KOOIPLEINBLOK 5A/5B TE LEIDEN

Transcriptie

1 FUGRO GEOSERVICES B.V. Geo-Advies West-Nederland TRILLINGSRISICOANALYSE betreffende KOOIPLEINBLOK 5A/5B TE LEIDEN Opdrachtnummer: Behoort bij beschikking van Burgemeester en Wethouders van Leiden Wabo Opdrachtgever : Heijmans Vastgoed Realisatie B.V. Capelle a/d IJssel Postbus AK ROTTERDAM Datum grondonderzoek : Augustus / September 2012 Projectleider Opgesteld door Gecontroleerd door : ing. M.J. van Baars : ing. P.A.J. Kivit Adviseur Geotechniek : ir. A.J. Snethlage Senior Adviseur Geotechniek VERSIE DATUM OMSCHRIJVING WIJZIGING PARAAF PROJECTLEIDER 1 16 augustus 2013 definitief 2 20 september 2013 opmerkingen opdrachtgever FILE: _31.R01V02.doc Op deze rapportage zijn de algemene leveringsvoorwaarden ALV 2012 van toepassing die een aansprakelijkheidsbeperking bevatten Kantoor: Veurse Achterweg 10, 2264 SG Leidschendam, Tel.: , Onderdeel van de Fugro Groep met vestigingen over de hele wereld.

2 FUGRO GEOSERVICES B.V. Geo-Advies West-Nederland TRILLINGSRISICOANALYSE betreffende KOOIPLEINBLOK 5A/5B TE LEIDEN Opdrachtnummer: Opdrachtgever : Heijmans Vastgoed Realisatie B.V. Capelle a/d IJssel Postbus AK ROTTERDAM Datum grondonderzoek : Augustus / September 2012 Projectleider Opgesteld door Gecontroleerd door : ing. M.J. van Baars : ing. P.A.J. Kivit Adviseur Geotechniek : ir. A.J. Snethlage Senior Adviseur Geotechniek VERSIE DATUM OMSCHRIJVING WIJZIGING PARAAF PROJECTLEIDER 1 16 augustus 2013 definitief 2 20 september 2013 opmerkingen opdrachtgever FILE: _31.R01V02.doc Op deze rapportage zijn de algemene leveringsvoorwaarden ALV 2012 van toepassing die een aansprakelijkheidsbeperking bevatten Kantoor: Veurse Achterweg 10, 2264 SG Leidschendam, Tel.: , Onderdeel van de Fugro Groep met vestigingen over de hele wereld.

3 INHOUDSOPGAVE Blz. 1. INLEIDING 1 2. Projectomschrijving Projectlocatie Terrein- en bodemgesteldheid 4 3. ANALYSE TRILLINGSINVLOED Karakteristieken werkzaamheden Modellering Demping Trillingsoverdracht 7 4. BEOORDELING EN TOETSING Toetsingskader Schade door trillingen SBR richtlijn A Grenswaarde Toetsing draagconstructie Invloedsgebied CONLUSIES EN AANBEVELINGEN Risicoafweging Conclusies en aanbevelingen 15 BIJLAGEN Nr. - Situatietekening invloedsgebied trillingen 1 - Situatietekening grondonderzoek en representatieve sonderingen DKM01 en DKM04 - "Toelichting modellering trillingen" - "Toelichting SBR-toetsingskader" - "Trillingstechnische vaktermen en definities"

4 1. INLEIDING Op 26 juli 2013 ontving Fugro GeoServices B.V. te Leidschendam van Heijmans Vastgoed Realisatie B.V. te Rotterdam, de opdracht voor het uitvoeren van een trillingsrisicoanalyse ten behoeve van het project Kooipleinblok 5A/5B te Leiden voor installatie vibropalen en damwandplanken. In deze 2 e versie zijn opmerkingen van de opdrachtgever verwerkt. De uitgangspunten zijn gewijzigd prefab betonpalen en uittrillen van damwanden zijn meegenomen in deze versie. Doelstelling Het doel van de trillingsrisicoanalyse is het bepalen van de trillingsinvloed ter plaatse van de belendingen. Daarnaast wordt de kans op schade getoetst op basis van SBR 1 -Meet- en beoordelingsrichtlijn A Schade aan gebouwen. Het grond- en laboratoriumonderzoek is op 5 juni 2013 gerapporteerd (rapportagenummer R01V01). Het funderingsadvies en damwandadvies is in deze rapportage uitgebracht. De resultaten van dit onderzoek zijn gebaseerd op de opdracht en de in het rapport beschreven uitgangspunten. Fugro neemt geen verantwoordelijkheid voor de juistheid van andere dan door ons gerapporteerde conclusies en interpretaties. De gerapporteerde resultaten van het (grond)onderzoek mogen slechts worden gehanteerd voor het doel zoals in de opdracht is beschreven. 1 SBR: Stichting Bouw Research, Rotterdam, _31.R01V02.doc Opdr. : Blz. : 1

5 2. PROJECTOMSCHRIJVING 2.1 Projectlocatie De bouwlocatie is gelegen aan de Surinamestraat, Kooiplein en de Ringkade te Leiden. In figuur 2-1 is een luchtfoto van de bouwlocatie met omliggende bebouwing opgenomen. Alle gebouwen binnen de bouwput begrenzing worden gesloopt. C. App.complex ad. Surinamestraat D. Het Gebouw (reeds opgeleverd in 2013) niet weergegeven F. Woningen aan de Ringkade kelder B. Moskee Bouwput begrenzing A. App.complex ad. Kooiplein E. Politiegebouw figuur 2-1: Bouwlocatie met omliggende bebouwing, is verouderde situatie (zonder Het Gebouw ) (bron: Bing.com) Het plan betreft de nieuwbouw van een appartementen complex 60 m bij 150 m met een 1- laags parkeerkelder (ontgraven tot ca. NAP -3,5 m). Een beschouwing van leidingen rondom de bouwput valt buiten de kader van de opdracht. Locatiebezoek Op 15 augustus is de projectlocatie door Fugro bezocht en zijn foto s gemaakt. Tijdens dit bezoek is de omliggende bebouwing beschouwd en is de eerste indeling van de gebouwen gemaakt (gebouwcategorie conform SBR richtlijn A). Op basis van het locatiebezoek alsmede ter beschikking gestelde informatie zijn de belendingen gekarakteriseerd zoals in tabel 2-1 is weergegeven _31.R01V02.doc Opdr. : Blz. : 2

6 tabel 2-1: Karakteristieken belendingen Object Afst. [m] Funderingswijze A. App.comlex Kooiplein 25 op palen* Karakteristieken draagconstructie betonnen constructie, met metselwerk gevel B. Moskee 35 op palen* C. App.complex 28 op palen* Surinamestraat D. Het Gebouw (opgeleverd in 2013) < 10 op palen* E. Politiegebouw 28 op palen* F. Woningen ad. metselwerk, in goede staat 20 op palen* Ringkade * = Funderingswijze dient door de constructeur te worden geverifieerd figuur 2-2: Het Gebouw en links te slopen pand t.p.v. blok 5a/5b figuur 2-3: Woningen ad. Ringkade eofiguur 2-4: Politiegebouw figuur 2-5: App.complex Kooiplein _31.R01V02.doc Opdr. : Blz. : 3

