Erschütterungstechnische Untersuchung - Erschütterungen aus Baubetrieb -

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1 Messstelle nach 26 BImSchG für Geräusche und Erschütterungen Erschütterungstechnische Untersuchung - Erschütterungen aus Baubetrieb - Vorhaben: DB Netz AG, Bahnstrecke 5500 München - Regensburg Änderung der EÜ in Bahn-km 94,815 in Ergoldsbach Auftraggeber: DB Netz AG Regionalbereich Süd Richelstraße München Bearbeitungsstand: 03/2015 Projekt-Nr.: Prinzregentenstraße Augsburg Tel.: 0821/ Fax: 0821/ info@em-plan.com

2 Auftrag vom: Anzahl Seiten: 22 Anzahl Anlagen: 3 Bearbeiter: Manfred Ertl Durchwahl: 0821 / Dokument: ertl@em-plan.com 633_Bauerschütterungen_Ergoldsbach Das vorliegende Gutachten ist geistiges Eigentum von em plan. Das Gutachten ist ausschließlich zur Durchführung des behandelten Vorhabens zu verwenden. Die Weitergabe des Gutachtens oder dessen Vervielfältigung, auch auszugsweise, ist nur mit unserer ausdrücklichen und schriftlichen Gestattung zulässig. Projekt-Nr.: Seite 2

3 Inhaltsverzeichnis 1. Gegenstand der Untersuchung Örtlichkeiten und Vorhaben Beurteilungsgrundlagen Einwirkungen auf Menschen in Gebäuden Erschütterungseinwirkungen auf bauliche Anlagen Baugrundverhältnisse - Rammbarkeit Erschütterungsprognose Verfahren Randbedingungen Ergebnisse Folgerungen Zusammenfassung A) Grundlagenverzeichnis / Literatur B) Anlagenverzeichnis C) Tabellen Projekt-Nr.: Seite 3

4 1. Gegenstand der Untersuchung Die Deutsche Bahn AG plant in der Marktgemeinde Ergoldsbach die Änderung der Eisenbahnüberführung (EÜ) in Bahn-km 94,815 der Strecke 5500, München - Regensburg. Im Zuge der hierfür erforderlichen Tiefbauarbeiten sollen auch potentiell erschütterungsintensive Bauarbeiten in den jeweiligen Bauphasen ausgeführt werden. Nach der vorliegenden Baubetriebsplanung handelt es sich hierbei um Verbauarbeiten mit Spundbohlen in mittelschwer rammbarem Untergrund, sowie Verdichtungsarbeiten mit Flächenrüttlern. Im Umfeld der Baumaßnahme befinden sich beiderseits der Bahn schutzbedürftige Wohnnutzungen in Mischgebieten. Im Rahmen der vorliegenden Untersuchung ist eine Prognoseabschätzung vorzunehmen, inwieweit mit erheblichen bzw. potentiell belästigenden oder bauwerksschädigenden Erschütterungseinwirkungen zu rechnen ist. Grundlage der Prognose bzw. der Beurteilung ist die DIN 4150, Erschütterungen im Bauwesen, Teile 1 bis 3. Insoweit die Abschätzung Überschreitungen der Anforderungen der DIN 4150 erwarten lässt sind Vorschläge zum Erschütterungsschutz bzw. zur weiteren Vorgehensweise zu erarbeiten. Nicht Gegenstand dieser Erschütterungsprognose sind Bauarbeiten, welche nicht den Tiefbauarbeiten zuzurechnen sind, wie etwa konventionelle Gleisbauarbeiten. Bohrarbeiten mit Drehborgeräten sind dem Grunde nach den erschütterungsarmen Bauverfahren zuzuordnen, von daher ebenfalls nicht Gegenstand dieser Untersuchung, und zudem auch in der vorliegenden Baubbetriebsbeschreibung nicht als anzuwendendes Bauverfahren angegeben. Projekt-Nr.: Seite 4

5 2. Örtlichkeiten und Vorhaben Die örtlichen Gegebenheiten sind dem Lageplan des Untersuchungsgebiets, der Anlage 1 zu entnehmen. Das Untersuchungsgebiet befindet sich im Zentrum der Marktgemeinde Ergoldsbach am Kreuzungspunkt der Rottenburger Straße und der Bahnstrecke 5500, München - Regensburg. Abbildung 1: Bereich der Baumaßnahme Benachbart zur EÜ befinden sich auf beiden Seiten des Bahndamms schutzbedürftige Wohnnutzungen in Mischgebieten. Die Nutzungen bestehen aus freistehenden Einfamilienhäusern mit 2 bis 3 Geschossen. Die Gebäude sind in Massivbauweise errichtet. Die Zimmerdecken bestehen bei den beiden nächstgelegenen Gebäuden aus Beton. Im Zug der Bauarbeiten ist vorgesehen, zur Sicherung der Baugrube der neuen EÜ einen Spundwandverbau einzubringen. Zudem werden Spundwände als Längsverbau eingebracht. Baugrundbedingt wird ein Bodenaustausch erfolgen und der Untergrund mittels Flächenrüttlern lageweise verdichtet werden. Ein Bauzeitenplan liegt vor. Danach ist von Verbauarbeiten mit Spundbohlen in zwei Nächten zu rechnen. Gleiches gilt dem Grunde nach für das lageweise Verdichten. Der Bodenaustausch Projekt-Nr.: Seite 5

