Schwingungstechnisches Überwachungsprogramm

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1 Sachverständigen- und Ingenieurbüro Dr. Lichte GbR Öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für Erschütterungen in Bauwesen und Sprengtechnik Dr.-Ing. Ulf Lichte, IHK München Sachverständigen- und Ingenieurbüro Dr. Ulf und Peter Lichte GbR Käthe-Bauer-Weg München Telefon: 089 / Telefax: 089 / info@lichte.de Internet: Schwingungstechnisches Überwachungsprogramm Objekt: Bremen, Braunschweiger Straße Auftraggeber: F48 GBR

2 1 Schwingungstechnisches Überwachungsprogramm Bauvorhaben: Objekt: Auftrags.-Nr.: Auftraggeber: Abbruch Hochbunker in der Braunschweiger Straße in Bremen Bremen, Braunschweiger Straße D457 F48 GBR Carl-Schurz-Str Bremen Ort und Datum: München, den 07. Juni Dr.-Ing. Ulf Lichte Inhaltsverzeichnis 1 Aufgabe 2 2 Unterlagen 2 3 Situation 2 4 Anlage und Durchführung von Schwingungsmessungen Messgeräte und Messverfahren Messpunkte 4 5 Beurteilungsgrundlagen 5 6 Festlegung der Anhaltswerte 6 7 Aufzeichnungs-Schwellwert und Alarmierungs-Schwellwert 7 8 Handlungsprozedere 7 9 Ansprechpartner und SMS-Verteiler 8

3 2 1 Aufgabe Erstellung eines schwingungstechnischen Überwachungsprogamms für die Nachbarbebauung des abzubrechenden Luftschutzbunkers in der Braunschweiger Straße in Bremen. 2 Unterlagen U(1) Auftrag vom U(2) Lageplan Bunker U(3) DIN 4150: Erschütterungen im Bauwesen Teil 1 Vorermittlung von Schwingungsgrößen Teil 2 Einwirkung auf Menschen in Gebäuden Teil 3 Einwirkung auf bauliche Anlagen U(4) DIN 45669: Messung von Schwingungsimmissionen Teil 1 Schwingungsmesser Anforderungen, Prüfung Teil 2 Messverfahren Teil 3 Prüfung der Schwingungsmesseinrichtung U(5) Gutachterliche Stellungnahme Erschütterungsausbreitung im Baugrund während des Bunkerrückbaus, , Prof. Dr.-Ing. Harder, Hochschule Bremen 3 Situation In Bremen wird der ehemalige LS-Bunker in der Braunschweiger Straße maschinell abgebrochen. Es ist vorgesehen, Decken und Wände mit einer Abbruchzange abzubrechen. Die Bodenplatte wird mittels Reißhaken und Tieflöffel voraussichtlich unter Nutzung von Lockerungssprengungen rückgebaut. Die Einbettung des Bunkers in die Straßen Braunschweiger Straße und Celler Straße erfordert in besonderem Maße die Berücksichtigung der Erschütterungseinwirkungen auf die Nachbarbebauung. Da von Abbrucharbeiten trotz Einsatz moderner Abbruchtechnologien Erschütterungen ausgehen, müssen diese hinsichtlich der zu schützenden Nachbarbauwerke verträglich sein. Das vorliegende Messprogramm soll diesem Schutzbedarf der Nachbarbebauung genüge leisten. Eine Übersicht der örtlichen Gegebenheiten ist in Abbildung 1 gegeben.

