der Startbaugrube im Juli 2024 zeigt der Messpunkt 630_B (Skyline Plaza) wie beschrieben keine Reaktion, während die anderen Messpunkte einen mäßigen (7 mm Hebungen bei 629_B) bzw. deutlichen (9 mm Hebungen bei 628_B) Rückgang der Setzungen erkennen lassen. 148 15. Kolloquium Bauen in Boden und Fels - Februar 2026 Baugrundverformungen infolge großflächiger Grundwasserentspannungen im Frankfurter Ton Abb. 8: Ausgewählte Messpunkte im Schnitt Nord Abbildung 9 zeigt die Setzungen entlang einer Schnittführung durch die Punkte 033_F, 042_F und 263_B, die sich westlich der Station Güterplatz im Bereich der Frankenallee und des Gebäudes Europa-Allee 23 befinden. Trotz des geringen Abstands der Punkte zueinander von etwa 15 m (033_F zu 042_F) bzw. etwa 12- m (042_F zu 263_B) weisen die Punkte deutlich unterschiedliche Setzungsverläufe auf, die nicht auf eine unterschiedliche Gründungsart oder ähnliches zurückgeführt werden können. Mit Abschalten der Grundwasserentspannung der Startbaugrube im Juli 2024 zeigt der Messpunkt 263_B keine Reaktion, während die anderen Messpunkte einen geringen (4 mm Hebungen bei 042_F) bzw. deutlichen (7-mm Hebungen bei 045_F) Rückgang der Setzungen erkennen lassen. Abb. 9: Ausgewählte Messpunkte im Schnitt West Abbildung 10 zeigt die Setzungen entlang einer Schnittführung durch die Punkte 045_F, 046_F und 370_B, die südlich der Station Güterplatz im Bereich der Gebäude Frankenallee 23 und dem Gebäudekomplex The Spin und Eden Tower befinden. Trotz des geringen Abstands der Punkte zueinander von etwa 47-m (045_F zu 046_F) und etwa 28 m (046_F zu 370_B) weisen die Punkte deutlich unterschiedliche Setzungsverläufe auf. Mit Abschalten der Grundwasserentspannung der Startbaugrube im Juli 2024 zeigt der Messpunkt 370_B (Gebäudekomplex The Spin und Eden Tower) wie beschrieben keine Reaktion, während die anderen Messpunkte einen geringen (4 mm Hebungen bei 046_F) bzw. deutlichen (8 mm Hebungen bei 045_F) Rückgang der Setzungen erkennen lassen. Abb. 10: Ausgewählte Messpunkte im Schnitt Süd Insgesamt zeigen die vorstehenden Abbildungen 8 bis 10 jeweils auf einer Strecke von nur wenigen Metern deutliche Unterschiede des Einflussbereichs der Entspannungswasserhaltung der Startbaugrube auf verschiedene Messpunkte. Diese können nicht auf unterschiedliche Gründungsarten der aufgehenden Bebauung zurückgeführt werden. Es lässt sich vermuten, dass dies auf den Einfluss der Verwerfung zurückzuführen ist. Durch Übertragung der vorstehend beschriebenen Vorgehensweise auf sämtliche Messpunkte im Projektgebiet lassen sich klar Bereiche im Projektgebiet unterscheiden, die eine deutliche, eine geringe bis mäßige oder keine Reaktion auf die Abschaltung der Grundwasserentspannung der Startbaugrube zeigen. Nachfolgende Abbildung 11 zeigt zusammenfassend einen Lageplan des Einflussbereichs der Entspannungswasserhaltung der Startbaugrube. Hierin ist der Bereich der Messpunkte grün hinterlegt, die eine deutliche Reaktion auf die Abschaltung der Grundwasserentspannung der Startbaugrube zeigen. Rot hinterlegt ist der Bereich, in dem die Messpunkte keine Reaktion auf die Abschaltung der Grundwasserentspannung der Startbaugrube zeigen. Zwischen diesen Bereichen zeigt sich eine schmaler Übergangsbereich in einer Größenordnung von etwa 20- m bis 50 m Breite, der ca. in Richtung NNW-SSE westlich des Skyline Plaza und des Gebäudekomplexes The Spin und Eden Tower verläuft (in Abbildung 11 gelb hinterlegt). Südlich des Gebäudekomplexes The Spin und Eden Tower zeigt sich ein weiterer Übergangsbereich der ca. in Richtung SW-NE verläuft (Abb. 11). 