Erschütterungsmessungen in bzw. an den Gebäuden Drosselweg 98, Drosselweg 100 und Drosselweg 124 in Pinneberg

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1 über Erschütterungsmessungen in bzw. an den Gebäuden Drosselweg 98, Drosselweg 100 und Drosselweg 124 in Pinneberg Messzeitraum : Dauermessungen vom bis zum Ziel der Messungen: Es galt, die Belastungen der am nächsten gelegenen Gebäude durch Erschütterungen, verursacht durch Rückbauarbeiten, an jeweils einem Messort zu ermitteln und bei Erreichen einer Frühwarnschwelle eine Warninformation für die Abbruchfirma bereitzustellen. Projekt Rückbau Eggerstedt-Kaserne Pinneberg hier: Erschütterungsmessungen während der Rückbauarbeiten Messobjekte Gebäude in Pinneberg: Drosselweg 98 Drosselweg 100 Drosselweg 124 Auftraggeber Rückbauarbeiten ATR GmbH Sottrum ATR GmbH Sottrum Inhalt Aufgabenstellung und Vorgehensweise, Kurzbeschreibung der Messmethode, der Messausrüstung und der Schwingerreger Grundlagen für die Zuordnung der Erschütterungsmesswerte, Beurteilungsgrundlagen für die Gebäudebelastung, Ergebniszusammenstellung Zusammenfassung und Schlußbetrachtung Anlagen : Auszug aus DIN 4150, Teil 3 Zeitdiagramme der Maximalwerte und Diagramme der Hauptfrequenzen DMT Büdelsdorf DMT Vaihingen (Enz) Tel. : 04331/ Tel..: 07042/7073 Fax : 04331/ Fax : 07042/7074

2 Aufgabenstellung und Vorgehensweise Im Zuge des Bauvorhabens Rückbau Eggerstedt-Kaserne in Pinneberg wurde ein umfangreicher Abbruch mehrerer Gebäude durchgeführt. Es galt, die Belastung der am nächsten gelegenen Gebäude durch Erschütterungen, verursacht durch den Abbruch der Keller und Fundamente, zu ermitteln und bei Erreichen einer Frühwarnschwelle eine Warnfunktion für die ausführende Abbruchfirma bereitzustellen. Am wurden an den Gebäuden Drosselweg 100 und Drosselweg 124 insgesamt zwei Erschütterungsmessanlagen installiert. Des Weiteren wurden in dem Gebäude Drosselweg 98 am zwei Erschütterungsmessanlagen eingerichtet. Alle Erschütterungsmessanlagen wurden jeweils mit einer Warnanlage bestückt, die bei eventueller Überschreitung einer eingestellten Frühwarnschwelle eine SMS an Mobiltelefone der Abbruchfirma sowie an unser Büro verschickt. Somit wurde eine kurzfristige Reaktion bzw. eine Anpassung der Arbeitsabläufe ermöglicht. Die Messungen erfolgten als Dauermessungen ohne Personalbegleitung und wurden hierbei durchgehend protokolliert. In diesem Messbericht werden die vom bis zum an den Gebäuden Drosselweg 98, Drosselweg 100 und Drosselweg 124 aufgenommenen Messwerte beschrieben und bewertet. Die vorangegangenen bzw. die nachfolgenden Erschütterungsmessungen bzw. die Messungen an den anderen Gebäuden werden in separaten Messberichten behandelt. Luftbild Drosselweg 124 Drosselweg 100 Drosselweg 98 Messorte Baufeld - 2 -

