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Reportage: Bereicherung für Singapur


PROTRADER - epaper ⋅ Ausgabe 12/2018 vom 20.11.2018

An der Straße von Singapur blickt ein monumentaler Hotelkomplex weit hinaus auf den Indischen Ozean. Hochgezogen vom weltweit größten Entwickler großer Casino- und Hotelkomplexe ist das Marina Bay Sands jedoch nicht nur ein überaus spektakulärer Bau, sondern vor allem auch eines: Eine gigantische Gelddruckmaschine, die in Summe stattliche 0,8 Prozent zum Bruttoinlandsprodukt des Stadtstaates beiträgt


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Bildquelle: PROTRADER, Ausgabe 12/2018

Branche
Hochbau

Reportage
Bereicherung für Singapur

Esist gewissermaßen über Nacht zum neuen Wahrzeichen des Stadtstaates Singapur geworden: Das prägnante Marina Bay Sands, ein riesiger, rund 20 Hektar ...

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Esist gewissermaßen über Nacht zum neuen Wahrzeichen des Stadtstaates Singapur geworden: Das prägnante Marina Bay Sands, ein riesiger, rund 20 Hektar umfassender Resort-Komplex, zu dem unter anderem ein Hotel, ein Casino, ein Konferenz- und Ausstellungszentrum, ein Kunst- und Wissenschaftsmuseum, zwei Theatersäle sowie zahllose Restaurants, Bars und Nachtclubs gehören. Die ihm zuteilwerdende Aufmerksamkeit verdankt das Marina Bay Sands allerdings nicht allein seiner Größe und seiner exponierten Lage auf Marina South, einer in die Straße von Singapur ragenden Landzunge an der Mündung des Singapore River und des Kallang River, sondern auch seiner spektakulären Gestalt, die im Wesentlichen von drei Hoteltürmen dominiert wird, die auf 198 Meter Höhe durch eine als 57. Stock gezählte, 340 Meter lange Dachterrasse verbunden sind.
Das im Auftrag der in Paradise, Nevada, ansässigen Las Vegas Sands Corporation gebaute Resort steht mit seinem Gigantismus und all dem Pomp in einer Reihe mit diversen anderen von dem international führenden Entwickler zumeist riesiger Hotelkomplexe hochgezogenen Projekten. Entworfen vom Architekten und in Harvard als Professor lehrenden Moshe Safdie kommt das Marina Bay Sands mit seinen drei 55-stöckigen Hoteltürmen auf insgesamt 2561 Zimmer, das in den Komplex integrierte Casino beeindruckt mit einer auf vier Ebenen verteilten Gesamtfläche von 15.000 Quadratmetern und bietet Platz für mehr als 600 Tische und 2500 Einarmige Banditen. Hinzu kommen ein Konferenzzentrum mit 9000 Quadratmetern Fläche, ein Ausstellungszentrum mit weiteren 5000 Quadratmetern sowie eine Shopping Mall mit stattlichen 74.322 Quadratmetern Fläche. Doch stehen hier nicht die zahllosen Superlative des Komplexes im Vordergrund. Vielmehr sind es die aus seiner bombastischen Gestalt herrührenden immensen Herausforderungen, die einen Blick auf die vor ziemlich genau acht Jahren abgeschlossene Bauphase lohnen.

Ein Stapel Spielkarten als Inspiration: Moshe Safdies Entwurf für das Hotel. Davor Kunstmuseum, Theater, Casino und Convention Center (v.l.n.r.)


Gründung im weichen Schlick

Denn die Lage des Mega-Baus in unmittelbarer Nähe zum Indischen Ozean verlangte wegen der dort in den oberen Erdschichten vorherrschenden Schwemmböden nach einer immens aufwändigen und tiefreichenden Gründung. Hinzu kam, dass der Untergrund unter dem erst wenige Jahre zuvor rekultivierten Areal von einer tiefreichenden ehemaligen Küstenbefestigung durchzogen war, welche den Gründungsbereich des südlichen und des mittleren Turmes durchschnitt. Da die Standflächen dieser Türme überdies wesentlich breiter als jene des Nordturmes ausfielen, und sie damit auch von erheblich höheren statischen Lasten beaufschlagt werden würden, entschied man sich für eine deutlich massivere Unterkonstruktion, die in der Folge eine großflächige rund zwanzig Meter hinabreichende Freilegung des Untergrunds verlangte.

