Nadere onderzoeken_ trillingen, bodem, sanering, akoestisch

<

Auteur

Marjolein Hordijk marjolein@we-boost.nl

Controle en vrijgave

Pieter Boon pieter@we-boost.nl +31 6 10 03 94 54

Projectcode

WBD2024-005

Versienr

1.0

Datum

22 februari 2024

Status

Definitief

Opdrachtgever

Gemeente Utrecht

<

Voor dit onderzoek is gebruik gemaakt van metingen van

© We-Boost 2024 Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand of openbaar gemaakt in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen, of enige andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van We-Boost.

> De gemeente Utrecht is voornemens om tijdelijke woningen (max 10 jaar) te realiseren in de sporendriehoek bij Lunetten. Het is op dit moment nog niet bekend waar de woningen precies moeten komen en wat voor typen woningen het zullen zijn. De woningen worden gerealiseerd langs de spoorlijnen Utrecht-Arnhem en Utrecht-Den Bosch. Daardoor kunnen trillingen van treinverkeer als hinderlijk worden ervaren. Doel van het voorliggende onderzoek is om vast te stellen of er sprake zal zijn van trillingshinder in de geplande woningen, en zo ja, met welke maatregelen een aanvaardbaar woon- en leefklimaat kan worden gegarandeerd (e.e.a. conform de Wro art. 3.1, wat in wezen niet verandert in de Omgevingswet (art. 4.2)). Voor het beoordelen van mogelijke trillingshinder maken we gebruik van het beoordelingskader voor tijdelijke woningen, wat afgeleid is van de SBR B-richtlijn, het in Nederland gebruikelijke kader voor de beoordeling van trillingshinder in gebouwen. De streefwaarden uit de SBR B-richtlijn zijn namelijk te zien als voorkeurswaarden, waarbij het streven moet zijn om de trillingen in de beoogde bebouwing te laten voldoen aan deze waarden. In dit onderzoek is met behulp van metingen op de bouwlocatie en modelberekeningen onderzocht wat de trillingen zullen zijn in de toekomstige bebouwing.

Hierbij volgen we de aanpak zoals voorgeschreven in de Handreiking Nieuwbouw en Spoortrillingen van het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat.

De belangrijkste conclusie van het onderzoek is dat er overschrijdingen van het beoordelingskader voor trillingshinder worden verwacht in een deel van het plangebied (zie figuur rechts, gaat om oranje deel, de geplande bouwblokken zijn met zwarte kaders weergegeven). De overschrijdingen komen vooral door de korte afstand tot het spoor, de passage van zware goederentreinen op de spoorlijn UtrechtDen Bosch en de lichte woningen. Als we de resultaten vergelijken met een onderzoek van 1,5 jaar geleden, dan lijkt er vooral in de zuidelijke hoek van het plangebied sprake van veel hogere trillingen rond 4 Hz, een indicatie van een slechtere spoorligging. Omdat de woningen vooral gevoelig zijn voor die trillingsfrequentie, zorgt dat voor relatief hoge trillingen. De huidige analyse is daarmee naar verwachting wel een bovengrens van de werkelijke situatie (conservatief). In dit onderzoek zijn meerdere varianten beschouwd voor de gebouwen. Zo zijn de afmetingen, de afstand tot het spoor, de fundering en de eigenfrequentie van de vloer onderzocht. Uit dit onderzoek zien we dat met name de afstand tot het spoor, de fundering en de hoogte van de woningen een belangrijke rol spelen in de hoogte van de trillingen. Door zo ver mogelijk bij het

spoor vandaan te bouwen en zo hoog mogelijke gebouwen te realiseren (5 bouwlagen heeft voorkeur, liever geen 4 bouwlagen), zijn de trillingen te beperken. Belangrijk is ook de fundering, hoe zwaarder deze is (dikke plaatfundering of palenfundering), hoe lager de trillingen.

Omdat er overschrijdingen van het beoordelingskader voor trillingshinder worden verwacht, is nader onderzoek gedaan naar maatregelen waarmee die overschrijdingen kunnen worden voorkomen. Hierbij is gekeken naar maatregelen aan de bron (het spoor of de treinen), in de bodem of aan de geplande woningen. Uit het maatregelenonderzoek volgt dat: 1.