7 figuur 2-6: Moskee figuur 2-7: App.complex Surinamestraat 2.2 Terrein- en bodemgesteldheid In augustus / september 2012 is door Fugro GeoServices B.V. ter plaatse van de nieuwbouwlocatie grondonderzoek uitgevoerd. De maaiveldniveaus ter plaatse van de sondeerlocaties varieerden ten tijde van het onderzoek van NAP +0,58 m tot NAP +0,10 m. Op basis van het uitgevoerde grondonderzoek is in tabel 2-2 een geschematiseerd bodemprofiel beschreven. In de bijlage zijn representatieve sonderingen opgenomen ( DKM01 en -DKM04). tabel 2-2: Bodemopbouw Diepte [ca. NAP m] Bodembeschrijving +0,58 à +0,1 Maaiveld +0,58 à +0,1 tot -0,1 à -1,0 ZAND -0,1 à -1,0 tot -2,7 à -3,0 KLEI -2,7 à -3,0 tot -5,2 à -6,0 VEEN -5,2 à -6,0 tot -11,9 à -12,0 KLEI met siltige inschakelingen -11,9 à -12,0 tot -12,5 VEEN** -12,5 tot -50,0* ZAND * Maximaal door Fugro verkende diepte: NAP -30,1 m. ** Veen afwezig bij DKM6, onderkant deklaag bestaat uit klei met siltige inschakelingen tot ca. NAP -14,0 m. Door na het trekken van de sondeerstangen te peilen in de sondeergaten, is de grondwaterstand vastgesteld op 0,5 m tot 1,5 m beneden maaiveld, hetgeen overeenkomt met circa NAP -0,3 m tot NAP -1,3 m. Deze metingen betreffen momentopnamen en zijn slechts bedoeld als een oriënterend gegeven. De (grond)waterstand kan in de tijd fluctueren onder invloed van de weersgesteldheid en de seizoenen _31.R01V02.doc Opdr. : Blz. : 4

8 3. ANALYSE TRILLINGSINVLOED 3.1 Karakteristieken werkzaamheden Heiwerkzaamheden Door de opdrachtgever is aangegeven dat zowel prefab betonpalen als vibropalen als paalsysteem kunnen worden toegepast. Echter is het funderingsadvies voor blok 5a/5b enkel voor prefab betonpalen berekend. Op basis van door Fugro uitgebrachte funderingsadvies ter plaatse van blok 3 (ca. 50 m van projectlocatie gelegen) worden vibropalen met vergelijkbare opgegeven paalbelastingen toegepast (ca kn tot 2000 kn). Op basis van dit funderingsadvies wordt ingeschat dat vibropalen Ø 456/520 mm (lengte circa 22,5 m) worden geïnstalleerd tot een diepte van ca. NAP -22,0 m. Mocht blijken dat de resultaten van het aanvullend funderingsadvies afwijken, dan dient de trillingsrisicoanalyse daarop worden afgestemd. Op basis van het door Fugro uitgebrachte funderingsadvies worden prefab betonpalen / 400 mm tot / 500 mm met een lengte van ca. 22,5 m geheid tot een diepte van ca. NAP -22 m. Door de opdrachtgever is enkel opgave van het te hanteren heiblok gedaan voor prefab betonpalen. Dit paalsysteem zal uitgevoerd worden met een dieselblok, D55 met een bijbehorende energieniveau van 140 knm. Op basis van indicatieve dimensioneringsberekeningen met behulp van de formule van Sprenger-Potma uitgegaan van vibropalen met een energieniveau van 60 knm en voor prefab betonpalen met een energieniveau van 80 knm. Verwacht wordt dat het stootrendement van het hydraulische heiblok circa 90% bedraagt en van een dieselblok 70%. Trilwerkzaamheden Op basis van het door Fugro uitgebrachte bouwputadvies worden damwandplanken AZ met een lengte van circa 18,5 m geïnstalleerd tot een diepte van NAP -18,0 m. Zowel plaatsen als verwijderen is gehanteerd. Door de opdrachtgever is geen opgave gedaan van het te hanteren trilblok. Derhalve is op basis van het handboek CUR 166 Damwandconstructies 5 e druk een schatting gemaakt van de benodigde slagkracht van het trilblok. Het handboek bevat grafieken, overgenomen van de NVAF, waarmee de slagkracht gegeven de grondslag, het type en de lengte van de damwandplank bepaald kan worden. Op basis van het grondonderzoek en CUR 166 wordt uitgegaan van een trilblok met een slagkracht van kn. Verwacht wordt dat de efficiëntie van het trilblok circa 95% bedraagt. Relevantie van de blokkeuze Het hierboven beschouwde blok kan goed geregeld worden, zodat niet met een te hoog of te laag energieniveau /slagkracht op de palen /planken geslagen behoeft te worden. De acceptatie van het gekozen blok dient door de aannemer in overleg met constructeur te worden verzorgd _31.R01V02.doc Opdr. : Blz. : 5

9 Bij de keuze van het blok is het van belang dat er gelet wordt op zowel de beschikbare bruto als netto energie. Rekening dient te worden gehouden met het feit dat sommige hydraulische heiblokken bij de neerwaartse klap hydraulisch versneld worden. Bij dit soort blokken is er vaak een kleiner verschil tussen het bruto en netto energieniveau. Bovengenoemde aannamen zijn als uitgangspunt voor de analyse gehanteerd. In geval van wijzigingen in het te hanteren equipement en / of materieel, wordt aanbevolen de analyse / toetsing aan te laten passen. 3.2 Modellering In de bijlage Toelichting Modellering trillingen wordt nader ingegaan op de theoretische achtergrond omtrent trillingen. De modellering en het opstellen van de trillingsrisicoanalyse vindt plaats op basis van CUR - publicatie 166 Damwandconstructies. In genoemde CUR - publicatie wordt onderscheid gemaakt in verschillende bodemkarakteristieken, verschillende palen en damwandplanken alsmede in verschillende wijzen van inbrengen. In CUR 166 wordt voor de bronintensiteit van de trillingsintensiteit een standaard bodemprofiel gehanteerd. Door de bronwaarden van het standaard profiel te correleren met de grondcondities van de projectlocatie is met locale omstandigheden rekening gehouden. Voor de modellering van de projectlocatie zijn de volgende uitgangspunten gehanteerd: Gemiddelde bronsnelheid u 5m, heien 0,026 mm/s Variatie coëfficiënt, heien 0,6 Gemiddelde bronsnelheid u 5m, in-/uittrillen 1,6/2,4 mm/s Variatie coëfficiënt, trillen 1,5 In tegenstelling tot de in CUR 166 (5 e druk) gehanteerde lognormale verdeling voor de bronwaarde wordt in de analyse uitgegaan van een normale kansverdeling. 3.3 Demping Tijdens de installatie van de palen / planken wordt de omringende grond in beweging gebracht. Hierdoor ontstaan trillingen. Deze trillingen planten zich als golven door de ondergrond voort. Te onderscheiden zijn compressie-, afschuif- en Rayleigh-golven. Op korte afstand van de trillingsbron zijn qua trillingsniveau zowel de afschuif- als Rayleighgolven van belang, op grotere afstand alleen de Rayleighgolven. De voortplantingssnelheid van de trillingsgolven in de aanwezige zandlagen bedraagt globaal 125 à 200 m/s. De demping is in sterke mate afhankelijk van de mate waarin het grondmateriaal vervormd wordt onder invloed van de homogeniteit en de gelaagdheid van het bodemprofiel. Heiwerkzaamheden Tijdens het heien van de palen wordt bij een dempingsmaat van = 1 tot 2% uitgegaan van een dempingsconstante van circa α = 0,015 m -1 voor vibropalen en α = 0,010 m -1 voor prefab betonpalen _31.R01V02.doc Opdr. : Blz. : 6

