Bedeutung der Frequenz für das Vibrationsrammen von Spundbohlen

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Bei modernen Vibratoren können die Vibrationsfrequenz und das exzentrische Moment während des Rammens verändert werden. Das dynamische Zusammenwirken der schwingenden Bohle mit dem umgebenden Boden kann durch Feldmessungen untersucht werden. Bisher wurde der Einfluss der Vibrationsfrequenz auf den Eindringvorgang und die Ausstrahlung von Vibrationen in die Umgebung nicht ausreichend beachtet, obwohl die Frequenz für die Rammbarkeit und die Erschütterungsausbreitung von Bedeutung sind. In vorliegendem Beitrag werden die Ergebnisse von drei Proberammungen beschrieben, bei denen Doppelbohlen in einen mitteldichten kiesigen Sandboden einvibriert wurden. Messungen wurden am Vibrator, an der Spundbohle und im Boden durchgeführt, womit u. a. die Frequenz, die Schwingungsamplitude, die Eindringgeschwindigkeit der Bohle und die Bodenerschütterungen registriert wurden. Eine Analyse der Messwerte zeigt, dass die Schwingungsfrequenz ein wichtiger Parameter ist. Wenn die Bohle nahe der Resonanzfrequenz des Vibrator‐Bohle‐Bodensystems erregt wird, schwingt die Bohle in Phase mit dem umgebenden Boden. In diesem Zustand sinkt die Eindringgeschwindigkeit ab, während die Vibrationsausstrahlung in den Boden ansteigt. Die Resonanzfrequenz kann einfach durch Messung der Bodenschwingungen bestimmt werden. Effektives Vibrationsrammen wird erreicht, wenn die Vibrationsfrequenz deutlich höher als die Resonanzfrequenz ist. Vibrationsmessungen zeigen, dass durch das Absenken des exzentrischen Moments stärkere Bodenerschütterungen verursacht werden können.
Significance of frequency for vibratory sheet pile driving
Sheet piles are frequently installed by vibratory driving. Modern vibrators provide the means to adjust the eccentric moment and the frequency during the driving to optimize the driving process, as demonstrated in a case history of installing double sheet piles by vibratory driving in a dense sand deposit. An electronic control system was used to vary the vibration frequency and eccentric moment, by which different parameters, such as eccentric moment, vibration frequency, vibrator displacement amplitude, sheet pile penetration speed and ground vibrations were monitored. The results showed that the vibration frequency is a key parameter that governs the penetration speed of the sheet pile as well as the emission of vibrations from the sheet pile to the surrounding ground. The system resonance can be determined by simple field measurements. When the sheet pile was vibrated at the resonance frequency of the vibrator‐sheet pile‐soil system, penetration speed slowed down, but emission of ground vibrations was enhanced. Furthermore, driving at a frequency significantly larger than the system resonance increased penetration speed and reduced the emission of vibrations to the surrounding ground.