Maatregelen aan de trillingsbron zijn zeer kostbaar: de minst kostbare voldoende effectieve maatregel is een betonplaat onder de twee buitenste sporen op de spoorlijn Utrecht-Den Bosch, over een lengte van 300 meter. De kosten van deze maatregel (meer dan € 3 mln.) staan echter niet in verhouding tot de bouwkosten van de tijdelijke woningen. Bovendien kent deze maatregel een zeer lange doorlooptijd en is er sprake van afhankelijkheid van ProRail. 2. Maatregelen in de bodem zijn minder effectief en zijn nog kostbaarder, en zijn daarom niet doelmatig. Het verdiepen van de spoorsloot (naar minimaal 2,5 meter onder maaiveld) is wel een relatief laagdrempelige maatregel om de trillingen te verminderen met maximaal 25 procent. Deze maatregel is ook voorzien in het huidige landschappelijk inpassingsplan. 3. Omdat het om cataloguswoningen gaat, zijn de mogelijkheden voor aanpassing van de gebouwen beperkt. Soms zijn er wel mogelijkheden in de fundering (afveren, verzwaren of afschermen), en er zijn verschillen in eigenfrequentie van de vloer tussen de verschillende cataloguswoningen (door verschillen in beukmaat, vloertype en vloerdikte). De hoogte van de woningen is daarbij de meest bepalende factor in de trillingen. Op basis van dit onderzoek adviseren we de volgende adviezen en optimalisaties af te wegen tijdens het verdere proces: A. B. C. D.

Positioneer de woningen zo ver mogelijk bij het spoor vandaan. Kies voor zo hoog mogelijke woningen, liefst 5 bouwlagen of meer. Kies voor een zo zwaar mogelijke fundering. Verdiep de spoorsloot (in ieder geval in de zuidoostelijke hoek van het plangebied) tot minimaal 2,5 meter onder maaiveld.

Met deze maatregelen is het mogelijk om in 3 van de 4 blokken te voldoen aan het beoordelingskader. In het meest zuidelijke bouwblok blijft sprake van regelmatige overschrijdingen (maximaal 4 overschrijdingen per dag van de grenswaarde voor de nacht (Vmax = 0.8), aantal overschrijdingen is het grootst op bovenste bouwlaag, onderin het gebouw wordt wel voldaan aan de streefwaarden). Uiteindelijk leidt dit naar verwachting tot een situatie waarbij zo'n 37 van de 149 bewoners van dit bouwblok ernstig gehinderd is, en 28 van de 149 bewoners ernstig slaapverstoord. Om dit in perspectief te plaatsen: >

Ten opzichte van wat volgens de richtlijn voor trillingshinder aanvaardbaar is voor nieuwe, definitieve woningen (23 ernstig gehinderden, 17 ernstig slaapverstoorden voor dit bouwblok) is er dus een toename van 14 ernstig gehinderden en 11 ernstig slaapverstoorden.

>

Ten opzichte van wat volgens de richtlijn voor trillingshinder aanvaardbaar is voor bestaande, definitieve woningen (35 ernstig gehinderden, 22 ernstig slaapverstoorden voor dit bouwblok) is er dus een toename van 2 ernstig gehinderden en 6 ernstig slaapverstoorden.

4

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

Relevant in de afweging is daarbij dat het, gelet op het tijdelijke karakter van de woningen, de lichte constructie en de laagfrequente trillingen van de treinen, niet mogelijk is om aanvullende maatregelen te treffen. Dat betekent dat de afweging dan primair moet gaan tussen wel woningen plaatsen op deze locatie (en de extra hinder accepteren) of geen woningen plaatsen.

5

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

1. 1.1.

Aanleiding

9

1.2.

Doel

9

1.3.

Leeswijzer

9

2.1.

Situatie

12

2.2.

Uitgangspunten

13

3.1.

Trillingen en wetgeving

16

3.2.

Beoordelingskader trillingshinder

16

3.3.

Rekenmethode

20

4.1.

Meetresultaten

24

4.2.

Trillingen in geplande gebouwen

24

5.1.

Nut en noodzaak van maatregelen

29

5.2.

Analyse resultaten

29

5.3.

Maatregelen aan de trillingsbron

30

5.4.

Maatregelen in de bodem

31

5.5.

Optimalisaties van de gebouwen

34

5.6.

Conclusies en Advies voor maatregelen

35

Trillingsmeting

39

2.

3.

4.

5.