10 Trilwerkzaamheden Tijdens het hoogfrequent trillen van de damwandplanken wordt bij een dempingsmaat van = 1 tot 2% uitgegaan van een dempingsconstante van circa α = 0,02 m Trillingsoverdracht In tabel 3-1 en 3-2 is een overzicht van de waarden van de trillingssnelheid in de ondergrond en de draagconstructie als functie van de afstand gepresenteerd. tabel 3-1: Trillingssnelheid als functie van afstand tot trillingsbron, heien afstand tot E = 60 knm - vibro E = 80 knm - prefab E = 140 knm - prefab Werkzaamhedeconstructie draag- ondergrond draagconstructie ondergrond draagconstructie ondergrond [mm/s] [mm/s] [mm/s] [mm/s] [mm/s] [mm/s] [m] 50% 99% 50% 99% 50% 99% 50% 99% 50% 99% 50% 99% 5 3,1 13,9 2,2 9,7 7,2 17,2 5,0 12,0 8,1 19,5 5,7 13,7 7,5 2,4 10,8 1,7 7,5 5,7 13,7 4,0 9,6 6,5 15,5 4,5 10,9 10 2,0 8,9 1,4 6,2 4,8 11,6 3,4 8,1 5,5 13,1 3,8 9,2 12,5 1,7 7,5 1,2 5,3 4,2 10,1 2,9 7,1 4,8 11,4 3,3 8,0 15 1,5 6,5 1,0 4,6 3,7 9,0 2,6 6,3 4,3 10,2 3,0 7,1 17,5 1,3 5,8 0,9 4,0 3,4 8,1 2,4 5,7 3,8 9,2 2,7 6,4 20 1,1 5,1 0,8 3,6 3,1 7,4 2,2 5,2 3,5 8,4 2,5 5,9 22,5 1,0 4,6 0,7 3,2 2,8 6,8 2,0 4,8 3,2 7,7 2,3 5,4 25 0,9 4,2 0,6 2,9 2,6 6,3 1,8 4,4 3,0 7,1 2,1 5,0 27,5 0,8 3,8 0,6 2,6 2,4 5,8 1,7 4,1 2,8 6,6 1,9 4,6 30 0,8 3,4 0,5 2,4 2,3 5,5 1,6 3,8 2,6 6,2 1,8 4,3 32,5 0,7 3,1 0,5 2,2 2,1 5,1 1,5 3,6 2,4 5,8 1,7 4,1 35 0,6 2,9 0,4 2,0 2,0 4,8 1,4 3,4 2,3 5,5 1,6 3,8 Afstand = afstand tussen trillingsbron en object De 50% waarden betreft de waarde voor de maximaal optredende trillingsintensiteit met een kans van ca. 50% op overschrijding De 99% waarden betreft de waarde voor de maximaal optredende trillingsintensiteit met een kans van ca. 1% op overschrijding tabel 3-2: Trillingssnelheid als functie van afstand tot trillingsbron, in-/ uittrillen afstand tot F = kn intrillen F = kn uittrillen werkzaamheden ondergrond draagconstructie ondergrond draagconstructie [mm/s] [mm/s] [mm/s] [mm/s] [m] 50% 99% 50% 99% 50% 99% 50% 99% 5 3,1 13,9 2,2 9,7 3,9 17,4 2,7 12,2 7,5 2,4 10,8 1,7 7,5 3,0 13,5 2,1 9,5 10 2,0 8,9 1,4 6,2 2,5 11,2 1,7 7,8 12,5 1,7 7,5 1,2 5,3 2,1 9,5 1,5 6,6 15 1,5 6,5 1,0 4,6 1,8 8,2 1,3 5,8 17,5 1,3 5,8 0,9 4,0 1,6 7,3 1,1 5,1 20 1,1 5,1 0,8 3,6 1,4 6,5 1,0 4,5 22,5 1,0 4,6 0,7 3,2 1,3 5,8 0,9 4,1 25 0,9 4,2 0,6 2,9 1,2 5,2 0,8 3,7 27,5 0,8 3,8 0,6 2,6 1,1 4,7 0,7 3,3 30 0,8 3,4 0,5 2,4 1,0 4,3 0,7 3,0 32,5 0,7 3,1 0,5 2,2 0,9 3,9 0,6 2,8 35 0,6 2,9 0,4 2,0 0,8 3,6 0,6 2,5 Afstand = afstand tussen trillingsbron en object De 50% waarden betreft de waarde voor de maximaal optredende trillingsintensiteit met een kans van ca. 50% op overschrijding De 99% waarden betreft de waarde voor de maximaal optredende trillingsintensiteit met een kans van ca. 1% op overschrijding _31.R01V02.doc Opdr. : Blz. : 7

11 4. BEOORDELING EN TOETSING 4.1 Toetsingskader De volgens CUR 166 geprognosticeerde trillingswaarden worden getoetst aan de grenswaarden uit de SBR richtlijnen uit augustus 2006, uitgegeven door Stichting Bouw Research, Rotterdam. De Raad van State erkent de richtlijnen als uitgangspunt voor jurisprudentie. In totaal zijn er 3 SBR - richtlijnen, namelijk richtlijn A: Schade aan gebouwen richtlijn B: Hinder voor personen in gebouwen richtlijn C: Storing aan apparatuur Afhankelijk van de constructieve staat, funderingswijze en ouderdom van de bebouwing, karakteristieken van de trillingsgevoelige apparatuur en de afstand tot de werkzaamheden, bestaat in het algemeen de mogelijkheid dat de trillingen kunnen leiden tot: schade aan de draagconstructie van gebouwen; hinder voor personen in gebouwen; storing aan trillingsgevoelige apparatuur; zettingsschade door verdichting van los gepakt zand. In dit geval wordt alleen de kans op schade aan de draagconstructie beschouwd. 4.2 Schade door trillingen SBR richtlijn A In SBR richtlijn A wordt onderscheid gemaakt in de constructiewijze en in de staat van het bouwwerk. De onderstaande indeling in categorieën van bouwwerken en van onderdelen daarvan wordt aangehouden: categorie 1: in goede staat verkerende onderdelen van de draagconstructie van een gebouw, indien deze bestaan uit gewapend beton of hout; categorie 2: in goede staat verkerende onderdelen van de draagconstructie van een gebouw, indien deze bestaan uit metselwerk of uit brosse steenachtige materialen; categorie 3: onderdelen van oude en/ of monumentale panden met grote cultuurhistorische waarde en/ of in slechte staat verkerende gebouwen bestaande uit metselwerk. Funderingswijze Daarnaast wordt door SBR-richtlijn A onderscheid gemaakt in trillingsgevoelige en niettrillingsgevoelige funderingen. Funderingen op staal worden over het algemeen als trillingsgevoelig aangemerkt, waarbij rekening dient te worden gehouden met schade door (ongelijkmatige) zettingen. Aangenomen wordt dat alle beleningen op palen is gefundeerd. Tijdens een locatiebezoek is een inventarisatie en een indeling in gebouwcategorie gemaakt. In tabel 2-1 zijn enkele karakteristieken per gebouw aangegeven. Er is geen sprake van een monumentale status. De woningen aan de Ringkade, zijn opgetrokken uit metselwerk en in goede staat. Derhalve zijn deze ingedeeld in categorie 2. Het app.complex Surinamstraat, app.complex Kooiplein, moskee en het politiebureau bevatten een betonskelet met metselwerk. De gebouwen zijn in _31.R01V02.doc Opdr. : Blz. : 8