15. Kolloquium Bauen in Boden und Fels - Februar 2026 149 Baugrundverformungen infolge großflächiger Grundwasserentspannungen im Frankfurter Ton Abb. 11: Einflussbereich der Entspannungswasserhaltung Startbaugrube Es wird vermutet, dass es sich hierbei um zwei Scherzonen bzw. die in der geologischen Karte (GK 25) ausgewiesenen Verwerfungen handelt, die das westliche Projektgebiet vom östlichen trennen. Durch die Scherzonen bzw. die Verwerfungen sind die wasserführenden Kalksteinbänke und Sandlagen innerhalb des miozänen Frankfurter Tons abgeschert und höhenmäßig versprungen. Eine hydrogeologische Interaktion der beiden Bereiche ist hierdurch weitestgehend unterbunden, was sich in den dargestellten Betrachtungen an den drei Schnitten zeigt. In Abbildung 11 ist die Lage der in der GK 25 ausgewiesenen Verwerfungen strichliert in gelber Farbe dargestellt. Anhand der hier vorgelegten Messwerte und Erkenntnisse wird vorgeschlagen, den Verlauf der Verwerfungen wie in Abbildung 11 strichliert in roter Farbe dargestellt anzupassen. Demnach verläuft eine Verwerfung ca. in Richtung NNW-SSE, d. h. in Richtung der Querstörungen im Taunus/ der Schollengrenzen im nördlichen Oberrheingraben. Hierbei handelt es sich um die Verwerfung, die schon im Zuge der geotechnischen Erkundung bzw. im Zuge des Baugrubenaushubs direkt aufgeschlossen wurde. Die nordöstliche Bruchscholle befindet sich dabei mit einer Versatzhöhe von ca. 15 m in Höhenlage gegenüber der westlichen Bruchscholle. Die zweite Verwerfung verläuft ca. in Richtung SW nach NE und somit in erzgebirgischer Streichrichtung. Diese Verwerfung ergibt sich ausschließlich aus den indirekten Messergebnissen. 5. Zusammenfassende Bewertung 5.1 Verformung in Abhängigkeit der Grundwasserentspannung Anhand umfangreicher und langandauernder geodätischer Messungen im Zuge des Bauvorhabens U5 in Frankfurt am Main konnte die Zeitabhängigkeit der zu erwartenden Baugrundverformungen infolge großflächiger Grundwasserentspannungen im Frankfurter Ton anhand von Langzeitmessungen bestimmt werden. Bezogen auf die Höhe der Grundwasserentspannung der Station Güterplatz von etwa 19,1 m, ergeben sich in Abhängigkeit der Entfernung der Messpunkte zur Grundwasserentspannung sowie in Abhängigkeit der Gründungsart maximale Setzungen zwischen etwa 1,8-mm/ m und 2,6 mm/ m. Nachfolgende Tabelle 1 fasst die erfassten Setzungen ausgewählter Gebäude im Umfeld der Grundwasserentspannung der Station Güterplatz zusammen. Tab. 1: Setzungen ausgewählter Gebäude Gebäude (ca.-Abstand zur Station Güterplatz) Gründung (Tiefe max.) Setzungen max. [mm] Setzungen pro Entspannung [mm/ m] Grand Tower (20 m) tief (45 m) 34 1,8 Osloer Str. 2 (30 m) vermutlich flach 40 2,1 Skyline Plaza (15 m) tief (30 m) 46 2,4 The Spin/ Eden Tower (10 m) tief (42 m) 49 2,6 Die ermittelten Setzungen treten großräumig und relativ gleichförmig um die Station Güterplatz auf. Differenzverformungen benachbarter Messpunkte sind gering, was insgesamt zu geringen Winkelverdrehungen führte. Bauwerksschäden an Gebäuden infolge der langjährigen und tiefreichenden Grundwasserentspannung der Station Güterplatz im Umfeld der Maßnahme konnten nicht festgestellt werden. 5.2 Hydrogeologische Störungszone In der geologischen Karte von Frankfurt am Main West werden im Projektgebiet zwei Verwerfungen ausgewiesen. Anhand der im Projektgebiet durchgeführten Baugrunderkundungen konnte der Verlauf der Verwerfungen/ Scherzonen auf den westlichen Bereich der Station Güterplatz eingegrenzt werden. Der Verlauf konnte im Zuge des Baugrubenaushubs der Station Güterplatz weiter präzisiert werden. Anhand der umfangreichen geodätischen Messpunkte im Projektgebiet und Messungen von langer Laufzeit kann der großräumige Verlauf der Verwerfungen/ Scherzonen weiterhin in einem höheren Detaillierungsgrad als bisher möglich abgeschätzt werden. 150 15. Kolloquium Bauen in Boden und Fels - Februar 2026 Baugrundverformungen infolge großflächiger Grundwasserentspannungen im Frankfurter Ton Literatur [1] Huber, H., Schäfers, P., v. d. Werth, H. Kirchner, S., Grübl, F.: Erfahrungen aus dem ersten modernen maschinellen Tunnelvortrieb im Frankfurter Ton am Projekt U5, Mitteilungen des Institutes für Geotechnik der Technischen Universität Darmstadt, Heft Nr. 113, Vorträge zum 28. Darmstädter Geotechnik-Kolloquium am 09. März 2022. [2] Huber H., Kirchner, S., v. d. Werth, H.: Langzeitabhängigkeit der Baugrundverformungen von Grundwasserentspannungen im Frankfurter Ton am Beispiel Projekt U5, TAE: 13. Kolloquium Bauen in Boden und Fels, 01.-02.02.2022. [3] BGU Dr. Brehm & Grünz GbR: Monitoring zu den hydraulischen und hydrochemischen Auswirkungen des Baus der Grundstrecke B, Teilabschnitt- 3 Europaviertel in Frankfurt am Main, Monatsbericht April 2021, 27.05.2021.
