Induzierte Erschütterungen von Bauwerken auf Pfahl- und auf Flachgründungen – ein Vergleich über numerische Berechnungen

Bei der Prognose von Bauwerksschwingungen infolge Erschütterungsquellen in der Nachbarschaft, z. B. aus Verkehr, Baumaßnahmen oder Maschinenschwingungen, stellt sich mitunter die Frage, welchen Einfluss die Gründung des Bauwerkes auf Amplitude und Frequenzgehalt der resultierenden Schwingungen hat. In diesem Beitrag werden die sogenannten induzierten Erschütterungen von Bauwerken auf Pfahl- und auf Flachgründungen auf der Basis von numerischen Berechnungen systematisch miteinander verglichen. Nach einer Beschreibung der Berechnungsmethode mit der „Thin Layer Method“ (TLM) im Frequenzbereich werden zunächst Einzelpfähle im homogenen Halbraum sowie solche in einer Bodenschicht auf steiferem Untergrund betrachtet. Angeregt durch horizontale und vertikale Kräfte an der Bodenoberfläche in einigem Abstand werden die Amplituden der Schwinggeschwindigkeit (Schwingschnellen) in Höhe des Pfahlkopfes vor und nach Einbau des Pfahles ermittelt und verglichen. Es werden dabei Frequenzen zwischen 1 Hz und 40 Hz betrachtet. Der Einfluss der Bodenschichtung wird diskutiert. Im zweiten Teil der Arbeit werden die Schwingschnellen von Flach- und Pfahlgründungen unter gleicher Anregung berechnet und miteinander verglichen. Es werden charakteristische Unterschiede aufgezeigt. Zur Berücksichtigung der aufgehenden Bauwerke werden diese stark vereinfacht als starre Massen modelliert. Die Berechnungsergebnisse leisten einen Beitrag zur einleitenden Fragestellung.