Im Falle des südlichen Turmes 1 erfolgte dies innerhalb einer kreisrund in den Boden getriebenen, 103 Meter durchmessenden Stützwand, im Falle des mittleren Turmes innerhalb einer ovalförmigen Stützwand. Erst nach dem Aushub der oberen Erdschichten konnte mit dem teilweisen Abtrag der alten Struktur begonnen sowie zeitgleich ein dichtes Netz von Bohrpfählen in den Grund getrieben werden, die wegen des zu erwartenden Gewichts der Konstruktion bis zu 80 Meter weit in tiefer liegende, ältere und daher deutlich härtere Ablagerungen reichen mussten. Neben den klassischen Bohrpfählen kam bei den Gründungsarbeiten auch das vor allem im Staudammbau angewandte Jet Grouting zum Einsatz, bei dem das Bodenmaterial durch eine Druckinjektion großer Mengen von Beton verfestigt wird. Hier wurden an manchen Tagen bis zu 1200 Kubikmeter Beton in den Boden gepresst.

Plan der Fundamente des Marina Bay Sands: der kreisrunden Bodenplatte des Südturmes (links) und der ovalen Bodenplatte des mittleren Turmes. Man erkennt, dass die Standfläche der Türme nach Norden (rechte Seite) hin schmaler wird


Die Baugrube des mittleren Turmes. Die 20 Meter tiefe Grube entstand im Schutze einer massiven Mauer


Frühphase des Baus mit gerade eben sichtbaren Turmstümpfen (links) und den Baugruben der Vorbauten


Abenteuerliche Schieflage im Hochbau

Noch weitaus größere Hürden stellten sich Generalunternehmer Ssangyong Engineering & Construction im anschließenden Hochbau entgegen. Hauptproblem hier waren die bedenklich gekrümmten östlichen Flanken der aus jeweils zwei gegeneinander versetzten Scheiben gebildeten 55-stöckigen Türme. Deren von Safdie Architects im unteren Bereich, insbesondere des südlichen und des mittleren Turmes, vorgesehene haarsträubende Schieflage führt dazu, dass sie sich der gegenüberliegenden Turmflanke immer weiter annähern und schließlich im 23. Stock bis auf wenige Meter genähert haben. Hier stützen sie sich über eine massive geschosshohe Stahlkonstruktion, welche die verbleibende Distanz überbrückt, gegenseitig ab und bilden damit ein statisch stabiles Dreieck. Wie allerdings sollte man die in den östlichen Flanken auftretenden, gewaltigen Scherkräfte bis zum Erreichen dieser Rendezvous-Höhe beherrschen?

Der Südturm ist wegen der extremen Schieflage der Ostflanke erst nach Passieren des 23. Stockwerks wirklich stabil


Reale Gebäudekontur (blau) und aus der Schieflage der Ostflanke resultierender latenter Kräfteverlauf (schwarz)


Auf Höhe des 7. Stocks werden die Scherkräfte der labilen Ost flanke des Südturmes von einer Stahlkonstruktion abgefangen


Klarheit über diese Fragen brachten umfangreiche, bereits zu Beginn des Planungsprozesses durchgeführte Baustufenanalysen, welche die Stabilität des Baus und das Ausmaß der Beanspruchung unterschiedlicher Gebäudeteile während verschiedener Montageszenarien quantifizierten. Die Studie kam zu dem Schluss, dass umfangreiche zeitweilige Hilfskonstruktionen notwendig wären, um das Erreichen der für den Einbau der Stützkonstruktion nötigen Höhe zu gewährleisten. So müsste der im Entstehen begriffene Baukörper bereits in etwa auf Höhe des siebten Stockwerks ein erstes Mal mittels einer temporären Stahlkonstruktion gegen den Baugrund abgestützt werden. Darüber hinaus würden dieser ersten, besonders massiven Hilfskonstruktion bis zur entscheidenden Höhe nach einem Baufortschritt von jeweils weiteren sechs Stockwerken noch zwei zusätzliche temporäre Abstützungen gegen die Westflanke folgen müssen. Es zeigte sich jedoch auch, dass man der Konstruktion während der labilen Phasen ein bestimmtes Maß an statischer Beanspruchung zumuten müssen würde. In erster Linie betraf das die zentralen Komponenten der ausgeklügelten Statik der Türme. Denn um sie überhaupt zur Toleranz gegenüber den auftretenden Kräften zu ertüchtigen, und beispielsweise ein Einknicken des Baukörpers in den stark geschwungenen Bereichen zu verhindern, stützte sich Safdies statisches Grundkonzept auf eine Staffette den Gebäudekörper in Querrichtung durchschneidender massiver Wandscheiben, die in den unteren Zonen eine Wandstärke von beachtlichen 71 Zentimetern erreichen und selbst in den höheren Stockwerken noch 50,80 Zentimeter dick ausfallen. Ihre für das Gebäude entscheidende Stabilität würden die Wandscheiben allerdings erst, wie beim Brückenbau, durch die Herstellung einer Vorspannung erreichen. Das ist naturgemäß aber erst nach ihrer vollständigen Fertigstellung möglich.

