Erschütterungsuntersuchungen bei Baumaßnahmen

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Aufgabe

Bei Baumaßnahmen bestand die Frage, ob die zum Einsatz kommenden Geräte die nahe Wohnbebauung durch die auftretenden Erschütterungen beschädigen würden. Es handelt sich bei den gezeigten Beispielen um eine Vibrationswalze zum Verdichten des Bodens und um einen Betonbrecher zum Brechen von Fahrbahnplatten.

 

Messprogramm

Messung der Schwinggeschwindigkeit nach DIN

 

Vorgehensweise/Ergebnisse

Zur Bewertung der Erschütterungswirkungen der Baumaschinen wurden Messungen an verschiedenen Orten und mit verschiedenen Abständen des Messsensors zur Erschütterungsquelle durchgeführt. Dadurch wurden der Einfluss von unterschiedlichem Untergrund und die Entfernungsabhängigkeit in die Untersuchung mit einbezogen. Soweit die Geräte in der Erschütterungswirkung einstellbar waren, wurde auch diese durch Messungen berücksichtigt. Beim Betonbrecher waren die Fallhöhe des Fallgewichtes (3 t Masse) und bei der Vibrationswalze die Schwingfrequenz sowie in geringem Maße die Schwing-amplitude einstellbar.

 

Es wurden jeweils die 3 orthogonalen Komponenten der Schwinggeschwindigkeit in Anlehnung an DIN 4150 Teil 3 bestimmt.
Die Abbildung 1 zeigt beispielhaft ein Messergebnis der Erschütterungen durch die impulsartigen Stöße des Betonbrechers im Messabstand von 30 m. Der Frequenzgehalt der Erschütterungen ist mit 10 bis 40 Hz breitbandig. Er wird durch die Quellcharakteristik (Fallhöhe und Fallgewicht sowie naher Untergrund) und die Ausbreitungsbedingungen der Wellen (Untergrundverhältnisse) bestimmt. Die einzelnen Stöße des Betonbrechers folgen mit ca. 4 sek Abstand (1/4 Hz). Es handelt sich also um kurzzeitige Erschütterungen in periodischer Folge.

 

In Abb. 2 ist ein Messergebnis der Erschütterungen durch die stationären Schwingungen der Vibrationswalze im Messabstand von 30 m zu sehen. Die Walze regt den Boden monofrequent mit 30 Hz an.
Die periodischen Erschütterungen (Brecher 0,5 Sek Stoßabstand, Walze 30 Hz Vibrationsfrequenz) können, falls diese mit Bauwerksresonanzen zusammenfallen, bereits zu Schäden führen, auch wenn die Schwingungsamplituden unter den Anhaltswerten nach DIN 4150 Teil 3 liegen. Sie sind deshalb kritischer zu beurteilen als die kurzzeitigen Erschütterungen.

 

Fazit

Aufgrund der Messungen konnten die Erschütterungsstärken durch die Baugeräte unter Einbeziehung der Anhaltswerte aus DIN 4150 Teil 3 bewertet und geeignete Vorkehrungen getroffen werden.