6 wird vsl. in Tiefen von 2,5 m unter der Sauberkeitsschicht erfolgen. Die Schichtdicke der Lagen soll 0,4 m betragen. Die lagenweise Verdichtung ist in 3 Arbeitsgängen je Schicht durchzuführen. Bei 8 einzubringenden Lagen ist davon auszugehen, dass die Verdichtungsarbeiten mehrere Stunden in Anspruch nehmen können. Hinzu kommen Verdichtungsarbeiten bei der Hinterfüllung der Widerlager, die eine in etwa vergleichbare Zeitdauer in Anspruch nehmen können. Projekt-Nr.: Seite 6

7 3. Beurteilungsgrundlagen Nachstehend sind die Beurteilungsgrundlagen nach DIN 4150, Teil 2 und 3, auszugsweise und z. T. auf die hier relevanten Sachverhalte verkürzt, wiedergegeben. Bezüglich des Gesamtkontexts wird auf die DIN 4150, Teile 1 bis 3, verwiesen. 3.1 Einwirkungen auf Menschen in Gebäuden Verfahren Für die Beurteilung von Erschütterungs-Immissionen auf Menschen ist die DIN , Erschütterungen im Bauwesen, Einwirkungen auf Menschen in Gebäuden, einschlägig. Die Wirkung von Erschütterungen auf Menschen wird anhand der bewerteten Schwingstärke KB F(t) beurteilt. Die Beurteilung erfolgt gemäß DIN anhand von zwei Beurteilungsgrößen. Der maximalen bewerteten Schwingstärke KB Fmax und der Beurteilungsschwingstärke KB Ftr. KB Fmax ist der maximale während der Messung auftretende, oder in anderer Weise ermittelte, Wert der bewerteten Schwingstärke KB F(t). In der Beurteilungsgröße KB Ftr wird die Häufigkeit und Dauer der auftretenden Erschütterungsereignisse berücksichtigt, sie wird durch das Taktmaximalwertverfahren mit einer Taktzeit von 30 s ermittelt. Die genannten Beurteilungsgrößen sind am Fundament getrennt für die drei Richtungskomponenten x (horizontal, parallel), y (horizontal, senkrecht) und z (vertikal) und an den übrigen Messpunkten nur für die Richtungskomponente z zu ermitteln. Bei der triaxialen Messung ist der jeweils größte der drei Messwerte der Beurteilung zugrunde zu legen. Die Beurteilungsgrößen sind zu ermitteln und mit den Anhaltswerten der DIN zu vergleichen. Ist KB Fmax kleiner oder gleich dem (unteren) Anhaltswert A u dann ist die Anforderung dieser Norm eingehalten. Ist KB Fmax größer als der (obere) Anhaltswert A o, dann ist die Anforderung dieser Norm nicht eingehalten. Für häufige Einwirkungen, bei denen KB Fmax größer als A u, aber kleiner als A o ist, ist die Beurteilungsschwingstärke KB Ftr mit dem Anhaltswert A r zu vergleichen. Wird dieser unterschritten, sind die Anforderungen der Norm ebenfalls eingehalten. Projekt-Nr.: Seite 7

8 Anhaltswerte Es gelten für tagsüber durch Baumaßnahmen verursachte Erschütterungen von höchstens 78 (Werk-) Tagen Dauer die u. a. Anhaltswerte. Unter der Dauer D der Erschütterungseinwirkungen ist die Anzahl von Tagen zu verstehen, an denen tatsächlich Erschütterungseinwirkungen auftreten. Die Beurteilung von zeitlich begrenzten Erschütterungseinwirkungen durch Baumaßnahmen erfolgt in drei Stufen, wobei im Stadium der Planung Prognose- oder Erfahrungswerte Grundlage der Einstufung sind: a) Eine untere Stufe I, bei deren Unterschreitung auch ohne besondere Vorinformation nicht mit erheblichen Belästigungen zu rechnen ist. b) Eine mittlere Stufe II, bei deren Unterschreitung ebenfalls noch nicht mit erheblichen Belästigungen zu rechnen ist, falls nachstehend genannten Maßnahmen a) bis e) (nach ) und erforderlichenfalls auch Maßnahme f) ergriffen werden. Bei zunehmender Überschreitung auch dieser Stufe werden mit wachsender Wahrscheinlichkeit erhebliche Belästigungen auftreten. Ist zu erwarten, dass Erschütterungseinwirkungen auftreten, die oberhalb der Anhaltswerte der Stufe II liegen, so ist zu prüfen, ob der Einsatz weniger erschütterungsintensiver Verfahren möglich ist. c) Eine obere Stufe III, bei deren Überschreitung die Einwirkungen unzumutbar sind. In diesen Fall wird die Vereinbarung besonderer Maßnahmen notwendig, die über die in (nach ) beschriebenen hinausgehen. Tab. 3-1: Anhaltswerte Dauer D 1 Tag 6 Tage < D 26 Tage 26 Tage < D 78 Tage Spalte Anhaltswerte A u *) A o A r A u *) A o A r A u *) A o A r Stufe I 0,8 5 0,4 0,4 5 0,3 0,3 5 0,2 Stufe II 1,2 5 0,8 0,8 5 0,3 0,6 5 0,4 Stufe III 1,6 5 1,2 1,2 5 0,3 0,8 5 0,6 *) Für Gewerbe- und Industriegebiete gilt A o = 6 Für D > 1 und 6 sind die Anhaltswerte für ganze Tage linear zu interpolieren. Projekt-Nr.: Seite 8