3 Messmethode Es wurden die Scheitelwerte der Schwinggeschwindigkeiten in x- und y-richtung (horizontal) sowie in z-richtung (vertikal) gemessen, angezeigt und die maximalen Komponenten aufgezeichnet. Die Systeme berücksichtigen Frequenzen von 1 Hz bis > 100 Hz. Die Messwertaufnehmer wurden an den Messorten 1, 2 und 7 mittels Kugelkopfgestell an den Messpositionen angekoppelt und mit Haftkitt fixiert. An den Messorten 6 und 8 erfolgte die Ankopplung des Messwertaufnehmers jeweils mittels Dübel-Schraub-Verbindung. Die Messungen erfolgten als Dauermessungen ohne Personalbegleitung und wurden hierbei durchgehend dokumentiert. Messausrüstung Gerät Typ Serien - Nummer letzte Kalibrationsprüfung Schwingungsmessanlage Profound-Vibra+ VIB Schwingungsmessanlage Profound-Vibra+ VIB Schwingungsmessanlage Profound-Vibra+ VIB Schwingungsmessanlage Profound-Vibra+ VIB Schwingerreger In dem Messzeitraum vom bis zum wurden - gemäß Information - Abbrucharbeiten mittels baggergeführten hydraulisch betriebenen Abbruchzangen sowie baggergeführten hydraulisch betriebenen Stemmmeißeln ausgeführt. Des Weiteren wurden auch Erdarbeiten mit Hydraulikbaggern sowie Bodenverdichtungsarbeiten mit Vibrationswalzen durchgeführt. Die genaue Bezeichnung der eingesetzten Baugeräte sowie deren Einsatzzeiten und jeweiligen Einsatzorte sind dem Bautagebuch zu entnehmen. Die minimale horizontale Entfernung der Bautätigkeiten zu den Gebäuden Drosselweg 98, Drosselweg 100 und Drosselweg 124 betrug jeweils ca. 40 m, wobei der überwiegende Teil der Bautätigkeiten in einer deutlich größeren Entfernung zu den Gebäuden ausgeführt wurde

4 Grundlagen für die Zuordnung der Erschütterungsmesswerte Bei unbeobachteten Messungen ist eine Zuordnung der Ereignisse nur indirekt möglich. So sind z.b. alle Ereignisse größerer Art an benachbarten Messorten nahezu gleichzeitig jeweils als erkennbares besonderes Ereignis zu erwarten. Der zeitliche Vergleich aller Aufzeichnungen untereinander und auch Frequenz, Dauer und Ausprägung der Ereignisse lässt einen Rückschluss auf die Art der Ereignisse (Abbrucharbeiten bzw. nicht den Bauarbeiten zuzuordnende Erschütterungen) mit sehr guter Wahrscheinlichkeit zu. Es ist zwar nicht vollständig auszuschließen, dass bei unbegleiteten Erschütterungsmessungen in Unkenntnis der Ereignisse einzelne Besonderheiten übersehen wurden, jedoch wurden bei der Auswertung alle uns bekannten Charakteristika und Informationen weitestgehend berücksichtigt und zeigten eine gute Schlüssigkeit. In den nachstehenden Auflistungen der Maximalwerte und den folgenden Absätzen bewertete und beurteilte Aktivitäten sind auf dieser Basis begründet. Im Zweifelsfall wurden die Messwerte den Bauarbeiten zugeordnet. An den Messorten wurden teilweise auch untypische Werte registriert. Hierbei handelt es sich um Messwerte, die mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit nicht durch die Bauarbeiten verursacht wurden, sondern nur örtlich z.b. durch den internen Betrieb in dem Gebäude. Sie passen nicht in das für diese Arbeiten typische Spektrum der aufgenommenen dominierenden Frequenzen bzw. zeigten keine zeitliche Übereinstimmung, traten auch nicht zeitgleich an dem anderen Messort als hervorgehoben auf und wurden teilweise auch außerhalb der erschütterungsträchtigen Arbeitszeiten ermittelt, so dass diese Werte im Belastungsfall Bautätigkeiten zu vernachlässigen sind. Das Maximum dieser Werte ist in der nachstehenden Auflistung unter dem entsprechenden Messzeitraum gesondert kursiv und nicht fett gedruckt aufgeführt. Beurteilungsgrundlagen für die Gebäudebelastung Die Auswertung wurde nach DIN 4150, Teil 1 und 3, vorgenommen. Gemessen wurden die Scheitelwerte der Schwinggeschwindigkeit v i (Spitzenwerte) und es wurde die maximale Schwinggeschwindigkeit in den drei Ebenen x, y und z aufgezeichnet. Zur Betrachtung der Bauwerksbelastung wurde die in der DIN 4150, Teil 3, vom Februar 1999, aufgeführte Schwinggeschwindigkeit v i herangezogen. v i ist der jeweilige maximale Messwert als Scheitelwert der drei Ebenen (x, y und z), welcher gemäß den Anforderungen als Beurteilungsgröße angesetzt wird. Es gelten dort Anhaltswerte für Erschütterungen, bis zu denen Schäden im Sinne einer Verminderung des Gebrauchswertes nach bisherigen Erfahrungen nicht zu erwarten sind. Zur Auswertung der Messwerte wurde für die allgemeinen Erdarbeiten bzw. für die Abbrucharbeiten die Tabelle 1 Anhaltswerte für die Schwinggeschwindigkeit v i zur Beurteilung der Wirkung von kurzzeitigen Erschütterungen auf Bauwerke herangezogen. Zur Auswertung der Messwerte bezüglich der Bauwerksbelastung während der Bodenverdichtungsarbeiten wurde die Tabelle 3 Anhaltswerte für die Schwinggeschwindigkeit v i zur Beurteilung der Wirkung von Dauererschütterungen auf Bauwerke herangezogen. Eine Zuordnung der Gebäude zu einer entsprechenden Kategorie ist der jeweiligen Ergebniszusammenstellung zu entnehmen