Nach Abschluss der Gründungsphase ging es sehr schnell: In jeweils nur vier Tagen wuchsen die Hoteltürme um ein komplettes Geschoss nach oben


Eine präzise Bauplanung machte es möglich: Jeder Turm musste mit nur zwei Kränen auskommen


Der ganze Bau stand von Beginn an unter dem Vorzeichen eines enorm knappen Zeitfensters von etwas mehr als zwei Jahren.


So würde sich während der Hauptbauphase eine weitere Herausforderung ergeben: Durch die beschriebene Hilfskonstruktion wären die Wandscheiben zwar gegen ein Nachgeben in Richtung der Hauptbeanspruchung abgesichert, dennoch wären sie dem latenten Bestreben ausgesetzt, stattdessen in nördlicher oder südlicher Richtung abzudriften. Ergo musste das Gebäude bis zum Erreichen der Endhöhe auch in Längsrichtung stabilisiert werden. Diese Aufgabe kommt im Wesentlichen den Aufzugsschächten zu. Um sicherzustellen, dass diese die dazu nötige Festigkeit erreicht haben, war es allerdings erforderlich, dass ihre Höhe im Verlaufe des Baufortschritts gegenüber der übrigen Geschossfläche jeweils um mindestens zwei Stockwerke vorauseilt. Diesen Effekt nutzen zu können, sowie auch an vielen anderen neuralgischen Bereichen die statischen Belastungen so weit als möglich zu begrenzen, erforderte der Bau die Einhaltung eines minutiös festgelegten temporären Ablaufs.

Im Übrigen berücksichtigt bereits die Ausführung der Fundamente die auftretenden Kräfte. Durch die Schrägstellung des Baukörpers im unteren Bereich entsteht hier neben der senkrecht nach unten wirkenden Schwerkraft auch eine enorme seitliche Schubkraft, welche die Bodenplatte mit einer für Beton äußerst gefährlichen Zugspannung beaufschlagt. Daher wurden die Bodenplatten von Turm 1 und 2 ebenfalls mit einer Vorspannung versehen, was insofern auch ein Licht auf die im Bereich dieser Türme überaus aufwändigen Gründungsarbeiten wirft.
Bedacht hat man bereits im Vorfeld auch die möglichen Auswirkungen der komplexen Geometrie des Gebäudes auf die bei der Verwendung von Beton durch Kriechen und Schrumpfen hervorgerufenen Setzungseffekte. Erwartet wird, dass sich hieraus ergebende Bewegungen erst nach einem Zeitraum von 30 Jahren zum Stillstand kommen. Daher wurde ein höchst sensibles Echtzeit-Überwachungssystem installiert, das solche Bewegun-gen penibel registriert und mit den prognostizierten Langzeitverlagerungen vergleicht.