I. II. II.1

6

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

II.2

Gegevens treinpassages

39

II.3

Bepalen verschillen tussen meetpunten

40

II.4

Opstellen bodemmodel

40

II.5

Opstellen Gebouwmodel

41

II.6

Bepalen trillingsspectra t.p.v. randen gebouw

48

II.7

Bepalen trillingsspectra t.p.v. fundering gebouw

48

II.8

Bepalen trillingsspectra t.p.v. vloeren gebouw

48

II.9

Bepalen Vmax en Vper t.p.v. vloeren gebouw

49

II.10

Omgaan met onzekerheden

50

III.1

Gegevens metingen

51

III.2

Resultaten metingen

52

III.

I V. V.

7

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

1.

In dit hoofdstuk geven we een korte omschrijving van de inhoud van dit onderzoek: de aanleiding, het doel van het onderzoek en een beknopte leeswijzer om informatie snel te kunnen vinden.

1. 1.1. De gemeente Utrecht is voornemens om tijdelijke woningen (max 10 jaar) te realiseren in de sporendriehoek bij Lunetten. Het is op dit moment nog niet bekend waar de woningen precies moeten komen en wat voor typen woningen het zullen zijn. De woningen worden gerealiseerd langs de spoorlijnen Utrecht-Arnhem en Utrecht-Den Bosch, zie Figuur 1. Daardoor kunnen trillingen van treinverkeer als hinderlijk worden ervaren.

Figuur 1 Plangebied

1.2. Doel van dit onderzoek is om vast te stellen of er sprake zal zijn van trillingshinder in de geplande woningen, en zo ja, met welke maatregelen deze hinder is te voorkomen. Hiervoor maken wij een nauwkeurige predictie van de trillingen in de geplande bebouwing, conform de in de Handreiking Nieuwbouw en Spoortrillingen omschreven aanpak. Deze trillingen toetsen we aan het van toepassing zijnde beoordelingskader. We beschouwen hierbij verschillende constructieve en planologische varianten. Als we overschrijdingen van het beoordelingskader verwachten, dan geven we aan met welke constructieve aanpassingen of maatregelen kan worden voldaan aan de streefwaarden uit het beoordelingskader.

1.3. Wij beschrijven de situatie in het onderzoeksgebied en de uitgangspunten in hoofdstuk 2. In hoofdstuk 3 lichten we het beoordelingskader en de gevolgde rekenmethodiek toe. Met behulp 9

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

van de uitgangspunten berekenen we de trillingen in de woningen op basis van de gemeten trillingen en de eigenschappen van de gebouwen. Het resultaat van deze stap wordt in hoofdstuk 4 beschreven. In hoofdstuk 5 gaan we in op maatregelen en bouwkundige optimalisaties om de trillingen te verminderen. De bijlages bevatten technische informatie van het onderzoek, zoals een toelichting op de rekenmethodiek en grondonderzoek van nabijgelegen locaties.

10

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

2.

In dit hoofdstuk wordt een toelichting gegeven op de beoogde toekomstige situatie en worden de uitgangspunten van het onderzoek weergegeven.

2

2. 2.1. Het plangebied bestaat momenteel uit een braakliggend terrein. Op het terrein worden vier clusters met tijdelijke woningen gerealiseerd, met een hoogte van 3 tot 5 bouwlagen. De exacte locatie en orientatie van de gebouwen is nog niet bekend. De bestaande bebouwing is weergegeven in Figuur 2, evenals een mogelijke invulling van het terrein.

Figuur 2 Huidige bebouwing rond de planlocatie, met mogelijke invulling van het terrein

De rijsnelheid en het aantal treinen per uur per richting zijn weergegeven in Tabel 1. Deze gegevens zijn gebaseerd op het Geluidsregister Spoor en gegevens van de vervoerders. Er wordt een toename van het aantal reizigerstreinen voorzien (richting Arnhem, i.v.m. opschalen richting normale dienstregeling en i.v.m. in dienst komen PHS-dienstregeling). Volgens de Integrale Mobiliteitsanalyse spoor (IMA 2021) blijft het aantal goederentreinen ongeveer gelijk, richting Arnhem is alleen incidenteel goederenverkeer voorzien. Tabel 1 Treinen, rijsnelheid en aantal treinen per uur per richting (gemiddeld, per richting) Type trein

Rijsnelheid

dag (7:00 – 19:00)

avond (19:00 – 23:00)

nacht (23:00 – 7:00)