5 Ergebniszusammenstellung Gebäude Drosselweg 124 Zur Erfassung der Erschütterungsbelastung des den Abbrucharbeiten am nächsten gelegenen Gebäudeteils wurde eine Messposition im Fundamentbereich des östlichen Reihenendhauses angestrebt. Dies wäre allerdings nur unter Beeinträchtigung der Wand, z. B. durch eine Bohrung, realisierbar. Daher wurde der Messwertaufnehmer ersatzweise auf einer außenliegenden bauseitigen Fensterbank installiert (Messort 1). Im Vergleich mit der angestrebten, jedoch hier zum Messzeitpunkt nicht erreichbaren Fundamentebene, stellt diese Messposition in horizontaler Richtung -aufgrund der dort nicht vorhandenen horizontalen Aussteifungen- eine etwas sensiblere Messposition dar. Somit führt diese Position in horizontaler Richtung zu einer leichten Überbewertung. In Verbindung mit der Frühwarnfunktion ergibt sich somit ein zusätzlicher Sicherheitsspielraum vor Erreichen einer kritischen Belastungsgröße. Ansicht Drosselweg 124 Messort 1 Detailansicht Messort 1-5 -

6 Das Gebäude Drosselweg 124 wurde auf Grund der Bauweise der Kategorie Wohngebäude und in ihrer Konstruktion und/oder Nutzung gleichartige Bauten (Tabelle 1 und Tabelle 3, jeweils Zeile 2) zugeordnet. Zur Schaffung eines zusätzlichen Sicherheitsspielraums wurde an allen Messanlagen ein Schwellwert zur Auslösung der Frühwarnfunktion gewählt, welcher noch unterhalb der DIN-Anhaltswerte für Wohngebäude liegt. Ergebnisse der Messungen am Messort 1, Drosselweg 124: Messzeitraum maximale Schwinggeschwindigkeit < 0,5 mm/s < 2,1 mm/s < 6,2 mm/s < 2,6 mm/s < 5,4 mm/s < 2,5 mm/s < 2,8 mm/s < 3,2 mm/s < 4,6 mm/s < 3,7 mm/s zugeordnete Ursache aufgezeichnet am um ca. 07:35 Uhr, den Bodenverdichtungsarbeiten zugeordnet aufgezeichnet am um ca. 19:54 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 21:29 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 12:49 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 13:39 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 11:54 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 16:17 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 11:02 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 22:12 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 17:30 Uhr, - 6 -

7 Ergebnisse der Messungen am Messort 1, Drosselweg 124: Messzeitraum maximale Schwinggeschwindigkeit < 0,4 mm/s < 3,3 mm/s < 5,5 mm/s < 4,6 mm/s < 6,4 mm/s < 4,6 mm/s < 3,6 mm/s < 3,5 mm/s < 3,2 mm/s < 3,9 mm/s < 6,0 mm/s < 7,9 mm/s zugeordnete Ursache aufgezeichnet am um ca. 13:00 Uhr, den Bautätigkeiten zugeordnet aufgezeichnet am um ca. 11:44 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 17:22 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 13:48 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 10:14 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 11:01 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 20:25 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 12:11 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 11:37 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 17:11 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 11:41 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 11:11 Uhr, - 7 -

