Geotechnische Aspekte beim Bau der Großforschungsanlage FAIR

In Darmstadt entsteht derzeit mit dem neuen Teilchenbeschleuniger FAIR eine der weltweit größten Forschungsanlagen. Herzstück von FAIR ist ein großer, unterirdischer Ringbeschleuniger von 1,1 km Länge, an den sich 24 Gebäude und Tunnelabschnitte anschließen, die Raum bieten für 3,5 km Strahlführung, für Experimentier- und Speicherringe sowie für riesige Teilchendetektoren. Wegen der Anforderungen des Strahlenschutzes sind die Wände und Decken der Bauwerke, deren Gründungssohle sich z. T. bis 21 m unter der Geländeoberfläche befindet, bis zu 8 m dick.
Um die In-situ-Verformungseigenschaften des Baugrunds, i. W. kompressible Ablagerungen des Pliozän und Miozän, besser einschätzen zu können, wurde eine Probeschüttung aufgebracht sowie Pfahlprobebelastungen und Ankerzugversuche durchgeführt. Auf Grundlage dieser Untersuchungen sowie von 3D-Finite-Elemente-Berechnungen wurden als Gründungen für die setzungsempfindlichen Bauwerke Kombinierte Pfahl-Plattengründungen gewählt, mit denen die Setzungen und die Winkelverdrehungen auf ein verträgliches Maß reduziert werden. In der ersten Bauphase wurden bereits ca. 1 350 Gründungspfähle mit einer Gesamtbohrlänge (inkl. Leerbohrungen) von rd. 60 000 m und max. Bohrlängen von bis zu 62 m hergestellt.
Im Rahmen dieses Beitrags werden die Ergebnisse der Probebelastungen präsentiert sowie geotechnische Aspekte bei der Planung der tiefen Baugruben und der Gründung im Hinblick auf die außergewöhnlichen Projektrandbedingungen diskutiert.

Geotechnical aspects in the construction of the major research facility FAIR
With the new particle accelerator FAIR one of the world's largest research facilities is currently designed and build in Darmstadt. The centerpiece of FAIR is a large underground ring accelerator with a length of 1.1 km, connected to 24 buildings and tunnel sections that provide space for 3.5 km of beam guidance, for experimental and storage rings, as well as for giant particle detectors. Because of the requirements of radiation protection, the walls and ceilings of the buildings, some of them with foundation levels 21 m below ground level, are up to 8 m thick.
In order to evaluate the in-situ stiffness of the soil layers (mainly compressible soils of the Pliocene and Miocene) a test embankment was applied and pile load tests as well as anchor pull-out tests have been carried out. Based on these investigations and 3D finite element analyses, it was decided to found the structures extremely sensitive to deformations on piled rafts, which allow for a reduction of settlements, differential settlements and rotations to a tolerable level. In a first construction phase, approximately 1,350 foundation piles with a total drilling length of approximately 60,000 m (including empty bores) and maximum drill lengths of up to 62 m have already been installed.
Within the scope of this paper, the results of the load tests are presented as well as geotechnical aspects in the design of the deep excavations and the foundation with regard to the exceptional project boundary conditions.