Bau 01.10.1999, 17:23 Uhr

Beben: Verhängnisvoller Baugrund

Bei allem Leid, das in Taiwan über die Menschen hereinbrach, läßt das Ereignis auch Schlüsse für das zukünftige Bauen in erdbebengefährdeten Zonen zu. So wurde erkannt, welchen großen Einfluß der Baugrund auf die Erdbebensicherheit hat.

Wieviel Menschen bei einem Erdbeben zu Tode kommen, hängt vor allem davon ab, wie gebaut wird. Das haben die kurz aufeinander folgenden Beben in der Türkei und Taiwan deutlich gemacht. Trotz doppelter Stärke hat das Erdbeben in Ostasien weit weniger Menschenleben gefordert als die Katastrophe in der Türkei. Nach Einschätzung von Fachleuten sind die Grundsätze erdbebengerechten Bauens dort besser beachtet wurden als in der Türkei. Aber auch in Taiwan mußten viele Menschen wegen Bausünden ihr Leben lassen. In einigen Fällen hatte überdies ein ungeeigneter Baugrund die Wirkung der Wellen des Bebens verstärkt.
Kleinere Erdbeben gehören zum Leben auf Taiwan wie Taifune. In der Regel liegt ihr Ursprung östlich der Insel tief unter dem Ozean in der sogenannten Subduktionszone, wo die pazifische Platte unter die asiatische Landmasse gepreßt wird. Wegen der großen Entfernung halten sich die Auswirkungen in Grenzen. Doch diesmal war es anders. Das Epizentrum des Bebens, das die Bewohner am 21. September um 1.47 Uhr Ortszeit im Schlaf überraschte, befand sich fast exakt im geographischen Zentrum der Insel, 12,5 km westlich des beliebten Ausflugsziels Sonne-Mond-See. Wie beim Beben in der Türkei wurde die seismische Energie in wenigen Kilometern Tiefe freigesetzt.
„Solche flachen Krustenbeben sind am gefährlichsten“, betont Gottfried Grünthal, Leiter des Projektbereiches „Rezente Spannungsfelder und Erdbebengefährdung“ am Geoforschungszentrum Potsdam (GFZ) Grünthal. Auf der Richter-Skala wurden mit 7,6 noch 0,3 Punkte mehr gemessen als beim Beben in der Türkei, was nach dem logarithmischen Maßstab doppelte Stärke bedeutet. Es war das schwerste Erdbeben auf Taiwan in diesem Jahrhundert.
In den Bergen östlich des Epizentrums sind ganze Hänge abgerutscht. Straßen waren durch Geröllmassen blockiert, so daß viele Orte tagelang nur mit Hubschraubern zu erreichen waren. In einem Dorf wurden 60 Menschen von einem Erdrutsch verschüttet. Insgesamt gab es mit 2000 Toten aber wesentlich weniger Opfer als in der Türkei, wo vermutlich 30 000 Menschen ums Leben kamen. Das ist nicht darauf zurückzuführen, daß in Taiwan weniger Menschen von dem Beben betroffen waren. Das Bergland unmittelbar um das Epizentrums ist zwar relativ dünn besiedelt, aber nicht weit im Westen erstreckt sich die dicht bebaute Küstenebene.
Nur 30 km vom Epizentrum liegt die Millionenstadt Taichung. Mit 22 Mio. Einwohnern und einer Fläche von 36 000 km2 hat Taiwan mit 600 Menschen pro km2 eine fast ebenso hohe Bevölkerungsdichte wie Bangladesh (870/km2).
Der US Geological Survey führt die geringere Zahl von Toten in Taiwan auf eine bessere Bausubstanz zurück. Laut Prof. Mustafa Erdik, Leiter der Fakultät für Erdbeben-Ingenieurwesen an der Universität Istanbul, ist die Mehrzahl der Todesopfer in der Türkei durch den Kollaps eines bestimmten Gebäudetyps zustande gekommen. Etwa 2500 mehrstöckige Häuser, in Stahlbetonweise errichtet, sind wegen mangelnder Steifigkeit in sich zusammengeklappt. Diesen Schadenstyp gab es in Taiwan selten. Relativ häufig dagegen sind Gebäude in Schieflage geraten oder ganz umgefallen, dabei aber in sich relativ intakt geblieben.
