Bodenverhältnisse sind komplex, aber bekannt

Das Ergebnis der Untersuchungen entspricht im Großen und Ganzen dem, was aufgrund von Voruntersuchungen, die auf Veranlassung der Verkehrsministerien in Deutschland und Dänemark in den Jahren 1995 und 1996 durchgeführt worden waren, zu erwarten war. Jetzt besteht jedoch Gewissheit, dass die paläogenen Tonschichten in den küstennahen Bereichen von den Gletschern der Eiszeit stärker beeinflusst sind als bisher angenommen.

Die paläogene Tonschicht an der dänischen Küste liegt in so großer Tiefe, dass sie von den kommenden Bauarbeiten nicht berührt wird. Doch vor der deutschen Küste müssen in dieser Schicht Erdarbeiten vorgenommen werden, weil diese hier sehr dicht unter dem Meeresboden liegt.

Versuche im großen Maßstab

Um weitere geotechnische Informationen zu gewinnen und praktische Erfahrungen beim Arbeiten gerade in dieser Art von Tonschicht sammeln zu können, hat Femern A/S etwa einen Kilometer vor der deutschen Küste bei Puttgarden ein spezielles Probefeld angelegt. Hier werden bis Ende 2013 großflächige Versuche durchgeführt, die die Bewegungen im Erdreich unter verschiedenen Belastungsverhältnissen messen und überwachen.

Ziel der Versuche ist es, die Eigenschaften des Bodens zu bestimmen und zu untersuchen, wie sich die Kräfte der Natur auf tragende Konstruktionsteile auswirken.

Aus den Ergebnissen vom Probefeld kann man wichtige Erkenntnisse zu so wesentlichen Fragestellungen wie Setzungen und Hebungen des Bodens sowie zur Tragfähigkeit bei Gründung mit Pfählen und Bodenankern gewinnen.

Die Versuche mit der Gründung mittels Pfählen ist zugleich Teil eines Forschungs- und Entwicklungsprojekts, mit dem untersucht wird, wie sich die Tragfähigkeit der Pfähle im Laufe der Zeit verändert. Femern A/S beteiligt sich an dem Forschungsprojekt, das vom Geotechnischen Institut Norwegens geleitet wird.

Grafische Darstellung ausgewählter großflächiger Versuche im Probefeld vor der deutschen Küste

Geotechnische Bohrungen

2009 und 2010 hat Femern A/S in einem zwei Kilometer breiten Korridor östlich der Fährhäfen in Puttgarden und Rødbyhavn etwa 100 Bohrungen an Land und auf See durchgeführt. Die Bohrtiefe betrug 50-100 Meter unter der Erdoberfläche bzw. unter dem Meeresboden.

Ziel der Bohrungen war zum einen Bodenproben hoher Qualität zu sammeln und zum anderen die Festigkeit und andere wesentliche Eigenschaften des Bodens mittels Drucksondierung, dem sogenannten „Cone-Penetration-Test" zu messen.

Um sich frühere praktische Erfahrungen zunutze zu machen, hat Femern A/S entsprechende Bohrungen an der alten Brücke über den Kleinen Belt und an der Brücke über den Fehmarnsund in Deutschland vorgenommen. Beide Brücken gründen auf demselben Boden, der auch im Fehmarnbelt anzutreffen ist. Zudem wurden dort seit deren Eröffnung für den Verkehr im Jahr 1935 bzw. 1963 laufend Messungen durchgeführt.

Die Bohrungen für Femern A/S wurden von der holländischen Firma Fugro Engineers BV ausgeführt.

Laborversuche

Ausgewählte Teile der gesammelten Bodenproben aus den Bohrungen im Fehmarnbelt wurden in Speziallabors untersucht, um die Deformations- und Festigkeitseigenschaften des Bodens zu bestimmen. Untersucht wurden etwa 2500 Proben, was ca. 25 Tonnen Erdreich entspricht.

In komplexen Laborversuchen wurden die Bodenproben mit modernster Ausrüstung sozusagen wieder in den natürlichen Belastungszustand ihres Ursprungsorts versetzt und anschließend simulierten Beeinträchtigungen durch eine Baukonstruktion ausgesetzt.

Diese Laboruntersuchungen wurden von GEO für die Femern A/S durchgeführt.

Geophysikalische Messungen

Um ein besseres Verständnis von der Beschaffenheit des Bodens und des Meeresbodens zu erhalten, hat Femern A/S auch eine Reihe geophysikalischer Untersuchungen durchgeführt.

2009 kreuzte ein Schiff in einem größeren Gebiet im Fehmarnbelt, um mit Spezialausrüstung seismische Untersuchungen vorzunehmen. Ganz eng an der Route der Fährverbindung Puttgarden – Rødbyhavn wurden die Messungen in Fahrrinnen mit einem Abstand von nur 25 Metern vorgenommen.

Einzigartiges Positionsbestimmungssystem

Als Teil des geotechnischen Programms hat Femern A/S zusammen mit geodätischen Behörden in Deutschland und Dänemark ein spezielles Satellitenpositionsbestimmungssystem für das Fehmarnbeltprojekt errichtet.

Zwei Referenzstationen auf jeder Seite des Fehmarnbelts können Positionssignale von dem amerikanischen GPS-, dem russischen Glonass- und dem europäischen Galileo-System empfangen, berichtigen und weitersenden. Das ergibt sichere und genaue Positionsbestimmungen und ermöglicht es, die Feste Fehmarnbeltquerung mit hoher Sicherheit und Präzision zu planen und zu bauen. Im wahrsten Sinn des Wortes millimetergenau.