9 Maßnahmen zur Minderung erheblicher Belästigungen Die physischen Auswirkungen von Erschütterungswirkungen können vermindert werden durch: a) Umfassende Information der Betroffenen über die Baumaßnahmen, die Bauverfahren, die Dauer und die zu erwartenden Erschütterungen aus dem Baubetrieb; b) Aufklärung über die Unvermeidbarkeit von Erschütterungen infolge der Baumaßnahmen und die damit verbundenen Belästigungen; c) Zusätzliche baubetriebliche Maßnahmen zur Minderung und Begrenzung der Belästigungen (Pausen, Ruhezeiten, Betriebsweise der Erschütterungsquelle usw.); d) Benennung einer Ansprechstelle, an die sich Betroffene wenden können, wenn sie besondere Probleme durch Erschütterungseinwirkungen haben; e) Information der Betroffenen über die Erschütterungswirkungen auf das Gebäude; f) Nachweis der tatsächlich auftretenden Erschütterungen durch Messungen sowie deren Beurteilung bezüglich der Wirkungen auf Menschen und Gebäude. Die Maßnahmen a) bis e) sind vor Beginn der erschütterungsverursachenden Baumaßnahme durchzuführen. 3.2 Erschütterungseinwirkungen auf bauliche Anlagen Kurzzeitige Erschütterungen Aus zahlreichen Messungen der Schwinggeschwindigkeit an Gebäudefundamenten wurden Erfahrungswerte gewonnen, die einen Anhalt für die Beurteilung kurzzeitiger Bauwerkserschütterungen geben. Für diese Beurteilung wird der größte Wert (Maximalwert) v i,max der drei Einzelkomponenten i = x, y, z der Schwinggeschwindigkeit v i(t) am Fundament herangezogen - im folgenden vereinfacht mit v i bezeichnet. Für die Beurteilung geben darüber hinaus die Schwingungen in der Ebene der obersten Decke, die auf den Außenwänden aufliegt, wesentliche Hinweise. Es wird der größere Wert der beiden horizontalen Einzelkomponenten zugrunde gelegt. Bei Messungen der Schwingungen an dieser Stelle wird die horizontale Antwort des Bauwerks auf die Fundamentanregung ermittelt. In nachstehender Tabelle sind für die verschiedenen Gebäudearten Anhaltswerte für v i am Fundament und in der obersten Deckenebene angegeben. Werden die Anhaltswerte eingehalten, so treten Schäden im Sinne der Verminderung des Gebrauchswertes, deren Ursachen auf Erschütterungen zurückzuführen wären, nach den bisherigen Erfahrungen nicht auf. Werden trotzdem Schäden beobachtet, ist davon auszugehen, dass andere Ursachen für diese Schäden maßgebend sind. Werden die Anhaltswerte überschritten, so folgt daraus nicht, dass Schäden auftreten. Bei deutlichen Überschreitungen sind weitergehende Untersuchungen erforderlich. Projekt-Nr.: Seite 9

10 Tab. 3-2: Anhaltswerte zur Beurteilung von kurzzeitigen Erschütterungen auf Bauwerke Zeile Gebäudeart Anhaltswerte für die Schwinggeschwindigkeit v i in mm/s Fundament Oberste Dek- Frequenzen kenebene, horizontal 1 Hz bis 10 Hz bis 50 Hz bis 100 alle Frequen- 10 Hz 50 Hz Hz*) zen 1 Gewerblich genutzte Bauten, Industriebauten und ähnlich strukturierte Bauten 2 Wohngebäude und in ihrer Konstruktion und/ oder Nutzung gleichartige Bauten 3 Bauten, die wegen ihrer besonderen Erschütterungsempfindlichkeit nicht denen nach Zeile 1 und Zeile 2 entsprechen und besonders erhaltenswert (z. B. unter Denkmalschutz stehend) sind bis bis bis bis bis 8 8 bis 10 8 *) Bei Frequenzen über 100 Hz dürfen mindestens die Anhaltswerte für 100 Hz angesetzt werden Beurteilung von Decken Treten bei kurzzeitigen Erschütterungen Deckenschwingungen auf, so ist bei v z 20 mm/s in vertikaler Messrichtung am Ort der größten Schwinggeschwindigkeit - dies ist im Allgemeinen die Deckenmitte - eine Verminderung des Gebrauchswertes der Decken nicht zu erwarten. Im vorliegenden Fall ist abstandsbedingt und bedingt durch die gewählten Bauverfahren nicht damit zu rechnen, dass relevante Kurzzeiterschütterungen auftreten. Projekt-Nr.: Seite 10