4 3 Abbildung 1 Lageplan Abbildung 2 Achs-Einteilung des Bunkers und Zuordnung des zu überwachenden Messpunktes

5 4 4 Anlage und Durchführung von Schwingungsmessungen 4.1 Messgeräte und Messverfahren Zur kontinuierlichen Überwachung der Erschütterungseinwirkungen ist der Einsatz eines Schwingungsmessgerätes vom Typ Sigicom INFRA Master oder SYSCOM MR2002 vorgesehen. Die benannten Gerätetypen der Klasse 1 nach DIN 45669(alt) mit triaxialen Schwinggeschwindigkeitsaufnehmern für die Messung der Schwingungen in drei Raumrichtungen arbeiten autark. An die Messgeräte sind Module zur Datenfernwartung per Mobilfunk einschließlich Alarmierung per SMS angeschlossen. Das eingesetzte Gerät wird in Tabelle 1 näher definiert, wenn der Messaufbau konkret realisiert wird. Tabelle 1 Messgeräte Messgerät Serien-Nr Recorder Serien-Nr Sensor Zusatzmodule noch offen noch offen noch offen noch offen 4.2 Messpunkte Die Tabelle 2 enthält die für die Überwachung vorgesehenen Messpunkte. Die Lage der Messpunkte ist in Abbildung 1 eingetragen. Ihre aktive Überwachung hängt von dem jeweiligen Abbruchbereich ab. Alle Messpunkte werden im Fundamentbereich der Gebäude angeordnet, da beim Abbruch mit Abbruchzange, Reißhaken oder Lockerungssprengungen vorrangig mit kurzzeitigen Erschütterungen zu rechnen ist. Die Einrichtung und Inbetriebnahme der Messgeräte an den jeweiligen Messpunkten erfolgt durch einen unterwiesenen Mitarbeiter des Abbruchbetriebes bzw. des Auftraggebers. Die genaue Beschreibung der Messpunkte wird nach dem Messaufbau konkretisiert. Abbildung 2 stellt den Bunker im Grundriss mit einer Achs-Einteilung dar, die eine bessere Kommunikation des jeweils aktuellen Abbruchbereiches ermöglicht. Ferner ist die Zuordnung der zu überwachenden Messpunkte eingetragen. Tabelle 2 Messpunkte der Dauerüberwachung Messpunkt Messort Standort Untergrund/Aufstellung MP B15 Braunschweiger Straße 15 MP B20 Braunschweiger Straße 20 MP B25 Braunschweiger Straße 25 MP C20 Celler Straße 20

6 5 5 Beurteilungsgrundlagen Für die Einwirkung der Erschütterungen auf Gebäude sind in der DIN Anhaltswerte angegeben, bei deren Einhaltung es nach den vorliegenden Erfahrungen nicht zu Schäden kommt, die den Gebrauchswert der Gebäude herabsetzen. Dabei wird unterschieden zwischen: kurzzeitigen Erschütterungen, das sind solche, deren Häufigkeit des Auftretens nicht ausreicht, um Materialermüdungserscheinungen hervorzurufen und deren zeitliche Abfolge nicht geeignet ist, um in der betroffenen Struktur Resonanz zu erzeugen und Dauererschütterungen, das sind alle Erschütterungen, auf die die Definition der kurzzeitigen Erschütterungen nicht zutrifft Kurzzeitige Erschütterungen Für kurzzeitige Erschütterungen sind die Anhaltswerte in Tabelle 3 zusammengestellt. Tabelle 3 Anhaltswerte für die Schwinggeschwindigkeit zur Beurteilung der Wirkung von kurzzeitigen Erschütterungen nach DIN Anhaltswerte für die Schwinggeschwindigkeit v i in mm/s Zeile Gebäudeart Fundament Frequenzen oberste Deckenebene, horizontal < 10 Hz Hz Hz *) alle Frequenzen 1 Gewerblich genutzte Bauten, Industriebauten und ähnlich strukturierte Bauten Wohngebäude und in ihrer Konstruktion und/oder Nutzung gleichartige Bauten Bauten, die wegen ihrer besonderen Erschütterungsempfindlichkeit nicht denen nach Zeile 1 und 2 entsprechen und besonders erhaltenswert (z.b. unter Denkmalsschutz stehend) sind *) Bei Frequenzen über 100 Hz dürfen mindestens die Anhaltswerte für 100 Hz angesetzt werden. In der DIN heißt es zur Anwendung dieser Anhaltswerte wörtlich: Werden die Anhaltswerte eingehalten, so treten Schäden im Sinne einer 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. Weiterhin heißt es in der DIN: Werden die Anhaltswerte überschritten, so folgt daraus nicht, dass Schäden auftreten. Bei deutlichen Überschreitungen sind weitergehende Untersuchungen erforderlich. Eine Verminderung des Gebrauchswertes von Gebäuden oder Gebäudeteilen durch Erschütterungseinwirkungen im Sinne der Norm ist z.b. Beeinträchtigung der Standsicherheit von Gebäuden und Bauteilen; Verminderung der Tragfähigkeit von Decken.