8 Ergebnisse der Messungen am Messort 1, Drosselweg 124: Messzeitraum maximale Schwinggeschwindigkeit < 0,4 mm/s < 4,7 mm/s < 4,9 mm/s < 3,4 mm/s < 3,5 mm/s < 10,8 mm/s < 5,1 mm/s < 3,5 mm/s < 4,3 mm/s < 3,1 mm/s zugeordnete Ursache aufgezeichnet am um ca. 10:01 Uhr, den Bautätigkeiten zugeordnet aufgezeichnet am um ca. 23:50 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 10:40 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 14:51 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 13:07 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 16:05 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 19:10 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 23:42 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 23:17 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 14:36 Uhr, - 8 -

9 Reihenhaus Drosselweg Zur Erfassung der Erschütterungsbelastung des den Abbrucharbeiten am nächsten gelegenen Gebäudeteils wurde eine Messposition im Fundamentbereich des östlichen Reihenendhauses angestrebt. Dies wäre allerdings nur unter Beeinträchtigung der Wand, z. B. durch eine Bohrung, realisierbar. Daher wurde der Messwertaufnehmer ersatzweise auf einer bauseitigen außenliegenden Fensterbank installiert (Messort 2). Im Vergleich mit der angestrebten, jedoch hier zum Messzeitpunkt nicht erreichbaren Fundamentebene, stellt diese Messposition in horizontaler Richtung -aufgrund der dort nicht vorhandenen horizontalen Aussteifungen- eine etwas sensiblere Messposition dar. Somit führt diese Position in horizontaler Richtung zu einer leichten Überbewertung. In Verbindung mit der Frühwarnfunktion ergibt sich somit ein zusätzlicher Sicherheitsspielraum vor Erreichen einer kritischen Belastungsgröße. Ansicht Drosselweg 100 Messort 2 Detailansicht Messort 2-9-

10 Das Reihenhaus Drosselweg wurde auf Grund der Bauweise der Kategorie Wohngebäude und in ihrer Konstruktion und/oder Nutzung gleichartige Bauten (Tabelle 1 und Tabelle 3, jeweils Zeile 2) zugeordnet. Zur Schaffung eines zusätzlichen Sicherheitsspielraums wurde an allen Messanlagen ein Schwellwert zur Auslösung der Frühwarnfunktion gewählt, welcher noch unterhalb der DIN-Anhaltswerte für Wohngebäude liegt. Ergebnisse der Messungen am Messort 2, Drosselweg 100: Messzeitraum maximale Schwinggeschwindigkeit < 0,6 mm/s < 1,2 mm/s < 1,2 mm/s < 1,5 mm/s < 0,6 mm/s < 0,8 mm/s zugeordnete Ursache aufgezeichnet am um ca. 16:00 Uhr, den Bodenverdichtungsarbeiten zugeordnet aufgezeichnet am um ca. 08:26 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 16:10 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 15:40 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 15:09 Uhr, den Bodenverdichtungsarbeiten zugeordnet aufgezeichnet am um ca. 15:56 Uhr, Am wurde die Messanlage am Messort 2 abgebaut und im angrenzenden Gebäude Drosselweg 98 installiert. Am wurde der Messort 2 wieder mit einer Erschütterungsmessanlage ausgestattet. Ergebnisse der Messungen am Messort 2, Drosselweg 100: Messzeitraum maximale Schwinggeschwindigkeit < 0,5 mm/s < 0,7 mm/s < 1,2 mm/s < 1,2 mm/s zugeordnete Ursache aufgezeichnet am um ca. 13:01 Uhr, den Bodenverdichtungsarbeiten zugeordnet aufgezeichnet am um ca. 08:43 Uhr, den Bodenverdichtungsarbeiten zugeordnet aufgezeichnet am um ca. 14:41 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 07:51 Uhr,

11 Am wurde eine ergänzende Erschütterungsmessanlage im Reihenhaus Drosselweg 98 im Keller an der südlichen (bauseitigen) Außenwand installiert. Diese Messposition entspricht der in der DIN 4150 aufgeführten Fundamentebene. Detailansicht Messort 6 Ergebnisse der Messungen am Messort 6, Drosselweg 98: Messzeitraum maximale Schwinggeschwindigkeit zugeordnete Ursache < 0,5 mm/s < 0,6 mm/s aufgezeichnet am um ca. 17:29 Uhr, den Bautätigkeiten zugeordnet aufgezeichnet am um ca. 08:29 Uhr, den Bautätigkeiten zugeordnet