12 goede staat. Op basis van deze gegevens wordt deze bebouwing ingedeeld in categorie 1. Echter om cosmetische redenen worden deze ingedeeld in categorie 2. Geadviseerd wordt gedane aanname van categorie indeling en funderingswijze te verifiëren. 4.3 Grenswaarde In de bijlage Toelichting toetsingskader wordt nader ingegaan op de bepaling van de grenswaarde. Op basis van SBR - richtlijn A Schade aan gebouwen wordt de grenswaarde van de trillingssnelheid bepaald. Op basis van het type trillingsbron, de constructie- en funderingswijze van de omliggende bebouwing worden de maatgevende grenswaarden bepaald. Volgens de richtlijn is de kans op schade aanvaardbaar klein (minder dan 1%) indien de rekenwaarde van de grenswaarden niet overschreden worden. Voor de bepaling van de rekenwaarde van de grenswaarde is de dominante frequentie van de trilling een maatgevende factor. De rekenwaarden van de grenswaarden zijn opgenomen in tabel 4-1. tabel 4-1: Grenswaarden [mm/s] conform SBR - richtlijn A Schade aan gebouwen Dominante frequentie Karakteristieke waarden Partiële veiligheidsfactor Rekenwaarde grenswaarde trillingssnelheid Cat. 1 Cat. 2 Heien / Trillen Cat. 1 Cat. 2 [Hz] [mm/s] [mm/s] [-] [mm/s] [mm/s] 10 20,0 5,0 1,5 / - 13,3 3, ,5 6,3 1,5 / - 15,0 4, ,0 7,5 1,5 / - 16,7 5, ,5 8,8 1,5 / - 18,3 5, ,0 10,0 - / 2,5 12,0 4, ,5 11,3 - / 2,5 13,0 4, ,0 12,5 - / 2,5 14,0 5,0 De vet gemarkeerde waarden zijn geldig voor de voorliggende analyse met betrekking tot aan de draagconstructie en de trillingsgevoelige funderingen. Bij het trillen van damwandplanken geldt een dominante frequentie van 30 tot 40 Hz en het heien van vibropalen geldt een dominante frequentie van 20 tot 25 Hz en voor prefab betonpalen 10 Hz. Partiële factor soort meting Niet van invloed op de resultaten van de trillingsrisicoanalyse, maar uiteindelijk wel van invloed op de toe te passen grenswaarde bij mogelijk uitgevoerde metingen, is de factor voor de soort meting. De grootte van de partiële factor voor de soort meting varieert tussen 1,0 en 1,6 en is afhankelijk van de uitgebreidheid van de meting. Er is sprake van een indicatieve, een beperkte of een uitgebreide meting. Omdat met een trillingsrisicoanalyse op voorhand geen invulling gegeven kan worden voor de uitgebreidheid van het aantal meetpunten, wordt geen factor hiervoor gehanteerd. De uitgebreidheid van de meting is immers geheel afhankelijk van de insteek van de opdrachtgever waarbij kosten voor de metingen en mogelijke aanvaardbare risico s meegewogen worden _31.R01V02.doc Opdr. : Blz. : 9

13 Conform SBR richtlijn A dienen de meetresultaten vermenigvuldigd te worden met deze factor. 4.4 Toetsing draagconstructie In tabel 4-2 en 4-3 is de toetsing per afstand en per energieniveau / slagkracht opgenomen. tabel 4-2: Kans op overschrijding v/d grenswaarde, categorie 1 afstand tot heien trillen werkzaamheden E = 60 knm E = 80 knm E = 140 knm F = kn F = kn vibro prefab prefab In Uit [m] Draag. 1) Draag. 1) Draag. 1) Draag. 1) Draag. 1) 5 < 1 % < 1 % < 5 % < 1 % < 5 % 7,5 < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % 10 < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % 12,5 < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % 15 < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % 17,5 < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % 20 < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % 22,5 < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % 25 < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % 27,5 < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % 30 < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % 32,5 < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % 35 < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % 1) draag - draagconstructie tabel 4-3: Kans op overschrijding v/d grenswaarde, categorie 2 afstand tot heien trillen werkzaamheden E = 60 knm E = 80 knm E = 140 knm F = kn F = kn vibro prefab prefab In Uit [m] Draag. 1) Draag. 1) Draag. 1) Draag. 1) Draag. 1) 5 < 45 % > 50 % > 50 % < 30 % < 40 % 7,5 < 25 % > 50 % > 50 % < 20 % < 30 % 10 < 15 % > 50 % > 50 % 10 % < 20 % 12,5 < 10 % < 45 % > 50 % 5 % < 15 % 15 < 5 % < 35 % > 50 % < 5 % < 10 % 17,5 < 1 % < 25% < 50 % < 1 % 5 % 20 < 1 % < 20% < 40 % < 1 % < 5 % 22,5 < 1 % < 15% < 35 % < 1 % < 1 % 25 < 1 % < 10 % < 30 % < 1 % < 1 % 27,5 < 1 % < 10% < 25 % < 1 % < 1 % 30 < 1 % < 5% < 20 % < 1 % < 1 % 32,5 < 1 % < 5% < 15 % < 1 % < 1 % 35 < 1 % 1 % < 10 % < 1 % < 1 % 37,5 < 1 % < 1 % < 10 % < 1 % < 1 % 40 < 1 % < 1 % < 5 % < 1 % < 1 % 42,5 < 1 % < 1 % < 5 % < 1 % < 1 % 45 < 1 % < 1 % < 5 % < 1 % < 1 % 47,5 < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % < 1 % 1) draag - draagconstructie _31.R01V02.doc Opdr. : Blz. : 10

14 Op basis van voorgaande tabel kunnen de overschrijdingskansen voor de afzonderlijke objecten worden bepaald. In tabel 4-4 is per object (en energieniveau / slagkracht) de verwachte overschrijdingskans aangegeven. tabel 4-4: Kans op overschrijding v/d grenswaarde bij objecten Object Cat afst heien trillen E = 60 knm Vibro E = 80 knm Prefab E = 140 knm Prefab F = kn In F = kn Uit [m] Draag. 1) Draag. 1) Draag. 1) Draag. 1) Draag. 1) A. App.complex Kooilaan 2 25 < 1 % < 10 % < 20 % < 1 % < 1 % B. Moskee 2 35 < 1 % < 1 % < 5 % < 1 % < 1 % C. App.complex Surinamestr < 1 % < 5 % < 15 % < 1 % < 1 % D. Het Gebouw 2 < 10 < 15 % > 50 % > 50 % 10 % < 20 % E. Politiegebouw 2 28 < 1 % < 5 % < 15 % < 1 % < 1 % F. Woningen ad. Ringkade 2 20 < 1 % < 20 % < 30 % < 1 % < 5 % 1) draag - draagconstructie Voor de trillingsrisicoanalyse is uitgegaan van een dieselblok, verwacht wordt dat bij het toepassen van een hydraulisch heiblok een gunstig effect heeft op de te verwachte trillingsintensiteit. 4.5 Invloedsgebied Binnen het invloedsgebied wordt verwacht dat de kans op overschrijden van de grenswaarde groter is dan 1%. In tabel 4-5 en grafisch in figuren 4-1 en 4-2 is de geprognosticeerde grootte van het invloedsgebied opgenomen voor vibro en beton palen en voor in-/uittrillen van damwandplanken. Op de tekening in bijlage 01 is het invloedsgebied weergegeven voor de bouwlocatie. tabel 4-5: Invloedsgebieden draagconstructie Energie/ Slagkracht Cat. 2 Cat. 1 Draag. 1) Draag. 1) [m] [m] Heien vibro palen 60 knm < 5 ca. 15 Heien prefab palen 80 knm < 5 ca knm ca. 7,5 ca. 47,5 Intrillen damwandplanken kn < 5 ca. 17,5 Uittrillen damwandplanken kn ca. 7,5 ca. 22,5 1) draag - draagconstructie _31.R01V02.doc Opdr. : Blz. : 11

