Trillingsbronnen bij bouw- en sloopwerken

Bouw- en sloopprocessen zorgen onvermijdelijk voor trillingen en eventueel de daarbij horende hinder. In principe kan er in elke bouwfase sprake zijn van trillingshinder, afhankelijk van het type werkzaamheden dat uitgevoerd wordt, de gebruikte technieken, de tijdsduur, de omvang, de locatie en de organisatie van de werf. Concreet hebben volgende factoren invloed op de trillingen die de buurt rond de bouw- en sloopwerken bereiken (Dupont, 2006):

• De interactie tussen de trillingsbron en de grond
• De (complexe) voortplantingseffecten in de grond naargelang de bodemeigenschappen
• De interactie tussen de grond en de omliggende structuren

Figuur 14: De drie factoren die trillingshinder bepalen (aangepast) (Mertens et al., 1995)

Net als bij geluidshinder, is het kenmerkend dat de trillingshinder van bouw- en sloopwerken, in tegenstelling tot bijvoorbeeld trillingshinder van wegverkeer of industrie, tijdelijk van karakter is. De hieronder beschreven trillingsbronnen veroorzaken dus slechts voor een bepaalde periode in de tijd hinder voor de omgeving van de werf. Aangezien er heel wat trillingsbronnen voorkomen in meerdere werffases wordt hier een indeling gemaakt per type trillingsbron.

Bouwmaterieel

Net zoals bij geluidsbronnen is ook bij trillingsbronnen het bouwmaterieel een belangrijke veroorzaker van mechanische trillingen. Enerzijds kan het hierbij gaan om motoren met roterende elementen die zich in onbalans bevinden. Dit kan bijvoorbeeld het geval zijn bij beschadigde tandwielen of lagers of bij machines of onderdelen waarbij het zwaartepunt zich niet in het midden bevindt. Ook losse onderdelen kunnen trillingen veroorzaken. De onbalans wordt meestal veroorzaakt door slecht ontworpen of onderhouden bouwmaterieel. Elke bouwmachine met een motor kan dus in principe trillingen veroorzaken die zich voortplanten via de bodem.

Anderzijds kunnen bepaalde machines ook doelbewust in onbalans gebracht worden om trillingen te genereren, zoals bijvoorbeeld het geval is bij trilplaten of sloophamers of bij funderingswerken (bv. intrillen van damwanden).

Funderingsinstallaties

Het aanbrengen van funderingen is bij veel bouwprojecten één van de voornaamste trillingsbronnen. Ze zijn immers vaak gebaseerd op de wetenschap dat de bodem zijn weerstand verliest onder invloed van trillingen (Whenham, 2012). Heimachines brengen bijvoorbeeld een trillingsenergie voort in het typisch gebied van 10 tot 50 Hz, met een maximum amplitude op een frequentie die wisselt afhankelijk van het procedé en de bodemgesteldheid (WTCB, 1995). Om schade aan omliggende constructies te vermijden wordt de trillingsfrequentie beperkt tussen 33 en 40 Hz. Naast heien kunnen funderingen ook worden ingetrild, ingeschroefd of ingedrukt worden (zie 'procesbeschrijving') of gaat men bij diepteverdichting de grond verdichten met een trilnaald. Al deze technieken veroorzaken trillingen. Moderne, hoogfrequente trilblokken worden nu meestal uitgerust met een variabel excentrisch moment, waardoor de trillingen beperkt worden.

Sloopwerken

Bij sloopwerken wordt er een bepaald type materieel en technieken gebruikt die minder of niet toegepast worden in andere werffases. Er kunnen onder andere pneumatische sloophamers, betonscharen, sloopkogels gebruikt worden die al dan niet gemonteerd zijn op een mobiele kraan. Vooral de sloophamers zorgen voor een aanzienlijke trillingsimpact. Verder zorgen ook vallende brokstukken en de graafmachines die deze brokstukken in een vrachtwagen of mobiele breker laden voor trillingen. Slopen met explosieven zorgt voor spanningsgolven die trillingen veroorzaken in de omgeving.

Transport

Overeenkomstig de beschreven geluidsbronnen afkomstig van transport (zie paragraaf 'geluidsbronnen bij bouw- en sloopwerken', gaan bouw- en sloopwerken onvermijdelijk samen met zwaar transport. Dit transport kan eveneens trillingen veroorzaken, waarbij de aard van de trillingen afhankelijk is van (www.infomil.nl, 2018):

• Het type voertuig en de belading
• De rijsnelheid
• De vorm van oneffenheden

Na dynamische excitatie tussen de wielen en het (oneffen) wegdek planten golven zich voort in de grond en gaan ze interageren met de fundering van nabijgelegen structuren, wat trillingshinder kan veroorzaken in het gebouw. Na attenuatie op funderingsniveau kunnen verticale trillingen versterkt worden op de eigenfrequenties van flexibele vloeren, terwijl de horizontale componenten over de hoogte van het gebouw toenemen (Lombaert & Degrande, 2001).