7 6 Bei Wohngebäuden (nach Zeile 2) ist eine Verminderung des Gebrauchswertes auch gegeben, wenn z.b. Risse im Putz von Wänden auftreten; bereits vorhandene Risse in Gebäuden vergrößert werden; Trenn- und Zwischenwände von tragenden Wänden oder Decken abreißen. Diese Schäden werden in dieser Norm auch als leichte Schäden bezeichnet. Für die Beurteilung geben darüber hinaus die Schwingungen in der Ebene der obersten Decke, die auf den Außenwänden aufliegt, wesentliche Hinweise. Bei Messung der Schwingungen an dieser Stelle wird die horizontale Antwort des Bauwerks auf die Fundamentanregung ermittelt. Dauererschütterungen Für die Einwirkung der Erschütterungen auf Gebäude sind in der DIN Anhaltswerte angegeben, bei deren Einhaltung es nach den vorliegenden Erfahrungen nicht zu Schäden kommt, die den Gebrauchswert der Gebäude herabsetzen. Sie sind für die vorliegenden Bedingungen in Tabelle 4 zusammengestellt. Tabelle 4 Anhaltswerte für die Schwinggeschwindigkeit zur Beurteilung der Wirkung von Dauererschütterungen nach DIN 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 10 2 Wohngebäude und in ihrer Konstruktion und/oder Nutzung gleichartige Bauten 5 3 Bauten, die wegen ihrer besonderen Erschütterungsempfindlichkeit nicht denen nach Zeile 1 und 2 entsprechen und besonders erhaltenswert (z.b. unter Denk- 2,5 malsschutz stehend) sind Vertikale Schwinggeschwindigkeiten bis 10 mm/s führen bei Geschossdecken in Gebäuden nach Zeilen 1 und 2 der Tabelle erfahrungsgemäß nicht zu Schäden, selbst wenn die bei der statischen Bemessung zulässigen Spannungen voll in Anspruch genommen sind. Bei Gebäuden nach Zeile 3 kann kein Anhaltswert angegeben werden. 6 Festlegung der Anhaltswerte Die im Umfeld der Baumaßnahme befindlichen Gebäude werden, da eine konkrete Festlegung im Gutachten [U(5)] nicht erfolgt ist, als Wohngebäude nach Zeile 2 Tabellen 1 und 3 der DIN eingestuft. Demnach beträgt für kurzzeitige Erschütterungen (Abbruchzange...) der Fundamentanhaltswert der Schwinggeschwindigkeit 5 mm/s (f 10 Hz). Für Dauererschütterungen (ggf. Abbruchhammer) beträgt der Anhaltswert der horizontalen Bauwerkserschütterungen in der obersten Geschossebene frequenzunabhängig 5 mm/s.