11 Dauererschütterungen In folgender Tabelle sind für die verschiedenen Gebäudearten Anhaltswerte für den größeren Wert der beiden horizontalen Einzelkomponenten v i in der obersten Deckenebene angegeben. Werden die Anhaltswerte eingehalten, treten Schäden nach den bisherigen Erfahrungen nicht auf. Werden diese Werte überschritten, so folgt daraus nicht, dass Schäden auftreten müssen. Tab. 3-3: Anhaltswerte zur Beurteilung von Dauererschütterungen auf Bauwerke Zeile Gebäudeart Anhaltswerte für die Schwinggeschwindigkeit v i in mm/s Oberste Deckenebene, horizontal, alle Frequenzen 1 Gewerblich genutzte Bauten, Industriebauten und ähnlich strukturierte Bauten 2 Wohngebäude und in ihrer Konstruktion und/oder Nutzung gleichartige Bauten 3 Bauten, die wegen ihrer besonderen Erschütterungsempfindlichkeit nicht denen nach Zeile 1 und Zeile 2 entsprechen und besonders erhaltenswert (z. B. unter Denkmalschutz stehend) sind ,5 Vertikale Schwingungen bis 10 mm/s führen bei Geschoßdecken in Gebäuden nach obiger Tabelle, Zeilen 1 und 2 erfahrungsgemäß nicht zu Schäden. Diese Schwingungen sind sehr stark spürbar. Bei Gebäuden nach Zeile 3 obiger Tabelle kann kein Anhaltswert angegeben werden. Etwa auftretende leichte Schäden können nicht ohne weiteres der dynamischen Belastung zugeordnet werden, es müssen vielmehr die näheren Umstände untersucht werden. Projekt-Nr.: Seite 11

12 4. Baugrundverhältnisse - Rammbarkeit Der vorliegenden Untersuchung liegt ein geotechnischer Bericht der geobay Partnerschaftsgesellschaft weber, wagner, kalhammer & partner vom [7] zugrunde. Im Bereich der Maßnahme ist der Untergrund demnach wie folgt geschichtet: Tab. 4-1: mittlere Baugrundverhältnisse Mittlere Tiefe u. GOK Art Rammbarkeit bis 7,2 m u. GOK Tertiärton / -schluff (Kiese, schluffige Sande, tonige Schluffe mit hohen Sandanteilen), Schicht 1 a) leicht bis mittel 7,2 m 10 m Tone und Schluffe (steif bis halbfest), Schicht 1b) 10 m 16 m Tertiärer Feinsand (schwach schluffige bis schluffige Feinsande), Schicht 2) > 16 m mitteldicht gelagerte Kiese und Sande mittel mittel schwer Nach obigen Angaben ist von einer leichten bis mittleren Rammbarkeit bis etwa 16 m Einbringtiefe auszugehen. Die tiefer liegenden Schichten sind tendenziell schwer rammbar. Die tieferen Schichten werden u. U. bei Herstellung des Verbaus für die EÜ angschnitten. Wir gehen davon aus, dass bei erheblichen Rammhindernissen in dieser Tiefe Auflockerungsmaßnahmen bzw. Einbringhilfen dahingehend vorgenommen werden, dass eine mittlere Rammbarkeit noch gegeben ist. Für die Längsverbauten (vsl. Schotterhaltung) ist eine geringere Eindringtiefe anzunehmen. Im Weiteren wird für die Längsverbauten daher von einer mittleren bis guten Rammbarkeit ausgegangen. Vor diesem Hintergrund sind die tieferen Verbauarbeiten bei der Sicherung der Baugrube als die erschütterungstechnisch relevanteren Arbeiten anzusehen. Projekt-Nr.: Seite 12