In diesen Fällen hat sich die taiwanesische Vorliebe, die Erdgeschosse als Säulengänge auszubilden, um schattige Fußgängerpassagen zu schaffen, als verhängnisvoll erwiesen. Solche Fehlkonstruktionen haben dazu geführt, daß noch in der 150 km vom Epizentrum entfernten Hauptstadt Taipei Gebäude eingeknickt sind. Es hat allerdings auch Fälle von vorsätzlichem Pfusch am Bau gegeben. In den Wänden eines umgestürzten Hauses kamen einzementierte Blechkanister zum Vorschein. Eine Reihe von Bauunternehmern und Architekten sind verhaftet worden.
Nach Einschätzung von Grünthal hat oft auch die Beschaffenheit des Untergrundes eine Rolle beim Kollaps von Gebäuden gespielt. Der Boden kann auf verschiedene Weise die Wirkung von Erdbebenwellen verstärken. Liegt zum Beispiel eine weiche Schicht auf festem Untergrund, wird die Amplitude der ankommenden Welle verstärkt und die Gebäude geraten in stärkere Schwingungen. Wasserhaltiger Boden kann durch Vibrationen jegliche Festigkeit verlieren. Da sich die Verhältnisse schon über kurze Distanzen ändern können, sind bei Ausweisung von Baugrund detaillierte Bodenuntersuchungen erforderlich „Auf diesem Gebiet scheint es in Taiwan noch erhebliche Defizite zu geben“, sagt Grünthal. Alles in allem aber schneidet Taiwan im Vergleich mit der Türkei gut ab. „Wären die Grundsätze erbebebensicheren Bauens ebenfalls so eklatant mißachtet worden wie in der Türkei, hätte es eine Katastrophe unvorstellbaren Ausmaßes gegeben“, ist Grünthal überzeugt.
Ohne Schaden haben Taiwans Kernkraftwerke das Beben überstanden. Drei Blöcke nordöstlich von Taipei wurden automatisch abgestellt. Im Süden des Landes waren die Erschütterungen so gering, daß die dortigen zwei Blöcke weiterliefen. Sie mußten allerdings gedrosselt werden, weil die Stromverteilung nicht mehr funktionierte. Die Ursache dafür war nicht eine Unterbrechung der Überlandleitungen, sondern die Zerstörung von zwei Umspannstationen. Das bestätigt die Ergebnisse von Risikostudien, wonach bei einem Erdbeben vor allem die Übergänge zwischen den Netzebenen die Schwachstellen sind.
Zwischen 1920 und 1955 war es weltweit gelungen, durch verbesserte Bauweise die Schäden bei Erdbeben einzudämmen, aber seitdem geht die Kurve wieder nach oben. Auf diesen bedenklichen Trend hat kürzlich einer der renommiertesten Erdbebenforscher, Prof. Cinna Lomnitz von der Universität von Mexiko City hingewiesen. Dabei habe die moderne Bautechnik alle Mittel in der Hand, um relativ erdbebensicher zu bauen. Lomnitz warnt vor allem davor, daß sich Großstädte weiter auf unsicheres Gelände ausbreiten bzw. solchen Baugrund durch Aufschüttungen erst schaffen. Beim Beben von Kobe 1995 in Japan erreichte der Sachschaden auch deshalb die unfaßbare Summe von 200 Mrd. $, weil Stadtteile auf künstlichen Inseln errichtet worden waren. Es sind aber noch weit schlimmere Szenarios vorstellbar. Bei einem schweren Beben in einer Metropole wie Tokio, Istanbul oder Mexiko City könnten die Schäden solche Dimensionen erreichen, daß sogar negative Auswirkungen auf die Weltwirtschaft vorstellbar sind.
HANS DIETER SAUER
Vom Erdbeben werden immer wieder die gleichen Gebiete heimgesucht. Das sind Japan und Taiwan, Zentralasien, Südeuropa und die Westküste Amerikas.
Häufiger Schadenstyp auf Taiwan: Das in Dali vom Erdbeben erschütterte Gebäude blieb in Schieflage stehen. Aufgrund ausreichender Steifigkeit hat sich die Baukonstruktion als relativ intakt erwiesen.

Von Hans Dieter Sauer

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