Anbau der Verkleidung des Skypark und Ausbau der Teras65 sen und der Aufbauten


Weltweit größte Aussichtsplattform

Die aus den subtilen geometrischen Unterschieden herrührenden relativen Verschiebungen aller drei Türme fanden selbstverständlich auch Eingang in die Konzeption des „SkyParks“. Dieser 340 Meter lange und 40 Meter breite Querriegel erstreckt sich auf einer Höhe von mehr als 198 Meter mit seiner geschwungenen Form über alle drei Türme des Marina Bay Sands Hotels und ist dort jeweils auf massiven V-Stützen gelagert. Der Skypark ist sicherlich die Hauptattraktion des Resorts, fungiert er doch als öffentlich zugängliche, riesige Aussichtsplattform mit einer Gesamtfläche von etwas über einem Hektar, die mit 250 bis zu 8 Meter hohen Bäumen und weiteren über 650 Sträuchern bepflanzt ist. Absolutes Highlight ist letztlich ein 150 Meter langes Schwimmbecken, das es gestattet, von Turm 1 nach Turm 2 zu schwimmen und mit über 375.000 Litern Wasser gefüllt ist.
Bei der Konstruktion dieses exponierten Gebäudeteils spielte der bereits frühzeitig in den Entwurfsprozess einbezogene Planungsspezialist Arup eine Reihe von Optionen durch. Maßgebende und einander gegenseitig beeinflussende Faktoren waren hier einerseits die Forderung nach einem möglichst geringen Gewicht sowie andererseits nach maximaler Effizienz. Denn natürlich galt es, nachteilige Auswirkungen auf die darunterliegenden Türme zu begrenzen, dabei aber auch optimale Vorkonfektionierungsvoraussetzungen für einen schnellen Baufortschritt vor Ort zu schaffen.
So wurden für die Erstellung des Skypark sehr früh unterschiedliche Alternativen in Erwägung gezogen. Dazu gehörten unter anderem konstruktive Lösungen auf der Basis von Traversen-, Balken-, Stahlfachwerkbauweise, die in Segmentbauweise vorgefertigt und dann an Ort und Stelle montiert werden könnten. Selbst der im Brückenbau nicht gerade ungewöhnliche Betonhohlkasten wurde auf seine Eignung hin durchleuchtet. Unter Berücksichtigung der Expertise auch der Stahlbauer und Monteure vor Ort kam letztlich ein Zusammenspiel von nachgespannten Stahlkastenträgern mit 10 Meter Tiefe und 3,65 Meter Breite oberhalb der Türme sowie von Stahlfachwerkträgern in den freitragenden Bereichen des Skypark zur Realisierung. Der Eindruck einer monolithischen, kontinuierlich uber die Turme verlaufenden Dachflache entsteht durch eine moglichst glatte Au.enverkleidung, die zugleich die bis zu 500 Millimeter breiten Bewegungsfugen kaschiert, die zum Ausgleich der durch thermische Ausdehnung, Windeinwirkung und Setzungseffekte verursachten relativen Verschiebungen aller drei Turme notig waren. Dem moglicherweise notigen Ausgleich von Setzungen dient uberdies die feste Integration hydraulischer Hebestutzen unter dem Pool, deren Aufgabe darin besteht, den Pool waagerecht zu halten.

65 Meter frei auskragend: Der Skypark in einer Höhe von 198 Metern ist die Hauptattraktion des Hotels


Aufbau des Skypark: Zwischen Turm 1 und 2 ist schon ein erster Stahlfachwerkträger eingehängt. Als das Foto entstand, wurde ein weiterer Träger in die Höhe gezogen. Auf Turm 3 wird bereits die Freivorbaueinrichtung für den Hub der Teile der Spitze des Aussichtsdecks montiert


Zweitägige offizielle Eröffnungsfeierlichkeiten am 23. Juni 2010 mit britischer Kunstflugstaffel


Noch weitaus mehr Gehirnschmalz mussten die Ingenieure in die Realisierung der 65 Meter weit frei auskragenden Nordspitze des Skypark investieren. Eine wichtige Uberlegung dabei stellte die weitestgehende Beschrankung der Reaktion dieses Bereichs auf Windeinwirkung oder auf rhythmische menschliche Aktivitaten wie Tanzen und Laufen dar. Aus diesem Grund wurde hier der Einbau eines 5-Tonnen-Schwingungsdampfers vorgesehen. Die gesamte Baugruppe wurde vor Ort gefertigt, anschlie.end demontiert und segmentweise uber eine im Bruckenbau gebrauchliche Freivorbaueinrichtung angehoben. Die Montage des Skypark nahm insgesamt nur 13 Wochen in Anspruch, in denen uber 7000 Tonnen Stahl verbaut wurden.

Eröffnung und Betrieb

Das Marina Bay Sands Resort sollte ursprunglich im Jahr 2009 nach nur zwei Jahren Bauzeit eroffnet werden. Doch neben fehlendem Personal fuhrten nicht zuletzt die Auswirkungen der Finanzkrise zu allerdings verschmerzbaren Verzogerungen. Auch der Kostenrahmen wurde deutlich uberschritten. Ursprunglich wollte der Investor Las Vegas Sands umgerechnet rund 2 Milliarden Euro fur den Bau sowie weitere rund 700 Millionen Euro Grundstuckskosten in das Projekt investieren. Am Ende erreichten die Gesamtkosten die Marge von rund 4,6 Milliarden Euro.
Das ist unvorstellbar viel, relativiert sich aber vor dem Hintergrund des erzielten Gewinns. So verzeichneten Casino und Hotel 2014 bereits rund vier Millionen Besucher und erzielten bei einem Umsatz von 2,8 Milliarden Euro einen Gewinn von 1,5 Milliarden Euro. Damit kann das Marina Bay Sands fur sich den Rang des profitabelsten Einzelcasinos der Welt reklamieren.


Fotos | Arup, Bachy Soletanche, Peri, Safdie Architects, Wikipedia