13 5. Erschütterungsprognose 5.1 Verfahren Der Erschütterungsprognose liegt ein empirisch-statistisches Berechnungsverfahren des IFB Hannover zugrunde [5]. Basierend auf einer Vielzahl ausgewerteter Erschütterungsmessungen wird anhand von Erfahrungswerten und statistischen Kenndaten ein Prognoseverfahren zur Verfügung gestellt. Dieses erlaubt die Berechnung der maßgeblichen Beurteilungsgrößen nach DIN 4150 unter Angabe der statistischen Eintrittswahrscheinlichkeit der Prognose, wobei mehrere Regressionsverfahren zur Auswahl gestellt werden. Hierin gehen sowohl das eingesetzte Gerät, als auch die Bausubstanz und die Untergrundverhältnisse ein. In der vorliegenden Untersuchung werden in Abhängigkeit von Lage, Abstand und Anregungsform mehrere unterschiedliche statistische Verfahren zur Ermittlung der Schwingstärke am Fundament verwendet. Der angesetzte Prognosewert für den Betrag des Schwingungsvektors am Fundament ergibt sich aus dem statistisch jeweils am besten abgesicherten Prognoseansatz. Die Kenngrößen werden in der Folge für zwei Überschreitungswahrscheinlichkeiten berechnet. Es wird zum einen der Mittelwert bestimmt, d. h. der wahre Wert liegt mit einer Wahrscheinlichkeit von 50 % unter diesem Wert (wahrscheinlicher Wert). Zum Anderen eine Standardabweichung von 2 σ zugrunde gelegt, d. h. der wahre Wert liegt mit einer Wahrscheinlichkeit von 95,5 % unter diesem Wert (ungünstiger Wert). Die Prognose der Erschütterungseinwirkungen aus Rammarbeiten mit Vibrationsrammen erfolgt nach der gewählten Methodik grundsätzlich anhand deren Energieklasse und dem Abstand der Rammung zum Immissionsort. Vibrationsplatten werden anhand ihrer Gewichtsklasse in Ansatz gebracht. Randbedingungen sind im Folgenden genannt. Projekt-Nr.: Seite 13

14 5.2 Randbedingungen Es wird unterstellt, dass Hochfrequenz-Vibrationsrammen der Energieklasse 3 (mittlere Energieklasse) zum Einsatz kommen. In Betracht kämen etwa Geräte der Fa. ABI MRZ 17 VV bis MRZ 36 VV mit einer Nennfrequenz zwischen 30 und 36 Hz und einer Maximalfrequenz von 43 Hz. Die hydraulische Leistung liegt im Bereich bis zu etwa 300 kw. Für die Vibrationsplatte wird unterstellt, dass ein Gerät der Gewichtsklasse 2 zum Einsatz kommt. Es sind dies Platten mit einem Gewicht bis rund 0,6 t. Vibrationsplatten arbeiten üblicherweise im Frequenzbereich zwischen 50 und 100 Hz. Für die Übertragungsfaktoren der vektoriellen Schwingungsgrößen zwischen Boden und Fundament sowie zwischen Fundament und Obergeschossen werden Werte tendenziell am oberen Rand der empirisch gesicherten Bandbreite angesetzt. Deckenresonanzen bei Gebäuden mit Holzbalkendecken liegen im Bereich von 8 bis 15 Hz, bei Gebäuden in Beton-Skelettbauweise (Stahlbetondecken) liegen diese erfahrungsgemäß meist im Bereich von 20 bis 25 Hz. Bei Einsatz eines Hochfrequenzrüttlers ist nicht davon auszugehen, dass die Anregefrequenz in diesen Bereich abfällt. Die Vibrationsplatte weist ohnehin eine deutlich höhere Anregefrequenz auf und wird daher in aller Regel nicht zu Resonanzeffekten führen. Resonanzfälle werden daher nicht untersucht und sind im Rahmen der Bauausführung auch unbedingt zu vermeiden. Die Auswertung erfolgt in Abhängigkeit vom Gebäudetyp und der ausgeübten Nutzung (Gewerbe, Wohnen oder besonders empfindliche Nutzung). Für die in Rede stehenden Gebäude ist eine besondere Empfindlichkeit bezüglich Erschütterungen aufgrund des eher jüngeren Baualters vsl. nicht gegeben. Für die Prognose horizontaler Deckenschwingungen wird aufgrund der Baugrunduntersuchung unterstellt, dass der Untergrund im Ausbreitungsweg als tendenziell weich einzustufen ist. Für die tägliche Einwirkzeit der Vibrationsramme sowie der Vibrationsplatte wurde von 8 h ausgegangen, jedoch nicht gleichzeitig. Es wurde eine maximale effektive Einwirkzeit von je 2 Tagen für Verbauarbeiten und Verdichtungsarbeiten unterstellt. Das es zu einer Überschreitung des zulässigen KB Fmax von 5 nach DIN kommen könnte ist fachlich auszuschließen. Dies kommt in der Praxis in aller Regel nur dann vor, wenn in minimalem Abstand direkt neben einem Gebäude gerammt wird. Somit ist es in diesem Vorhaben aus fachlicher Sicht nicht geboten, für den jeweils gebäudenächsten Arbeitspunkt gesonderte Betrachtungen zur maximalen bewerteten Schwingschnelle KB Fmax anzustellen. Vielmehr besteht die Möglichkeit, dass die Anforderungen an die Einhaltung der Beurteilungsschwingstärke KB FTr nicht eingehalten sein könnten. Da sich die Rammarbeiten und Verdichtungsarbeiten über die Zone der Baugrube mehr oder minder gleichmäßig verteilen wird die Einhaltung der diesbezüglichen Anforderungen konservativ über den kürzesten Abstand zur Eingriffsfläche ermittelt. Projekt-Nr.: Seite 14

