Wat een trillingsprognose voor uw machinekeuze, planning en omgeving betekent
Trillingen beheersen vóór ze een probleem worden
Het valt niet te ontkennen dat bouwmachines heel wat trillingen veroorzaken, wat vaak tot ongenoegen leidt bij omwonenden. In het ergste geval kunnen schadeclaims al eens stokken in de wielen steken. Daarom is het voor een aannemer aangewezen om een trillingsprognose uit te voeren nog voor de werken starten. Maar wat houdt die prognose precies in, hoe wordt de machinevloot hierop aangepast, en hoe worden trillingen gemonitord?
Reactieve houding
De vraag naar trillingsprognoses in België groeit stilaan, zeker bij grotere (overheids)opdrachten in België. Waar Nederland een proactieve mentaliteit heeft, overheerst in België nog vaak een reactieve houding: ‘we lossen het wel op als het misgaat’. Die aanpak zorgt echter voor extra kosten en kan tot een negatieve perceptie leiden.
Een trillingsprognose maakt het mogelijk om nog vóór de start van de werken een inschatting te maken van de verwachte trillingsniveaus, de mogelijke impact op de omgeving en de eventuele nood aan preventieve maatregelen. De prognose bestaat uit een literatuurstudie waarbij er wordt gekeken naar het type apparatuur waarmee men wil werken, hoe ver de constructie van de werkzaamheden ligt, wat de ondergrondcondities zijn en welke trillingswaarden we kunnen verwachten. Die waarden worden vervolgens getoetst aan de gekozen norm of richtlijn.
Normen en richtlijnen
In België is er geen uniforme richtlijn waar grenswaarden zijn neergeschreven. Er wordt vaak verwezen naar de Duitse DIN 4150-norm of de Nederlandse SBR-richtlijn. Ze verschillen wat in aanpak, maar zijn alle twee zeker bruikbaar. Voor Vlamingen is de SBR-richtlijn interessant omdat die in het Nederlands is geschreven. Bovendien hanteert de SBR-richtlijn onderstaande ordegroottes:
- Schade aan gebouwen: bv. een muur die naar beneden komt door trillingen kan ernstige gevolgen hebben.
- Hinder voor personen in gebouwen: mensen klagen veel vroeger dan dat gebouwen schade oplopen. Ze voelen de trillingen en worden bijgevolg ongerust.
- Storing aan gevoelige apparatuur: bv. datacenters, onderzoekslaboratoria of telefooncentrales.
De grenswaarden worden veelal uitgedrukt in trillingssnelheid (mm/s). Die waarde is afhankelijk van de gevoeligheid van het gebouw – bijvoorbeeld monumenten of betonnen constructies – en het type trilling. Zo is een lage frequentie (bijvoorbeeld 1 à 80 hertz) in bepaalde gevallen nadeliger dan hoge frequenties die men minder voelt of hoort.
Prognose in de praktijk
België heeft geen wettelijk kader dat verplicht om vooraf een trillingsanalyse te laten uitvoeren. Bij grote projecten is het bewustzijn rond trillingsrisico’s meestal groter. Zulke projecten zijn namelijk onderworpen aan milieu-effectrapportage, waarin geluid en trillingshinder worden bekeken. Bij kleinschalige projecten gebeurt zo’n trillingsprognose momenteel zelden, tenzij het gaat om waardevolle infrastructuur zoals monumentale panden of gebouwen waar gevoelige apparatuur staat.
Gedrag ondergrond
Al bestaan er ondergrondkaarten van België, toch is dit geen zwart-witverhaal. Hoe de bodem zich precies gedraagt, blijft moeilijk te voorspellen. Wanneer dit cruciaal is, wordt daarom een proef uitgevoerd. Daarbij wordt een betontegel op de grond gelegd waarop met een zware hamer wordt geslagen, terwijl de trillingen zowel in de grond als in het naastgelegen gebouw worden gemeten. Is een grotere impact vereist, dan kan men bijvoorbeeld een zware zandzak op de grond laten vallen.
Een trillingsprognose of voorbereidende meting is nooit een doel op zich
Voorbereidende metingen
Het komt vaak voor dat de aannemer tijdens het ontwerp nog niet gekend is, zeker bij openbare aanbestedingen. Daarom worden voorbereidende metingen vaak in het bestek opgenomen, waardoor ze deel uitmaken van de opdracht van een aannemer.
Bij voorbereidende metingen wordt een reeks werktuigen getest die voor de geplande werken in aanmerking komen. Denk bijvoorbeeld aan afbraakwerken waarbij een bepaalde wand beschermd moet blijven. Diezelfde werken kunnen immers met verschillende technieken worden uitgevoerd – een elektrische breekhamer, een slijpschijf, een kernboor of een pneumatische breekhamer (op een rupsvoertuig) – maar elk werktuig heeft een andere impact op die te beschermen wand. Daarom worden ze systematisch getest, van lichte naar zware werktuigen.
Indien de aannemer van bij de start wel al bekend is, heeft die vaak een voorkeur voor bepaalde machines. Dan gaat men tijdens de prognose gaan toetsen of die machines binnen de veiligheidsmarges blijven. Ook hier is het belangrijk om de machines op te schalen en te stoppen van zodra het criterium wordt bereikt.
Wat met overschrijding?
Een trillingsprognose of voorbereidende meting is nooit een doel op zich. Het echte werk begint pas wanneer blijkt dat een bepaald werktuig of een bepaalde techniek de vooropgestelde grenswaarden dreigt te overschrijden. Dan moet er worden bijgestuurd.
Lichtere machine
Wanneer men tijdens de prognose verschillende machines heeft getest, kan men voor een van de lichtere machines kiezen dan degene waar eerst mee werd gewerkt. Een kleinere breekhamer veroorzaakt bijvoorbeeld minder trillingen, maar werkt wel trager.