8 7 Hinweise auf eine Einstufung von Gebäuden als besonders erschütterungsempfindlich und besonders erhaltenswert im Sinne von Zeile 3 der Tabellen 1 und 3 der DIN liegen dem Gutachter nicht vor. 7 Aufzeichnungs-Schwellwert und Alarmierungs-Schwellwert Die Aufzeichnungsschwellwerte werden zunächst bei 3,0 mm/s festgelegt. Für die Abbrucharbeiten der Decken- und Wände wird der Schwellwert für die SMS-Information bei 4,0 mm/s festgelegt (kurzzeitige Erschütterungen). Für Dauererschütterungen wird für die horizontalen Fundamenterschütterungen der Alarmschwellwert von horizontal 1,7 mm/s und vertikal 3,0 mm/s vorgeschlagen. Bei einer Verdreifachung der Erschütterungen vom Fundament ist der Obergeschossanhaltswert noch eingehalten. Alternativ müsste der Messaufbau um einen Obergeschossmesspunkt erweitert werden. Tabelle 5 Verwendete Schwellwerte für die Messpunkte Stufe Wirkung alle Fundamentmesspunkte Kurzzeitige Erschütterungen alle Fundamentmesspunkte Dauererschütterungen Anhaltswert 5,0 mm/s 5,0 / 3 = 1,7 Aufzeichnungs- Registrierung der Schwellwert Schwinggeschwindigkeitskurve 3,0 mm/s 1,7 mm/s Alarmierungs- /Informations- Schwellwert SMS-Benachrichtigung Alarm 1 4,0 mm/s 3,0 mm/s 8 Handlungsprozedere Für die Überwachung ist der Einsatz eines Schwingungsmessgerätes beauftragt. Damit der Nachweis auf Einhaltung der Anhaltswerte nach DIN mit einem Messgerät zutreffend geführt werden kann, ist es erforderlich, dass ein Umbau des Messgerätes entsprechend dem Abbruchbereich erfolgt. Dies muss federführend durch den Abbruchbetrieb veranlasst und realisiert werden, da dieser den jeweiligen Abbruchbereich kennt. Die Zuordnung der betreffenden Bunkerbereiche zu den zu überwachenden Messpunkten ist in Abbildung 1 eingetragen. Um den Umbau der Messgeräte zu ermöglichen, wird durch das überwachende Sachverständigenbüro ein Mitarbeiter des Abbruchbetriebs instruiert. Es sollte regelmäßig (z.b. 1..2x pro Woche) durch den Abbruchbetrieb eine telefonische Rückmeldung an das Sachverständigenbüro erfolgen, um sicherzustellen, dass der zutreffende Messpunkt aufgebaut ist.

9 8 Wenn ein Gerät umgebaut wird, erfolgt dies nach folgendem Prozedere: Telefonische Information des Überwachers vom Dienst (Tel. 0341/ ) über den Abbau des Messgerätes. Abbau- und Neuaufbau, Inbetriebnahme Telefonisches Abklären beim Überwacher vom Dienst, dass der Messpunkt umgebaut ist, ordnungsgemäß läuft und erreichbar ist. Die Umprogrammierung des Messgerätes und die Eintragung der Messpunktänderung in der Datenhaltung erfolgt dann durch das Sachverständigenbüro. Wegen der unterschiedlichen Grenzwerte für kurzzeitige Erschütterungen und für Dauererschütterungen muss im Falle von Abbrucharbeiten, die Dauererschütterungen verursachen das Sachverständigenbüro verständigt werden, damit die Schwellwerte im Messgerät entsprechend angepasst werden können. Es wird das folgende Prozedere bei Schwellwertüberschreitungen vorgeschlagen: Warnstufe Spezifikation Bautätigkeit Meldung und Handlungsanweisung Baubetrieb keine Vorwarnstufe Alarm 1 Alarm 2 einzelne SMS- Nachricht mehrere SMS- Nachrichten SMS-Nachricht Arbeiten können ausgeführt werden Arbeiten können weitergeführt werden Einstellen der Arbeiten Einstellen der Arbeiten Kontrolle der Arbeiten, Prüfen der Größe und Ermittlung der Ursache der Überschreitung; [ggf. Rücksprache mit Sachverständigenbüro] Änderung der Arbeitsweise; [Kontaktaufnahme mit dem überwachenden Sachverständigenbüro] Abklärung des weiteren Vorgehens [durch Bauleitung und Sachverständigenbüro] 3) 3) Es ist ggf. auch zu klären, ob direkt am Messpunkt eine Anregung erfolgte, die das Signal verursacht haben könnte. 9 Ansprechpartner und SMS-Verteiler Alarm Name, Funktion Telefon SMS Dr.-Ing. Ulf Lichte, Überwacher, IB Lichte Dieter Wieck, technische Überwachung IB Lichte n.n. n.n. n.n. 0170/ info@lichte.de 0341/