15 vibro en prefab E = 60, 80 en 140 knm Project nr Nieuwbouw blok 5a/5b te Leiden 25,0 50%-waarde - prefab Trillingssnelheid aan de draagconstructie [mm/s] 20,0 15,0 10,0 5,0 99%-waarde - prefab 50%-waarde - vibro 99%-waarde - vibro 50%-waarde - prefab 80kNm 99%-waarde - prefab 80kNm SBR-grenswaarde cat. 1 - prefab SBR-grenswaarde cat. 2 - prefab SBR-grenswaarde cat. 1 - vibropalen SBR-grenswaarde cat. 2 - vibropalen 0, Trillingen Versie: MS Afstand [m] figuur 4-1: Invloedsgebied draagconstructie, vibropalen en prefab betonpalen Trillingssnelheid aan de draagconstructie [mm/s] 20,0 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 Damwand AZ in- en uittrillen F = 1150 kn Project nr Nieuwbouw blok 5a/5b te Leiden Intrillen, 50%-waarde Intrillen, 99%-waarde Uittrillen, 50%-waarde Uittrillen, 99%-waarde SBR-grenswaarde cat.1 SBR-grenswaarde cat. 2 0, Afstand [m] Trillingen Versie: MS figuur 4-2: Invloedsgebied draagconstructie, in- en uittrillen damwandplanken _31.R01V02.doc Opdr. : Blz. : 12

16 Opmerking Opgemerkt wordt dat er sprake is van een grenswaarde voor schade aan de draagconstructie, waarbij de grenswaarde in de orde van grootte van enkele mm/s ligt. Bij hinderbeleving ligt de toetswaarden van de trillingsintensiteit in de orde van grootte van tiende van mm/s, zodat verwacht wordt dat hinderbeleving optreedt. Tot een invloedsgebied van ruim 100 m buiten de werkzaamheden wordt verwacht dat de trillingen nog voelbaar zijn. Geadviseerd wordt de bewoners van omliggende woningen te informeren dat er tijdelijk hinderlijke trillingen te verwachten zijn _31.R01V02.doc Opdr. : Blz. : 13

17 5. CONLUSIES EN AANBEVELINGEN 5.1 Risicoafweging Het resultaat van de trillingsrisicoanalyse geeft inzicht in de mate van risico waarin de toetsingscriteria worden overschreden. Hoe met dit risico om moet worden gegaan is ter keuze aan de opdrachtgever en is afhankelijk van economische factoren. Hierbij kan de volgende afweging worden gemaakt, uitgaande van de geprognosticeerde overschrijdingskansen van de grenswaarden ter voorkoming van schade: Overschrijdingskans kleiner dan 1%: in de huidige praktijk wordt het risico van overschrijding aanvaardbaar klein geacht. De risico s voor de omgeving zijn nihil en kans op stagnatie van voortgang van het werk zijn beperkt; Overschrijdingskans 1% tot 5%: in de huidige praktijk wordt het risico van overschrijding vaak geaccepteerd, waarbij trillingsreducerende maatregelen overwogen worden en ingezet worden indien dit nodig blijkt; Overschrijdingskans 5% tot 25%: in de huidige praktijk wordt het risico van overschrijding vaak geaccepteerd, waarbij trillingsreducerende maatregelen worden ingezet. Daarnaast dient rekening gehouden te worden met het eventueel toepassen van een trillingsvrij of - arm inbrengsysteem (indien grenswaarden (dreigen te) worden overschreden). De omvang van het invloedsgebied en daarmee de grootte van de overschrijdingskans is te reduceren door het uitvoeren van hei- en of trilproeven. Met deze proeven wordt inzicht verkregen in de optredende trillingsintensiteiten; Overschrijdingskans meer dan 25%: geadviseerd wordt af te zien van het heien/trillend inbrengen van de palen/damwanden en een volledig trillingsarm inbrengsysteem te kiezen. Monitoring Geadviseerd wordt te allen tijde de werkzaamheden te monitoren (trillings- en deformatiemetingen). Opgemerkt wordt dat het risico ten aanzien van overschrijdingen van grenswaarden kan worden geaccepteerd, echter overschrijdingen bij monitoring worden niet geaccepteerd door toetsende instanties, omdat de kans op schade hierbij groter is dan 1%. Bij het nader bepalen van de grootte van het invloedsgebied en de optredende risico s tijdens het uitvoeren van een hei- of trilproef, wordt er gemeten op meerdere locaties. Hierdoor is de kans op meten op /in zwakke locaties aan het object groter waardoor er meer zekerheid ontstaat in de maatgevende locaties _31.R01V02.doc Opdr. : Blz. : 14

18 5.2 Conclusies en aanbevelingen Op 26 juli 2013 ontving Fugro GeoServices B.V. te Leidschendam van Heijmans Vastgoed Realisatie B.V. te Rotterdam, de opdracht voor het uitvoeren van een trillingsrisicoanalyse ten behoeve van het project Kooipleinblok 5A/5B te Leiden voor installatie vibropalen en damwandplanken. Ten behoeve van de nieuwbouw wordt in 1 e instantie vibropalen (Ø 456/520 mm, lengte circa 22,5 m) geïnstalleerd. Verwacht wordt dat de vibropalen met een hydraulisch heiblok met een energieniveau van circa 60 knm op diepte gebracht kunnen worden. Deze uitgangspunten zijn gebaseerd op aannames uit het funderingsadvies t.pv. blok 3 nabij de projectlocatie. Mocht blijken dat anders paaldiameters / lengtes worden toegepast dan dient de trillingsrisicoanalyse daarop worden afgestemd. In 2 e instantie zijn prefab betonpalen beschouwd van / 400 mm tot / 500 mm met een lengte van ca. 22,5 m geheid tot een diepte van ca. NAP -22 m. Verwacht wordt dat de prefab betonpalen met een hydraulisch / dieselblok (opgave opdrachtgever Delmag D55) van circa 80 knm tot 140 knm op diepte gebracht kunnen worden. De damwandplanken AZ met een lengte van circa 18,5 m worden geïnstalleerd tot een diepte van NAP -18,0 m. Als uitgangspunt is gehanteerd dat de damwandplanken worden verwijderd. Verwacht wordt dat de damwandplanken met een hoog frequent variabel moment trilblok met een slagkracht van kn op diepte getrild kunnen worden. Overschrijdingskansen draagconstructie In tabel 5-1 zijn ten gevolge van de hei-/trilwerkzaamheden voor de belendingen van de nieuwbouw van blok 5a/5b aan de Kooilaan / Surinamestraat te Leiden te overschrijdingskansen gepresenteerd. tabel 5-1: Kans op overschrijding v/d grenswaarde bij objecten Object Cat afst heien trillen E = 60 knm Vibro E = 80 knm Prefab E = 140 knm Prefab F = kn In F = kn Uit [m] Draag. 1) Draag. 1) Draag. 1) Draag. 1) Draag. 1) A. App.complex Kooilaan 2 25 < 1 % < 10 % < 20 % < 1 % < 1 % B. Moskee 2 35 < 1 % < 1 % < 5 % < 1 % < 1 % C. App.complex Surinamestr < 1 % < 5 % < 15 % < 1 % < 1 % D. Het Gebouw 2 < 10 < 15 % > 50 % > 50 % 10 % < 20 % E. Politiegebouw 2 28 < 1 % < 5 % < 15 % < 1 % < 1 % F. Woningen ad. Ringkade 2 20 < 1 % < 20 % < 30 % < 1 % < 5 % 1) draag - draagconstructie De overschrijdingskansen zijn mede afhankelijk van het te hanteren materieel en de afstand van het werk tot de belendingen _31.R01V02.doc Opdr. : Blz. : 15

