Das Projekt "Methoden zur Vermeidung und Verminderung von Schallausbreitung und -intensität während der Rammarbeiten von Fundamenten im Offshore-Bereich insbesondere zum Schutz von marinen Säugetieren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von itap - Institut für technische und angewandte Physik GmbH durchgeführt. A) Problemstellung: Während des Baus der Fundamente von Offshore-Windenergieanlagen (Offshore-WEA) werden umfangreiche Rammarbeiten durchgeführt, die mit erheblichen Emissionen von Unterwasserschall verbunden sind. Aufgrund der Vielzahl von geplanten Offshore-WEA ist von langanhaltenden Bauphasen auszugehen. Die emittierten Schalle erreichen dabei Intensitäten, die zu physiologischen Schädigungen, Vertreibung und Verhaltensänderungen bei Schweinswalen und Robben führen können. Auch sind vergleichbare Effekte auf v.a. Fische und möglicherweise auf Benthosorganismen zu erwarten. B) Handlungsbedarf: Im Vorhaben sollen technische Methoden entwickelt bzw. den Verhältnissen der deutschen Nord- und Ostseebereiche angepasst werden, die die Schallausbreitung vermeiden bzw. vermindern. Ziel dieser Maßnahmen ist die weitestgehende Reduzierung des schallbeeinflussten Bereiches um den Bauplatz. Die Methoden umfassen v.a. den Einsatz sog. Blasenschleier und Textilmatten und die Beschichtung des Rammgutes. Die hierfür notwendige Technik soll bereitgestellt werden und ihr Einsatz erprobt werden. Im Rahmen der ökologischen Begleitforschung Offshore-Windkraftnutzung des Bundes werden in der Nordsee und der deutschen Ostsee Forschungsplattformen aufgebaut werden. Deren Fundamente werden ebenfalls mittels Rammarbeiten fixiert, und die Erprobung der Maßnahmen soll während des Baus dieser Fundamente erfolgen. Ermittelt werden sollen die entfernungsabhängigen Immissionswerte mit und ohne Einsatz der zu erprobenden Vermeidung- und Verminderungsmaßnahmen. C) Ziel des Vorhabens: Ziel des Vorhabens ist es, eine weitestgehende Reduzierung des schallbeeinflussten Bereichs um den Bauplatz von einer Offsbore-Windenergienalge zur erreichen.
Das Projekt "Setzungen von Sanden bei Schwingungsbelastung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Wasserbau durchgeführt. Schadensfälle im Umfeld von Rammarbeiten, wie sie trotz der inzwischen weitgehend etablierten Hochfrequenztechnik immer wieder beobachtet werden, machen bei der Planung erschütterungsrelevanter Bauverfahren eine Abschätzung und Eingrenzung des potenziellen Gefahrenbereichs zwingend notwendig. Besondere Sicherheitsrelevanz hat dieses Problem bei Spundwandarbeiten im Bereich der Kanalseitendämme. Die quantitative Beurteilung der Standsicherheit von Bauwerken, insbesondere von Erdbauwerken unter dem Einfluss von Erschütterungen aus Bauverfahren, ist noch sehr schwierig. Ziel der Untersuchungen ist die Entwicklung von Verfahren zur Prognose der Verschiebungen von Bauwerken im Umfeld von Rammarbeiten auf der Grundlage von Modell- und Naturmessungen im Rahmen der gutachterlichen Betreuung von Baumaßnahmen der WSV. Im Nahbereich der Rammtrasse werden die Verschiebungen des Halbraumes durch die verdichtende Wirkung von Scher- und Kompressionswellen aus dem Rammvorgang hervorgerufen. lm Böschungsbereich von Dämmen kann ein weiterer Setzungsanteil durch 'Bodentransport' in Richtung Rammtrasse hinzukommen. Auf der Grundlage der bisherigen Ergebnisse aus Labor- und Felduntersuchungen bei Bau- und Probemaßnahmen an Wasserstraßen in den Jahren 1995 bis 2006 wurde ein empirisches Modell zur Prognose der vertikalen Verschiebungen von Erdbauwerken durch Verdichtung locker bis mitteldicht gelagerter Sande bei Vibrationsrammung von Spundwandelementen entwickelt. Das Modell stellt die bei Feldversuchen gemessenen Größtwerte der Setzungen durch Bodenverdichtung in Abhängigkeit des Abstandes zur Rammtrasse mit relativ großer Genauigkeit dar. Im Gegensatz zu früheren Modellansätzen sind die empirischen Konstanten baustellenunabhängig und es wird der Einfluss der statischen Spannung berücksichtigt. Damit wird die Möglichkeit eröffnet, auch Setzungen von ausgedehnten Flachgründungen mit unterschiedlichen Sohlspannungen abzuschätzen. Für Parameterstudien hinsichtlich des Einflusses von Bodenschwingungen auf das Tragverhalten von Zugankern wurde 2008 ein als Elementversuch konzipierter Versuchsstand aufgebaut und erste Versuche durchgeführt.
Das Projekt "Untersuchung von Erschuetterungsauswirkungen durch Ramm- und Ruettelgeraete auf erdverlegte Rohrleitungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Fachgebiet Bodenmechanik und Grundbau durchgeführt. Im Tiefbaubereich werden Ramm- und Verdichtungs- (Ruettel-) Arbeiten durchgefuehrt, deren Schwingungsbelastungen sich im Untergrund fortpflanzen und Auswirkungen auf Bauwerke haben. erschuetterungserzeugende Geraete sind vor allem Bodenverdichter sowie Rammen oder Meissel zum Einbringen von Bauteilen oder z.B. zum Brechen von Fahrbahndecken. Fuer erschuetterungsempfindliche Bauwerke wie z.B. fuer erdverlegte Versorgungsleitungen, Gebaeude oder auch Gebaeudeeinrichtungen (z.B. Rechenzentrum) muessen entweder die Emissionen reduziert oder es muss ein ausreichender Immissionsschutz hergestellt werden. Einen gleichen Stellenwert wie der bauliche Erschuetterungsschutz haben Erschuetterungseinwirkungen auf Menschen in Gebaeuden. Die Erschuetterungsausbreitung im Untergrund ist in hohem Masse von den Untergrundverhaeltnissen, den eingesetzten Geraetschaften sowie von der Gelaendegeometrie abhaengig. Speziell fuer erdverlegte Versorgungsleitungen ist der Einfluss der Bettung von Bedeutung. Das Randwertproblem ist in der Fachliteratur bislang nur unter Beruecksichtigung idealisierter Annahmen behandelt. Als Einwirkungen auf den Untergrund wird ein breites Spektrum der Frequenzen sowie wirkenden Energien betrachtet. Die Stoffgesetze fuer die anstehenden Boeden enthalten sowohl die Parameter Saettigungsgrad als auch die hysteretische Daempfung. In Parameterstudien ist ausser einer Variation des Abstandes zwischen Erregerquelle und dem zu beurteilenden Punkt auch eine Variation geometrischer Groessen des Bauwerkes vorgesehen. Zentraler Punkt sind Untersuchungen zum Einfluss der Einbettungs- und Ueberschuettungsbedingungen. Im Hinblick auf Sackungen unterhalb der Rohrleitung sind vor allem auch die Auswirkungen einer Ueberhoehung der Schwingungsamplitude zu untersuchen. Als numerisches Verfahren ist die FEM herangezogen. Die Abbildung des Halbraumes erfolgt mit Hilfe infiniter Elemente. Zur Ueberpruefung der Guete der numerischen Ergebnisse sind fuer einfache, genau definierte Faelle Feldmessungen vorgesehen.