Sprinter Arnhem

110 - 140 km/h

2.67

2.00

0.88

Sprinter Den Bosch

40 - 50 km/h

4.00

4.00

1.75

Intercity Arnhem

100 - 140 km/h

4.75

3.25

0.88

12

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

Rijsnelheid

dag (7:00 – 19:00)

avond (19:00 – 23:00)

nacht (23:00 – 7:00)

Intercity Den Bosch

100 - 140 km/h

6.00

4.50

1.00

Goederentrein Arnhem

70 - 100 km/h

0.04

0.05

0.04

Goederentrein Den Bosch

70 - 100 km/h

0.42

0.46

0.28

Type trein

Andere trillingsbronnen, zoals wegverkeer, zullen gezien de afstand tot de bebouwing naar verwachting niet voor voelbare trillingen zorgen in de geplande bebouwing. Wegverkeer is dan ook niet nader kwantitatief beschouwd in dit onderzoek.

2.2. Voor dit onderzoek is gebruik gemaakt van een aantal uitgangspunten. In het volgende hoofdstuk wordt toegelicht hoe deze uitgangspunten zijn verwerkt in de berekeningen. 2.2.1. Voor het uitvoeren van de berekeningen is gerekend met een aantal varianten, gebaseerd op ontwerptekeningen van tijdelijke woningen van diverse aanbieders (Fairland Studios, Daiwa House). In Tabel 2 is aangegeven welke varianten zijn doorgerekend. In die tabel zijn de belangrijkste eigenschappen van de bebouwing weergegeven. Het rekenmodel voor de bebouwing is hierop gebaseerd. Tabel 2 Eigenschappen bebouwing Parameter

Eigenschappen

Vloertype

Diverse varianten: •

Staal-betonvloeren (stalen balken, betonnen schil en isolatie tussen stalen balken)

•

Hout-staalvloeren (stalen balken, houten vloer en isolatie tussen stalen balken)

Hoogte gebouwe

3 tot 6 bouwlagen

Constructie

Houtskeletbouw, versterkt met stalen spanten

Fundering

Meerdere varianten beschouwd: •

Op staal

•

Op geboorde palen

2.2.2. Voor gegevens van de ondergrond is gebruik gemaakt van beschikbare boringen en sonderingen uit Dinoloket en bodemonderzoeken die in de omgeving van het plangebied zijn uitgevoerd. Deze gegevens zijn gebruikt om de bodemopbouw te modelleren. De bodemopbouw heeft invloed op hoe de trillingen uitdempen met de afstand, en op hoe de gebouwen reageren op trillingen. 2.2.3. Zoals te zien in Figuur 3 zijn door Alcedo metingen uitgevoerd. Het gaat hierbij om zeven meetpunten op maaiveld in de buurt van de beoogde locaties van de gebouwen. De metingen zijn uitgevoerd van 25 januari tot en met 1 februari 2024. Er waren geen afwijkingen in het treinverkeer in deze periode.

13

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

De meting heeft een meetduur van een week, conform de eisen uit de SBR B-richtlijn, om de trillingen van de treinen betrouwbaar vast te leggen. Op een aantal meetpunten is korter gemeten, deze meetpunten zijn gebruikt om de (frequentie-afhankelijke) verhouding tussen die specifieke meetpunten en het meetpunt van een week vast te leggen. Zo ontstaat inzicht in het effect van de variatie van de trillingen in het plangebied. Vervolgens is die verhouding gebruikt om de trillingen op alle meetpunten over de hele meetduur vast te stellen (methode conform RIVAS en CargoVibes onderzoeken). De metingen zijn uitgevoerd met FrogWatch trillingsmeters, die voldoen aan de eisen uit de SBR-richtlijnen1. Verdere gegevens over de metingen zijn opgenomen in bijlage III van dit rapport.

Figuur 3 Meetpunten

1

Zie een uitgebreide toelichting van de specificaties op https://www.frog.watch/facts/. Er wordt uitsluitend gebruik gemaakt van sensoren die voldoen aan de kalibratie-eisen uit de SBR B-richtlijn.

14

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

3.

In dit hoofdstuk geven wij een toelichting op het beoordelingskader en de gebruikte rekenmethode.