15 5.3 Ergebnisse Die Erschütterungsprognose erfolgt für die beiden nächstgelegenen Gebäude links und rechts der Baumaßnahme. Es sind dies folgende Prognosepunkte (Immissionsorte): IO 1, Rottenburger Straße 14, 10 m Abstand zur Maßnahme IO 2, Rottenburger Straße 16, 15 m Abstand zur Maßnahme Die Ergebnisse der durchgeführten Prognose-Abschätzungen sind in den Anlagen 2 und 3 beigegeben. Randbedingungen und relevante Zwischenwerte sind dort aufgelistet. In nachfolgender Tabelle sind die wesentlichen Ergebnisse zusammengestellt. Hierbei ist mit "W" der wahrscheinliche Prognosewert gekennzeichnet, mit "U" der ungünstige Wert, d. h. für diesen Wert ist eine Unterschreitungswahrscheinlichkeit von 95,5 % gegeben. Tab. 5-1: Ergebnisse der Erschütterungsprognose - Vibrationsrammen Ort Fall Abstand Horizontal- Vertikalschwin- Anhaltswerte Au und Ar und Ver- (m) schwingungen gungen gleich mit KB bzw. KBFTr Decken, vmax in Decken vmax in mm/s mm/s An- vmax An- vmax Au KB Fmax Ar KB FTr halts- halts- wert wert IO 1, Rottenburger Straße 14 IO 1, Rottenburger Straße 14 IO 2, Rottenburger Straße 16 IO 2, Rottenburger Straße 16 W ,2 10 1,2 0,7 0,6 0,4 0,4 U ,4 10 3,5 0,7 1,9 0,4 1,3 W ,2 10 1,7 0,7 0,9 0,4 0,6 U ,7 10 6,2 0,7 3,3 0,4 2,3 Entsprechend obiger Tabelle kommt die Prognoseabschätzung zu folgenden Ergebnissen: Projekt-Nr.: Seite 15

16 1. Die Anforderung an die maximale Schwingschelle im Obergeschoss bei Dauererschütterungen an Horizontal- und Vertikalschwingungen wird an beiden Immissionsorten in allen Schwingungsrichtungen eingehalten. Demnach ist nicht wahrscheinlich, dass Schäden eintreten. Allerdings sind im ungünstigen Fall (Unterschreitungswahrscheinlichkeit 95,5%) Vertikalschwingungen in der Deckenebene von 4 bis 6 mm/s denkbar, womit die Sicherheitsreserve zum Anhaltswert von 10 mm/s nicht mehr sehr groß ist. 2. Der untere Anhaltswert A u wird am IO 1 eingehalten, ebenso der Anhaltswert für die Beurteilungsschwingstärke A r. Allerdings wird der A u durch den Median nur relativ knapp unterschritten, d. h. in der Praxis mag es innerhalb des Streubereichs der Messwerte durchaus zu Überschreitungen kommen. 3. Der untere Anhaltswert A u wird am IO 2 nicht eingehalten, ebenso wenig der Anhaltswert für die Beurteilungsschwingstärke A r. Erhebliche Belästigungen sind nicht grundsätzlich auszuschließen, wobei der wahrscheinliche Wert die Anhaltswerte um bis zu 50 % überschreitet. Die Maßnahmen zur Minderung erheblicher Belästigungen, Punkte a) bis f), siehe Punkt 3.1 dieser Untersuchung, sollten dennoch vorsorglich ergriffen werden. Nachfolgend sind die Ergebnisse für den Einsatz von Verdichtungsgeräten beim Verdichten der Gründung bzw. bei der Hinterfüllung der Widerlager zusammengestellt. Der IO 2 liegt hierbei näher an der Maßnahme und kann daher als repräsentativ für die maximal zu erwartenden Einwirkungen gelten: Tab. 5-2: Ergebnisse der Erschütterungsprognose Vibrationsplatten Ort Fall Abstand Horizontal- Vertikalschwin- Anhaltswerte Au und Ar und Ver- (m) schwingungen gungen gleich mit KB bzw. KBFTr Decken, vmax in Decken vmax in mm/s mm/s An- vmax An- vmax Au KB Fmax Ar KB FTr halts- halts- wert wert IO 2, Rottenburger Straße 16 IO 2, Rottenburger Straße 16 W ,1 10 0,3 0,7 0,2 0,4 0,1 U ,2 10 1,2 0,7 0,6 0,4 0,4 Die Prognoseabschätzung für Vibrationsplatten kommt entsprechend obiger Übersicht zu folgenden Ergebnissen: Projekt-Nr.: Seite 16