12 Zur Erfassung der Erschütterungseinwirkungen im oberen Gebäudebereich wurde am eine zusätzliche Erschütterungsmessanlage im Reihenhaus Drosselweg 98 im Dachgeschoss provisorisch auf einer Fensterbank der südlichen (bauseitigen) Außenwand installiert. Detailansicht Messort 7 Ergebnisse der Messungen am Messort 7, Drosselweg 98: Messzeitraum maximale Schwinggeschwindigkeit < 0,8 mm/s < 1,1 mm/s < 3,9 mm/s < 2,5 mm/s < 2,1 mm/s < 1,8 mm/s zugeordnete Ursache aufgezeichnet am um ca. 08:09 Uhr, den Bautätigkeiten zugeordnet aufgezeichnet am um ca. 11:48 Uhr, den Bautätigkeiten zugeordnet aufgezeichnet am um ca. 17:32 Uhr, beim Aufbau der Messanlage ausgelöst aufgezeichnet am um ca. 16:34 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 17:03 Uhr, aufgezeichnet am um ca. 09:13 Uhr,

13 Es zeigte sich, dass diese Messposition -im Vergleich mit der angestrebten Geschossdeckenebene- eine sensiblere Messposition darstellt, bzw. stark durch gebäudeinterne Vorgänge (z.b. Öffnen und Schließen der Fenster) beeinflusst wird. Am wurde der Messwertaufnehmer an eine geeignetere Position umgesetzt (siehe Messort 8). Am wurde ein Erschütterungsmesswertaufnehmer auf Höhe der Geschossdecke OG/DG an der südlichen (bauseitigen) Außenwand installiert. Detailansicht Messort 8 Ergebnisse der Messungen am Messort 8, Drosselweg 98: Messzeitraum maximale Schwinggeschwindigkeit zugeordnete Ursache < 1,1 mm/s aufgezeichnet am um ca. 08:29 Uhr, den Bautätigkeiten zugeordnet

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15 Schwinggeschwindigkeit ---> Anlage : Tabelle 1: Anhaltswerte für die Schwinggeschwindigkeit v i zur Beurteilung der Wirkung von kurzzeitigen Erschütterungen auf Bauwerke Zeile Gebäudeart 1 Gewerblich genutzte Bauten, Industriebauten und ähnlich strukturierte Bauten 2 Wohngebäude und in ihrer Konstruktion und/oder Nutzung gleichartige Bauten Anhaltswerte für die Schwinggeschwindigkeit v i in mm/s Fundament Frequenzen oberste Deckenebene, horizontal 1Hz - 10 Hz 10 bis 50 Hz 50 bis 100 Hz*) alle Frequenzen bis bis bis bis Bauten, die wegen ihrer besonderen Erschütterungsempfindlichkeit nicht denen nach Zeile 1 u. 2 entsprechen und besonders erhaltenswert (z.b. unter Denkmalschutz stehend) sind. *) Bei Frequenzen über 100 Hz dürfen mindestens die Anhaltswerte für 100 Hz angesetzt werden. 3 3 bis 8 8 bis 10 8 Bild 1: Graphische Darstellung der "Fundament-Anhaltswerte" von Tabelle 1 60 mm/s Zeile Zeile Frequenz ---> Zeile Hz 100 Tabelle 3: Anhaltswerte für die Schwinggeschwindigkeit v i zur Beurteilung der Wirkung von Dauererschütterungen auf Bauwerke Zeile Gebäudeart Anhaltswerte für die Schwinggeschwindigkeit v i in mm/s Oberste Deckenebene, horizontal, alle Frequenzen Gewerblich genutzte Bauten, Industriebauten und ähnlich strukturierte Bauten 10 Wohngebäude und in ihrer Konstruktion und/oder Nutzung gleichartige Bauten 5 Bauten, die wegen ihrer besonderen Erschütterungsempfindlichkeit nicht denen nach Zeile 1 u. 2 entsprechen und besonders erhaltenswert (z.b. unter Denkmalschutz stehend) sind. 2,5-15 -

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