3

3. 3.1. Er bestaat in Nederland geen wettelijk kader voor de beoordeling van trillingshinder in gebouwen. Wel geldt dat in het kader van een goede ruimtelijke ordening o.b.v. de Wet Ruimtelijke Ordening (Wro) kan worden verzocht om trillingen mee te nemen bij de wijziging van bestemmingsplannen waar trillingen een rol kunnen spelen. Per 1 januari 2024 is de Omgevingswet (Ow) van kracht geworden. Ook in de Ow zijn geen streefen grenswaarden opgenomen voor trillingen afkomstig van hoofd- en spoorwegen. Het begrip ‘goede ruimtelijke ordening’ uit de Wro art. 3.1 is in de Ow vervangen door het begrip ‘evenwichtige toedeling van functies aan locaties’, art. 4.2. Vanuit dit artikel moet ook in het kader van een omgevingsplan onder de Ow trillingshinder (waar relevant) in kaart worden gebracht en betrokken worden bij de afweging in het kader van het beschermen van de fysieke leefomgeving. Net als onder de Wro zijn hulpmiddelen als de Handreiking Nieuwbouw en Spoortrillingen en de SBR-richtlijn van toepassing om mogelijke trillingshinder in kaart te brengen respectievelijk te beoordelen.

3.2. Op basis van jurisprudentie wordt al enkele decennia gebruik gemaakt van de SBR-richtlijn om trillingen in gebouwen te beoordelen. 2 1F0F

Deze SBR-richtlijn bestaat uit drie delen (deel A3– schade in gebouwen, deel B4 – hinder voor personen in gebouwen en deel C5 – verstoring van gevoelige apparatuur) waarvan alleen deel B voor dit onderzoek relevant is. De afstand tussen het spoor en het gebouw is dermate groot dat er geen schade aan de gebouwen zal ontstaan, en verstoring van gevoelige apparatuur als gevolg van de realisatie van dit plan is ook niet aan de orde. In deze SBR-richtlijn deel B zijn een aantal aspecten relevant, deze worden hieronder kort toegelicht: 1.

De richtlijn toetst zowel een maximaal optredende trillingssterkte (Vmax, treedt op bij de trein die gedurende de meetperiode de hoogste trillingen veroorzaakt) als het tijdsgemiddelde van de trillingen (Vper, deze grootheid is in tegenstelling tot Vmax dus ook afhankelijk van het aantal treinen).

2

Voor spoorprojecten wordt door ProRail sinds 2012 ook wel gebruik gemaakt van de Bts, deze is afgeleid van de SBRrichtlijn en op aspecten aangescherpt (waaronder een doelmatigheidsafweging en een andere manier om de trillingen vast te stellen). Deze richtlijn wordt echter doorgaans niet gebruikt om de trillingen in nieuw te bouwen woningen langs het spoor te beoordelen. 3

SBR-richtlijn deel A:2017 – Schade aan bouwwerken

4

SBR-richtlijn deel B:2002 – Hinder voor personen in gebouwen

5

SBR-richtlijn deel C:2002 – Verstoring van trillingsgevoelige apparatuur

16

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

2.

De richtlijn maakt in de beoordeling onderscheid tussen verschillende situaties, en toetst daarbij strenger in: a. Nieuwbouwsituaties (nieuwe gebouwen, nieuw spoor, aanleg van wissels). Bij bestaande situaties zijn de streefwaarden minder streng, er wordt dan uitgegaan van een zekere mate van gewenning en er zijn minder mogelijkheden om de trillingen te reduceren. b. Gebouwen met een overnachtingsfunctie (woningen, ziekenhuizen). De meeste hinder wordt vaak in rust ervaren. Bij gebouwen met een niet-overnachtingsfunctie (kantoren, scholen) gelden minder strenge streefwaarden. Winkels, sport- en industriepanden vallen buiten de richtlijn. In dit plan gaat het om gebouwen met een woonfunctie. Tijdelijke woningen zijn geen specifieke categorie binnen de SBR Brichtlijn. c. De nacht, omdat de meeste hinder vaak in rust wordt ervaren. De streefwaarden voor overdag zijn ca. een factor 2 minder streng dan ’s nachts.