17 1. Die Anforderung an die maximale Schwingschelle im Obergeschoss bei Dauererschütterungen an Horizontal- und Vertikalschwingungen wird am IO 2 in allen Schwingungsrichtungen eingehalten. Demnach ist nicht wahrscheinlich, dass Schäden eintreten. 2. Der untere Anhaltswert A u für den KB FTr wird auch im ungünstigsten Fall unterschritten. Erhebliche Belästigungen sind nicht zu erwarten. 5.4 Folgerungen Maßnahmen zum Schutz der Bauwerkssubstanz werden nach dem gewählten Prognoseverfahren nicht erforderlich. Maßnahmen zur Vermeidung erheblicher Belästigungen sind insbesondere an der Rottenburger Straße 14 und 16 angezeigt, wenn sich der Untergrund mit oder ohne vorbereitende Einbringhilfen als schwer rammbar erweisen sollte (etwa durch eingelagertes Verbruchmaterial, felsige Einlagerungen, dicht gelagerte Kiese o. ä.). Da nicht sichergestellt ist, dass sich die Erschütterungseinwirkungen tatsächlich im Median bewegen (wahrscheinlicher Wert) werden, sollten generell die nächstgelegenen Anwohner entsprechend über die bauzeitlichen Tiefbaumaßnahmen informiert werden. Aus fachlicher Sicht raten wir zu folgenden vorsorglichen Maßnahmen: Maßnahmenvorschlag: 1. Die ausführende Baufirma ist über die zu erwartenden Untergrundverhältnisse und die benachbarte Bausubstanz zu informieren. 2. Maßnahmen zur Information und Unterstützung der Anwohner nach Punkt 3.1 dieser Untersuchung bzw. DIN sollten zumindest an den fünf umliegenden Wohngebäuden (Rottenburger Straße 14, 15, 16, der Dörnbacher Straße 1 und am Lindenweg 1) durchgeführt werden. Dies gilt insbesondere, wenn zur Nachtzeit Rammarbeiten durchgeführt werden sollen. 3. An der Rottenburger Straße 14, 15, 16, der Dörnbacher Straße 1 und am Lindenweg 1 sollte eine Beweissicherung auf bestehende Risse, Bauwerks- und ggfs. Wasserschäden durch einen anerkannten Bausachverständigen durchgeführt werden. 4. Bei Verbauarbeiten mit Spundbohlen und dem Auftreten erheblicher Rammhindernisse wird dazu geraten, Auflockerungsmaßnahmen des Untergrunds vorzunehmen, und / oder während schwieriger Rammarbeiten Überwachungsmessungen durchzuführen. Zur Planbarkeit der Überwachungsmessungen empfiehlt es sich, im Vorfeld Proberammungen durchzuführen. Wenn diese schwierige Rammverhältnisse erwarten lassen kann hierdurch ein ausreichender Messvorlauf bis zur Sperrpause gewährleistet werden. Zudem sind vorbereitende Maßnahmen zur Bodenauflockerung planbar. 5. Es sind zum Einbringen des Rammguts nur Hochfrequenzrammen (f max > 40 Hz) mittlerer bis niedriger Leistung einzusetzen, wobei Rammarbeiten nicht unter der Nennfrequenz durchzuführen sind (kein Durchfahren niedriger Frequenzen im Lastbetrieb / bei Baugrundkontakt). 6. Begleitend zu Beginn der Rammarbeiten sollte grundsätzlich eine Überwachungsmessung der Erschütterungen (auch zu Beweissicherungszwecken) an der Rottenburger Straße 14 Projekt-Nr.: Seite 17

18 oder 16 durchgeführt werden. Bei unerwartet hohen und auch erschütterungstechnisch relevanten Erschütterungseinträgen ist das Bauverfahren / Einbringverfahren entsprechend anzupassen. Die Messungen sollten seitens einer nach 26 BImSchG bekannt gegebenen Meßstelle für Erschütterungen durchgeführt werden. 7. Zu Beweissicherungszwecken sollte erwogen werden, zusätzlich im Ausbreitungsquerschnitt zumindest stichprobenartig eine baubegleitende Messung durchzuführen. U. E. ist mit dem o. a. Maßnahmenkatalog der Stand der Technik abgebildet, um in der gegebenen Situation Bauwerksschäden und erhebliche Beeinträchtigungen zu vermeiden. Projekt-Nr.: Seite 18