19 Invloedsgebied Binnen het invloedsgebied wordt verwacht dat de kans op overschrijden van de grenswaarde groter is dan 1%. De volgende grootte van het invloedsgebied worden verwacht van: Heien (E = 60 knm) circa < 5 m (cat. 1) / circa 15 m (cat. 2) Heien (E = 80 knm) circa < 5 m (cat. 1) / circa 35 m (cat. 2) Heien (E = 140 knm) circa 7,5 m (cat. 1) / circa 40 m (cat. 2) Intrillen (F = kn) circa < 5 m (cat. 1) / circa 17,5 m (cat. 2) Uittrillen (F = kn) circa 7,5 m (cat. 1) / circa 22,5 m (cat. 2) Beoordelingen en toetsingen van de geprognosticeerde waarden op hinderbeleving (SBR richtlijn B) en op storing aan apparatuur (SBR richtlijn C) zijn niet uitgevoerd. Advies Op voorhand behoeft niet af te zien van geplande heiwerkzaamheden wanneer gekozen wordt voor vibropalen. Geadviseerd wordt op gezien de geprognosticeerde kansen op overschrijdingen af te zien van het heien van prefab betonpalen. Voor het object Het Gebouw gezien de geprognosticeerde kansen op overschrijding van de grenswaarden in eerste instantie geadviseerd wordt een trillingsvrij / -arm inbrengsysteem toe te passen. Echter kan gedeeltelijk overwogen worden de trillingsintensiteiten te reduceren middels het toepassen van trillingsreducerende maatregelen. Geadviseerd wordt de werkzaamheden met behulp van (bemande) monitoring uit te voeren ter plaatse van object Het Gebouw. Bij het heien van de palen of het trillen van damwanden kan als trillingsreducerende maatregel gedacht worden aan het toepassen van een zwaarder blok, waarbij vervolgens gereduceerde instellingen worden gehanteerd, of het voorboren van de paallocaties / sloten van de planken. Er mogen maximaal 3 locaties vooraf voorgeboord worden, aangezien immers ten gevolge van de hei-/trilwerkzaamheden het voorgeboorde gat weer wordt verdicht. Monitoring Geadviseerd wordt de werkzaamheden met behulp van (en bemand tijdens uittrillen) trillingsmetingen uit te voeren. De grootte van het invloedsgebied is dan nader te bepalen, waarbij eventueel trillingsreducerende maatregelen toegepast worden. Afhankelijk van de resultaten van de trillingsmetingen is nader te bepalen tot hoever de werkzaamheden uitgevoerd kunnen worden en vanaf waar overgestapt dient te worden op een statische installatie. Fugro kan de trillingsmetingen verzorgen. Werkwijze (routing) Doorgaans bestaan er twee visies ten aanzien van de startlocatie en de routing van het werk. Enerzijds het starten op een zo groot mogelijke afstand om vervolgens naar het object toe te werken. Anderzijds het starten op een afstand zo dicht mogelijke bij het object. In dit geval wordt geadviseerd op een gemiddelde afstand te starten om vervolgens naar het object ( Het Gebouw ) toe te werken. Op deze wijze wordt op een zo n vroeg mogelijk tijdstip inzicht verkregen in de mogelijke overschrijdingen van de trillingsintensiteiten en de grootte van het invloedsgebied. Door het werk te vervolgen op een veilige afstand kan in de tussentijd een oplossing gezocht worden voor het probleem gebied _31.R01V02.doc Opdr. : Blz. : 16

20

21

22 UNIPLOT nl / QcFsClass-N3.cmd / :45:07 Diepte t.o.v. NAP [m] Wrijvingsweerstand,f s [MPa] Conusweerstand,q c [MPa] Wrijvingsgetal,R f [%] Hellingshoek α 1 2 Indicatieve bodembeschrijving Automatisch gegenereerd uit data van de sondering, geldig onder grondwaterpeil (Robertson 1990, NL corr.) (7) ZAND tot ZAND, grindig (6) ZAND, zwak siltig tot siltig (4) KLEI, siltig / LEEM (2) VEEN, organisch materiaal (2) VEEN, organisch materiaal -5 (3) KLEI, zwak siltig tot siltig -6 (3) KLEI, zwak siltig tot siltig -7 3 (4) KLEI, siltig / LEEM -8 (5) ZAND, siltig tot LEEM -9 (5) ZAND, siltig tot LEEM (6) ZAND, zwak siltig tot siltig (5) ZAND, siltig tot LEEM (4) KLEI, siltig / LEEM (3) KLEI, zwak siltig tot siltig (10) VEEN -13 (6) ZAND, zwak siltig tot siltig (6) ZAND, zwak siltig tot siltig (6) ZAND, zwak siltig tot siltig (7) ZAND tot ZAND, grindig DKMP Opg. : JBL/FAS d.d. 04-Sep-2012 Get. : LEEUWEST d.d SONDERING MET PLAATSELIJKE KLEEFMETING GRONDONDERZOEK AAN DE KOOILAAN TE LEIDEN conus : F7.5CKE2HAW 1 /B P1 X = MV = NAP m Y = Sondering volgens norm NEN 5140, klasse 2. Conustype cylindrisch elektrisch, 1500 mm. 2 Specificaties conform bijl. Elektrisch sonderen. Opdr Sond. DKMP1

23 UNIPLOT nl / QcFsClass-N3.cmd / :34:45 Diepte t.o.v. NAP [m] Wrijvingsweerstand,f s [MPa] Conusweerstand,q c [MPa] Wrijvingsgetal,R f [%] Hellingshoek α Indicatieve bodembeschrijving Automatisch gegenereerd uit data van de sondering, geldig onder grondwaterpeil (Robertson 1990, NL corr.) (6) ZAND, zwak siltig tot siltig (6) ZAND, zwak siltig tot siltig (5) ZAND, siltig tot LEEM (3) KLEI, zwak siltig tot siltig (2) VEEN, organisch materiaal (3) KLEI, zwak siltig tot siltig (3) KLEI, zwak siltig tot siltig (10) VEEN (5) ZAND, siltig tot LEEM (6) ZAND, zwak siltig tot siltig DKM Opg. : JBL/FAS d.d. 04-Sep-2012 Get. : LEEUWEST d.d SONDERING MET PLAATSELIJKE KLEEFMETING GRONDONDERZOEK AAN DE KOOILAAN TE LEIDEN conus : F7.5CKE2HA/B X = MV = NAP m Y = Sondering volgens norm NEN 5140, klasse 2. Conustype cylindrisch elektrisch, 1500 mm. 2 Specificaties conform bijl. Elektrisch sonderen. Opdr Sond. DKM4