Om de grootte van brokken tijdens afbraakwerken beter te controleren, kunt u bijvoorbeeld gebruikmaken van een zaag in plaats van een breekhamer. De stukken zullen namelijk kleiner zijn en ze zullen minder trillingen veroorzaken bij het naar beneden vallen.
Andere technieken
Veelal worden andere technieken gebruikt. Bij afbraakwerken kunt u dankzij een zandbed de impact dempen. Beton op beton zorgt voor een korte, harde slag en dus ook een piek in de trillingssnelheid, terwijl een zandbed zorgt voor een uitgespreide impact en een kleinere piekwaarde.
Het intrillen van funderingspalen zorgt voor een groot trillingsrisico. Voorboren is dan een populaire techniek, waarbij de grond eerst losser wordt geboord. Zo is er minder trillingsenergie nodig om de fundering op diepte te brengen. Een ander alternatief is om deels in te heien en deels in te trillen. Heien veroorzaakt kortstondige impact, maar brengt over het geheel minder langdurige trillingsenergie in de grond dan volledig intrillen. Een combinatie van beide technieken kan het risico voor belendingen beperken.
Monitoring
Even belangrijk is het monitoren van trillingen tijdens de werken. Een prognose is namelijk gebaseerd op aannames. Door trillingssensoren te plaatsen, worden waarschuwingen uitgestuurd naar de betrokken partijen wanneer een bepaalde waarde wordt overschreden.
Plaatsing
Sommige aannemers hebben ervaring met trillingsmonitoring en hebben sensoren in huis. Plaatst u voor de eerste keer sensoren, dan kiest u idealiter een representatieve woning uit die het meest is blootgesteld aan de werken. Twee à drie sensoren volstaan dan vaak. Omdat het risico op schade, hinder of verstoring afhangt van de trillingssnelheid, moet u meten waar u de hoogste trillingen verwacht. Op een vloer plaatst u de sensor best in het midden. Bij laboratoria overlegt u met de gebruikers waar de gevoeligste apparatuur staat.
Vaak wordt ook gemeten aan de fundering van bestaande gebouwen, dicht bij de grond. Een goede referentie, maar niet noodzakelijk de plaats met de hoogste trillingssnelheid. Op hogere verdiepingen – de plaats waar een gebouw meer kan meebewegen – kunnen ook hogere trillingen optreden. Daarom plaatst u best een sensor op elk verdiep.
Deformatiesensoren
In sommige gevallen is een andere techniek niet mogelijk. Dan werkt men met de voorziene machine, maar opteert men om de monitoring op te schalen. Dat kan door naast de trillingssensoren ook deformatiesensoren te voorzien.
Trillingssensoren geven enkel de kans op schade weer, terwijl deformatiesensoren werkelijk schade en vervorming detecteren. Deze sensoren werken op basis van differentiële zettingen. Ze meten verschillende punten van het gebouw en vergelijken die meetpunten met elkaar. Wanneer differentiële spanningen ontstaan, ontstaat er vaak schade, zoals scheuren of kanteling.
Rapporten
Het rapporteren van trillingen gebeurt ‘in real-time’. De werfleider heeft continu toegang tot de meetresultaten. Men stelt bij de meetapparatuur drempels in, waarbij de apparatuur automatisch waarschuwingen verstuurt, per mail of per sms, en soms zelfs met een signaal dat zichtbaar is in de werfmachine zelf, bijvoorbeeld bij het bedieningspaneel van een heimachine.
Vaak werkt men met verschillende drempels. Van een waarschuwingsdrempel – waarbij de trillingen een bepaald niveau naderen, maar nog geen problemen vormen – tot een interventiedrempel waarbij er echt kans is op schade of ernstige verstoringen. Het is belangrijk dat die drempels goed worden gekozen en dat er een veiligheidsmarge is.
Dankzij trillingsmonitoring heeft een aannemer een extra wapen bij schadeclaims
Vooraf, in onderling overleg, maakt men een draaiboek dat bepaalt welke interventies er moeten gebeuren indien bepaalde drempels worden overschreden. Zo kan men continu de manier van werken bijsturen, om op de meest efficiënte manier te werken, zonder risico op schade of hinder door trillingen.
Indien u de monitoring uitbesteedt aan een gespecialiseerd bedrijf, ontvangt u dagelijks rapporten met de data van de dag voordien.
Communicatie met omwonenden
Bouwwerken leiden vaak tot frustraties bij de omwonenden. Als bouwbedrijf is het daarom belangrijk om hen op de hoogte te brengen wat u gaat doen, welke risico’s er zijn en welke maatregelen worden genomen om hinder en schade te beperken.
Zo doet men in Nederland vaak een beroep op een omgevingsmanager, die een budget heeft om te communiceren met de stakeholders en snel kleine hinder of klachten kan aanpakken. Dit waait stilaan over naar ons land, zeker bij de grotere werken.
Dankzij trillingsmonitoring heeft een aannemer een extra wapen bij schadeclaims. Via data kunt u namelijk aantonen dat de grenswaarden niet zijn overschreden of kunt u de criteria alsnog gaan bijschaven.
Trillingsbeheersing op de werf is dus een kwestie van evenwicht. Wie de grenswaarden te streng vastlegt, maakt het werk onnodig moeilijk en inefficiënt. Wie te soepel is, loopt het risico iets over het hoofd te zien. Net daarom zijn een goede voorbereiding, gerichte metingen en duidelijke afspraken tussen alle betrokken partijen onmisbaar. Niet om werken onmogelijk te maken, maar om ze op een veilige, beheersbare manier te laten verlopen.
Met dank aan Daidalos peutz en Quattro Expertise