19 6. Zusammenfassung Die Deutsche Bahn AG plant in der Marktgemeinde Ergoldsbach die Änderung der Eisenbahnüberführung (EÜ) in Bahn-km 94,815 der Strecke 5500, München - Regensburg. Im Zuge der hierfür erforderlichen Tiefbauarbeiten sollen auch potentiell erschütterungsintensive Bauarbeiten in den jeweiligen Bauphasen ausgeführt werden. Nach der vorliegenden Baubetriebsplanung handelt es sich hierbei um Verbauarbeiten mit Spundbohlen in mittelschwer rammbarem Untergrund, sowie Verdichtungsarbeiten mit Flächenrüttlern. Im Umfeld der Baumaßnahme befinden sich beiderseits der Bahn schutzbedürftige Wohnnutzungen in Mischgebieten. Im Rahmen der vorliegenden Untersuchung war eine Prognoseabschätzung vorzunehmen, inwieweit mit erheblichen bzw. potentiell belästigenden oder bauwerksschädigenden Erschütterungseinwirkungen an der Wohnbebauung zu rechnen ist. Die Beurteilung der Erschütterungseinwirkungen erfolgte anhand der DIN 4150, Erschütterungen im Bauwesen, Teile 2 und 3. Die Erschütterungsprognose kommt zu folgenden Ergebnissen: Maßnahmen zum Schutz der Bauwerkssubstanz der benachbarten Wohnbebauung werden nach dem gewählten Prognoseverfahren auf Grundlage der DIN nicht erforderlich. Abstandsbedingt sowie bedingt durch die eingesetzten Bauverfahren ist nicht davon auszugehen, dass relevante Kurzzeiterschütterungen auftreten. Hinsichtlich einwirkender Dauererschütterungen lassen sich folgende Ergebnisse festhalten: Verdichtungsarbeiten mit Flächenrüttlern zur Herstellung der Gründung sowie der Bauwerkshinterfüllung führen zu keinen Überschreitungen der Anforderungen der DIN Diesbezügliche Schutzmaßnahmen werden nicht erforderlich. Maßnahmen zur Vermeidung erheblicher Belästigungen bei Verbauarbeiten (Spundwand- Einrütteln) sind an den die Baustelle umgebenden 5 benachbarten Wohngebäuden angezeigt, insbesondere dann, wenn sich der Untergrund ohne oder mit Auflockerungsmaßnahmen als nicht leicht rammbar erweist. Projekt-Nr.: Seite 19

20 Unter Punkt 5.4 ist ein Maßnahmenkatalog zusammengestellt, um in der gegebenen Situation Bauwerksschäden, und vor allem erhebliche Beeinträchtigungen, nach dem Stand der Technik zu vermeiden. Bei Durchführung der genannten Maßnahmen ist u. E. eine Minimierung des Risikos von Schäden und Belästigungen zu erwarten. Augsburg, Dipl.-Ing (FH) M. Ertl Projekt-Nr.: Seite 20

21 A) Grundlagenverzeichnis / Literatur Für die Untersuchung wurden folgende Grundlagen herangezogen: [1] Gesetz zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen und ähnliche Vorgänge, BImSchG - Bundes- Immissionsschutzgesetz [2] DIN , Erschütterungen im Bauwesen, Teil 1: Vorermittlung von Schwingungsgrößen, Juni 2001 [3] DIN , Erschütterungen im Bauwesen, Teil 2: Einwirkungen auf Menschen in Gebäuden, Juni 1999 [4] DIN , Erschütterungen im Bauwesen, Teil 3: Einwirkungen auf bauliche Anlagen, Februar 1999 [5] Institut für Bauforschung e. V. Hannover, Bauwerkserschütterungen durch Tiefbauarbeiten, Bericht 20, 2004 [6] Bay Vermessungsverwaltung, Flurkartenauszug Gemeinde Ainring, OT Hammerau, M 1:2000 [7] geobay Partnerschaftsgesellschaft, weber, wagner, kalhammer & partner, Str 5500 München Regensburg, EÜ km 94,815, Eisenbahnüberführung in Ergoldsbach, Baugrunderkundung mit Gründungsberatung, Bericht vom [8] Flächennutzungsplan der Gemeinde Ergoldsbach [9] DB Netz AG, Lageplan zur Baumaßnahme, [10] DB Netz AG, IVL-Plan, München Regensburg km 94,6 km 95,5 [11] DB Netz AG, Entwurfsplanung, [12] Bayerische Vermessungsverwaltung, digitale Flurkarte, [13] Ingenieurbüro Schmidt GmbH, EÜ Ergoldsbach, Sperrpausenanmeldung [14] Ingenieurbüro Schmidt GmbH, EÜ Ergoldsbach, Grobbauablaufplan Projekt-Nr.: Seite 21

22 B) Anlagenverzeichnis Anlage Nr. Art Inhalt 1 Lageplan Untersuchungsgebiet Tabelle Erschütterungsprognose Vibrationsrammen Tabelle Erschütterungsprognose Flächenrüttler C) Tabellen Tab. 3-1: Anhaltswerte 8 Tab. 3-2: Anhaltswerte zur Beurteilung von kurzzeitigen Erschütterungen auf Bauwerke 10 Tab. 3-3: Anhaltswerte zur Beurteilung von Dauererschütterungen auf Bauwerke 11 Tab. 4-1: mittlere Baugrundverhältnisse 12 Tab. 5-1: Ergebnisse der Erschütterungsprognose - Vibrationsrammen 15 Tab. 5-2: Ergebnisse der Erschütterungsprognose Vibrationsplatten 16 Projekt-Nr.: Seite 22