24 TOELICHTING MODELLERING TRILLINGEN Modellering conform CUR 166 De modellering en het opstellen van de trillingsrisicoanalyse vindt plaats op basis van CUR - publicatie 166 Damwandconstructies. In genoemde CUR - publicatie wordt onderscheid gemaakt in verschillende bodemkarakteristieken en verschillende palen en planken alsmede de verschillende wijzen van inbrengen. Wanneer een paal of plank in een grondmassief doordringt, veroorzaakt deze langs en aan de onderzijde van de paal plastische en elastische vervormingen. Door de snelle introductie van deze vervormingen ontstaan golfverschijnselen in de grond. De plastische golfverschijnselen blijven beperkt tot een gebied rondom de paal/plankpunt met een doorsnede van ongeveer 1,5 tot 2,5 maal de equivalente paal/plankdiameter. Voor de trillingen in de omgeving zijn alleen de elastische golven van belang. Wanneer de paal/plank enige meters diep in de grond is doorgedrongen, ontstaan trillingsgolven die zich in alle richtingen (kunnen) voortplanten. Komen deze golven aan de oppervlakte, bij een laagovergang of bij een bouwwerk, dan vindt hier reflectie en omzetting van de trillingsgolven plaats, zodat een interferentiepatroon van bodembewegingen ontstaat. Gezien de complexiteit van dit interferentiepatroon kan de bodembeweging slechts in benaderende zin beschreven worden. De factoren die invloed hebben op de intensiteit van de trillingen die door installatie van de palen / planken aan de bodem worden afgegeven zijn: eigenschappen van de ondergrond; afmetingen van de paal/plank; energie / slagkracht die nodig is om de paal / plank op diepte te krijgen. Bronsterkte CUR 166 hanteert voor Nederland enkele karakteristieke bodemprofielen. Voor deze karakteristieke bodemprofielen is voor de verschillende wijze van inbrengen van palen en planken, een bronintensiteit gegeven op een referentie afstand van 5 m tot de bron. De bronsterkten zijn gerelateerd aan een lognormaal verdeling. In de analyse wordt gebruik gemaakt van een normale verdeling. Op basis van praktijkervaringen, waarbij prognoses met metingen vergeleken zijn, is gebleken dat prognose waarden, waarbij een normale verdeling is gehanteerd, beter aansluit op de meetwaarden. Voor de karakteristieke bodemprofielen zijn indicatiewaarden gegeven voor de demping, de referentiesnelheid (u 0 ) op 5 m en de variatiecoëfficiënt van de trillingsbron voor het in- en uitrillen van damwandplanken of het heien van stalen buispalen. Voor de meeste situaties zijn geen indicatiewaarden gegeven en dient de referentiesnelheid geschat te worden. Voor het trillingsniveau zijn het noodzakelijke inheiniveau en de grondopbouw van grotere invloed dan het paal/planktype of lengte. Deze factoren worden in rekening gebracht. TOELICHTING MODELLERING TRILLINGEN Trillingsrisicoanalyse Kooipleinblok 5a/5b te Leiden Opdr. : Bijl. :

25 TOELICHTING MODELLERING TRILLINGEN Bepaling bronsterkte heien De referentie trillingsintensiteit wordt bepaald met een empirische formule, welke afhankelijk is van het vermogen van het heiblok: v o, ( x 5m) u 0 E Waarin: v 0(x=5m) trillingsnelheid op referentieafstand van 5 meter [mm/s]; u 0 referentie trillingsnelheid [mm/s]; E inhei-energieniveau [Nm]; stootrendement [-]. Op basis van deze relatie is de bronsterkte van de trillingssnelheid bepaald. Bepaling bronsterkte trillen De bronsterkte van het intrillen van stalen damwandelementen wordt bepaald met de volgende empirische relatie: v0 ( x 5m) u0 0,002( F 350) Waarin: v 0 bronsterkte van de trillingsintensiteit op 5 m afstand van de bron [mm/s]; u 0 referentie trillingsnelheid op 5 m afstand [mm/s]; F slagkracht trilblok [kn]. Bij uittrillen wordt voor de referentiesnelheid op 5 m afstand 1,5 maal de waarde voor intrillen gehanteerd. Trillingsoverdracht in de ondergrond Tijdens de installatie van de palen / planken wordt de omringende grond in beweging gebracht. Hierdoor ontstaan trillingen. Deze trillingen planten zich als golven door de ondergrond voort. Te onderscheiden zijn compressie-, afschuif- en Rayleigh-golven. Bij compressiegolven (drukgolven) bewegen de gronddeeltjes zich in dezelfde richting als de voortplantingsrichting van de drukgolf. Ten gevolge van de afschuifgolf worden de gronddeeltjes zijdelings bewogen, loodrecht op de voortplantingsrichting van de golf. Aangezien zowel de compressie- als afschuifgolven zich bolvormig voortplanten wordt de trillingsenergie over een steeds groter volume verdeeld en zal dus vrij snel afnemen. Ten gevolge van de afschuifgolven en compressiegolven aan het maaiveld ontstaan zogenaamde oppervlaktegolven (Rayleigh-golven). Deze golven nemen het grootste deel van de totale trillingsenergiebron op en kenmerken zich door een geringe dieptewerking, waardoor deze golven op grotere afstand van de bron nog steeds een behoorlijke trillingssterkte kunnen bezitten. De afname van de amplitude van de golven wordt veroorzaakt door geometrische demping. Tevens vertoont de grond door inwendige wrijving een dissipatief gedrag (energieverlies) bij vervormingen, wat materiaaldemping wordt genoemd. Dit energieverlies wordt gemodelleerd door hysteretische demping. TOELICHTING MODELLERING TRILLINGEN Trillingsrisicoanalyse Kooipleinblok 5a/5b te Leiden Opdr. : Bijl. :

26 TOELICHTING MODELLERING TRILLINGEN Indien de geometrische verzwakking en de materiaaldemping worden samengenomen kan met onderstaande relatie de amplitude van een trilling op een afstand x van de bron bepaald worden: x0 (x-x ) v(x) = v e x Waarin: v(x) trillingssnelheid op afstand x van de bron [mm/s]; v 0 bronsterkte van de trillingsintensiteit op 5 m afstand van de bron [mm/s]; x 0 referentieafstand van 5 m tot de bron [m]; x afstand tot de bron [m]; karakteristieke dempingsconstante ten gevolge van materiaaldemping [m -1 ]. Verwijzend naar CUR-166 wordt in de tabellen een indicatieve waarde voor de dempingsconstante gepresenteerd van 0,00 à 0,03 m -1. Afhankelijk van de grootte van de golfsnelheden (oppervlakte golf) is een nadere indicatie voor de karakteristieke bodemdemping te bepalen met: f 2 c Waarin: f dominante frequentie [Hz]; dempingsmaat als functie van de vervormingshoek [-]; c voortplantingssnelheid van de trilling in de bodem [m/s]. Ter indicatie zijn in CUR 166 voor zand snelheden van 100 tot 200 m/s, voor klei snelheden van 50 tot 100 m/s en voor veen snelheden van 75 tot 125 m/s aangegeven. Trillingsoverdracht naar bebouwing De optredende trillingen in de ondergrond worden overgedragen naar de fundering van de nabij gelegen gebouwen. De overdracht vindt plaats op verschillende manieren, zoals: overdracht van de trillingen in het zandpakket via de fundering; overdracht van de oppervlaktegolven direct onder het maaiveld op de funderingsconstructie. Bij de overdracht van trillingen van de bodem naar de funderingselementen en de draagconstructie treedt een zekere mate van demping op. Voor de overdrachtsfunctie van de trillingsintensiteit van de ondergrond naar de fundering en draagconstructie is een schatting gemaakt, gebaseerd op CUR 166. Trillingsoverdracht naar vloeren Voor het bepalen van de hinderbeleving en bij beoordeling van trillingsgevoelige apparatuur zijn de trillingsintensiteiten op de vloeren van belang. Bij de overdracht van de trillingsintensiteit aan de draagconstructie naar die op vloeren en ondersteunende onderdelen treedt enige opslinger effect op. Het opslinger effect wordt met factoren in rekening gebracht. De maximale trillingsintensiteit in het midden van de vloer volgt door de trillingsintensiteit aan de draagconstructie te vermenigvuldigen met dynamische vergrotingsfactoren C fc. De vergrotingsfactoren berusten grotendeels op praktijkervaringen. TOELICHTING MODELLERING TRILLINGEN Trillingsrisicoanalyse Kooipleinblok 5a/5b te Leiden Opdr. : Bijl. :

27 TOELICHTING MODELLERING TRILLINGEN Bij trillingshinder zijn de maximale voortschrijdende effectieve waarde (v eff,max ) en de, per 30 sec, periodieke waarde (v per ) op vloeren van belang. Bepaling v eff,max De maximale effectieve waarde van de trillingssnelheden op de vloeren wordt bepaald voor de toetsingsprocedure voor hinder voor personen in gebouwen. De effectieve waarde van de trillingssnelheid is dimensieloos. De waarde wordt bepaald door een omrekening van de maximale trillingssnelheid naar een gewogen momentane waarde voor de trillingssnelheid. Uit de gewogen momentane waarde kan de voortschrijdende effectieve waarde worden bepaald. Binnen de gegeven beoordelingsperiode, dag, avond of nacht, is de maximale waarde v eff,max te bepalen als het maximum van de grootste effectieve waarden in de betreffende beoordelingsperiode. CUR-166 geeft als richtlijn voor het uit te voeren procédé, dat: v eff,max [ - ] = 0,42 à 0,64 x v piek [mm/s] In geval van trillen van damwanden (continue trillingen) geldt een factor van 0,64. In geval van heien van palen (of passages van verkeer) geldt een factor van 0,42. Bij hinderbeleving is eerder het meest waarschijnlijke trillingsniveau (50% waarde) van toepassing dan de incidentele extreme waarde. Derhalve wordt de factor bij de verwachtingswaarden gebruikt. Bepaling v per De effectieve waarde, v per, van de maxima v eff,max, wordt bepaald over het aantal tijdsintervallen van 30 seconden binnen een beoordelingsperiode, dag, avond of nacht [ - ]. Uit gegeven aantallen per tijdsinterval en de maxima v eff,max, voor ieder tijdsinterval van 30 sec wordt v per bepaald volgens: v 1 n 2 per v eff,max,30, i N i 1 Waarin: N aantal tijdsintervallen van 30 seconden, waarin gemeten is binnen een beoordelingsperiode [-] TOELICHTING MODELLERING TRILLINGEN Trillingsrisicoanalyse Kooipleinblok 5a/5b te Leiden Opdr. : Bijl. :

28 TOELICHTING SBR-TOETSINGSKADER Inleiding De volgens CUR 166 geprognosticeerde trillingswaarden worden getoetst aan de grenswaarden uit de SBR richtlijnen uit september 2006, uitgegeven door Stichting Bouw Research, Rotterdam. De Raad van State erkent de richtlijnen als uitgangspunt voor jurisprudentie. In totaal zijn er 3 SBR - richtlijnen, namelijk richtlijn A: Schade aan gebouwen richtlijn B: Hinder voor personen in gebouwen richtlijn C: Storing aan apparatuur Afhankelijk van de constructieve staat, funderingswijze en ouderdom van de bebouwing, karakteristieken van de trillingsgevoelige apparatuur en de afstand tot de werkzaamheden, bestaat in het algemeen de mogelijkheid dat de trillingen kunnen leiden tot: schade aan de draagconstructie van gebouwen; hinder voor personen in gebouwen; storing aan trillingsgevoelige apparatuur; zettingsschade door verdichting van losgepakt zand. Grenswaarden conform SBR richtlijn A De hoogte van de toelaatbare grenswaarden waarbij volgens de SBR richtlijn A de kans op schade aanvaardbaar klein is (minder dan 1%), is afhankelijk van: type trillingsbron; constructiewijze van de gebouwen; funderingswijze van de gebouwen. Type trillingsbron In SBR richtlijn A wordt onderscheid gemaakt in trillingsbronnen, die incidenteel voorkomende kortdurende trillingen veroorzaken, herhaald kortdurende trillingen veroorzaken of continue trillingen veroorzaken. Het heien van palen wordt beschouwd als een trillingsbron die herhaald kortdurend trillingen veroorzaakt, waarbij resonanties en/of vermoeiingseffecten in onderdelen van een bouwwerk kunnen optreden. In dit geval dient een partiële veiligheidsfactor t van 1,5 over de karakteristieke waarde V kar van de grenswaarde te worden toegepast. Het in en uittrillen van damwandplanken wordt beschouwd als een trillingsbron die continue trillingen veroorzaakt, waarbij resonanties en/of vermoeiingseffecten in onderdelen van een bouwwerk kunnen optreden. In dit geval dient een partiële veiligheidsfactor t van 2,5 over de karakteristieke waarde V kar van de grenswaarde te worden toegepast. TOELICHTING SBR - TOETSINGSKADER Trillingsrisicoanalyse Kooipleinblok 5a/5b te Leiden Opdr. : Bijl. :

29 TOELICHTING SBR-TOETSINGSKADER Constructiewijze van gebouwen (categorie indeling) In SBR richtlijn A wordt onderscheid gemaakt in de constructiewijze en in de staat van het bouwwerk. De onderstaande indeling in categorieën van bouwwerken en van onderdelen daarvan wordt aangehouden: categorie 1: in goede staat verkerende onderdelen van de draagconstructie van een gebouw, indien deze bestaan uit gewapend beton of hout; categorie 2: in goede staat verkerende onderdelen van de draagconstructie van een gebouw, indien deze bestaan uit metselwerk of uit brosse steenachtige materialen; categorie 3: onderdelen van oude en/ of monumentale panden met grote cultuurhistorische waarde en/ of in slechte staat verkerende gebouwen bestaande uit metselwerk. Funderingswijze Daarnaast wordt door SBR-richtlijn A onderscheid gemaakt in trillingsgevoelige en niettrillingsgevoelige funderingen. Funderingen op staal worden over het algemeen als trillingsgevoelig aangemerkt waarbij rekening dient te worden gehouden met schade door (ongelijkmatige) zettingen. Rekenwaarde van de grenswaarde De rekenwaarde van de grenswaarde wordt bepaald volgens onderstaande relatie: V r V kar t Waarin: V r rekenwaarde van de grenswaarde [mm/s]; V kar karakteristieke waarde van de grenswaarde [mm/s]; t partiële veiligheidsfactor [-]. Rekenwaarde gemeten topsnelheid SBR Richtlijn A maakt onderscheid tussen een indicatieve, een beperkte en een uitgebreide meting. Afhankelijk van de soort meting dient de meetwaarde vermenigvuldigd te worden met een partiële veiligheidsfactor volgens onderstaande tabel: Soort meting factor Omschrijving meting Indicatief 1,6 1 meetpunt (x, y, z) aan draagconstructie Beperkt 1,4 2 meetpunten (x,y,z en x, y) aan draagconstructie en circa 10 m boven mp aan draagconstructie Uitgebreid 1,0 Meerdere meetpunten in stijve punten van constructie In onderstaande figuur is een voorbeeldgrafiek van de karakteristieke waarde van de grenswaarde op draagconstructie weergegeven. Indien de meetwaarden boven de getrokken lijnen liggen is er sprake van overschrijdingen. TOELICHTING SBR - TOETSINGSKADER Trillingsrisicoanalyse Kooipleinblok 5a/5b te Leiden Opdr. : Bijl. :