Een gebouw kan op twee manieren voldoen aan de richtlijn: de trillingssterkte Vmax moet lager zijn dan de onderste streefwaarde A1 (zie Tabel 3), óf Vmax moet lager zijn dan de bovenste streefwaarde A2, waarbij tegelijkertijd de trillingsintensiteit Vper lager is dan de streefwaarde A3. Zie ook het schema in Figuur 4. Tabel 3 Streefwaarden in de SBR-richtlijn deel B voor gebouwen met bestemming wonen Dag en avond

Nacht

Situatie

A1

A2

A3

A1

A2

A3

Wonen, nieuwe situatie

0.1

0.4

0.05

0.1

0.2

0.05

Wonen, bestaande situatie

0.2

0.8

0.10

0.2

0.4

0.10

Figuur 4 Schema beoordeling SBR B-richtlijn

Bij overschrijdingen van de streefwaarde geeft de SBR B-richtlijn in bijlage 5 handvatten om maatregelen af te wegen op doelmatigheid. In deze afweging kan de tijdelijkheid van de woningen een rol spelen, omdat bij tijdelijke woningen de afschrijvingsperiode van maatregelen korter is en de kosten van maatregelen eerder niet in verhouding staan tot de bouwkosten. Het lastige bij tijdelijke woningen (voor een periode van 10 jaar) langs het spoor, is de factor tijd, die een belangrijke rol speelt op twee aspecten:

17

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

>

Aan de ene kant is spoorverkeer een stochastische bron met variaties over dagen (t.g.v. temperatuur, type treinen, onderhoudsstatus treinen) en weken (t.g.v. klimatologische factoren en spooronderhoud). In de praktijk zien we dat, m.n. bij landelijke spoorlijnen, goederentreinen bepalend zijn voor de maximale trillingssterkte Vmax, en vaak een uitschieter dit maximum sterk beinvloedt, terwijl de trillingen van de meeste treinen vaak een factor 3 of meer lager liggen.

>

Aan de andere kant hebben tijdelijke woningen een aantal specifieke eigenschappen: o Het zijn vaak relatief lichte woningen, geschikt voor modulair gebruik (snel opbouwen o o o

o

o

en afbreken), waardoor ze gevoeliger zijn voor trillingen. Er is (mede daardoor) vaak sprake van een lichte fundering, waardoor de woningen ook gevoeliger zijn voor trillingen. Het is vaak niet of lastig mogelijk om aanpassingen te doen aan het ontwerp die de trillingen in sterke mate beïnvloeden. Er is vaak sprake van een korte bewoning (vaak maanden tot enkele jaren), waardoor bewoners mogelijk maar gedurende wat kortere tijd worden blootgesteld aan hogere trillingen. Langdurige gezondheidseffecten treden minder op bij een kortere blootstellingsduur. Door de korte periode van 10 jaar (gemiddeld een factor 10 tot 15 korter dan een gewone woning) zijn maatregelen al snel relatief kostbaar t.o.v. de bouwsom van de woningen. Tijdelijke woningen zijn bedoeld als snelle voorziening van woonruimte in een periode van tekorten aan woonruimte. Het belang van een dak boven het hoofd kan dan zwaarder wegen dan het belang van een hoge mate van bescherming tegen trillingen door treinverkeer.

Daarom is een separaat beoordelingskader voor trillingshinder in tijdelijke woningen langs spoorlijnen opgesteld. Dit kader6 is gebruikt voor de beoordeling van de trillingen in dit plan, en toegevoegd in bijlage V. De beoordeling van de trillingen werkt daarbij in drie stappen als volgt: 1.

Streven is om te voldoen aan de streefwaarden voor nieuwe situaties, om de maximale bescherming te bieden voor bewoners. 2. Als niet wordt voldaan aan 1., dan geldt als streven: a. Er dienen laagdrempelige maatregelen te worden afgewogen op doelmatigheid. De volgende maatregelen zijn gekarakteriseerd als laagdrempelige maatregelen voor tijdelijke woningen: i. Woningen verder bij het spoor vandaan plaatsen. ii. Een ander type tijdelijke woning, bijvoorbeeld een type met een andere stijfheid, afmetingen of ander vloertype, waardoor dit type minder gevoelig is voor trillingen. iii. Een andere inrichting van het landschap, zodat de trillingen worden verminderd. Denk hierbij bijvoorbeeld aan een waterpartij of grondkering die landschappelijk gezien toch al nodig is, maar om de trillingen te verminderen iets kan worden overgedimensioneerd of verplaatst én b. De trillingen moeten voldoen aan de streefwaarden voor een bestaande situatie.

6

Boon, P.M., Trillingen bij tijdelijke woningen, Beoordelingsrichtlijn, We-Boost, 20 februari 2024

18

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

3. Als niet wordt voldaan aan 2., dan gelden de volgende eisen: a. Het aantal overschrijdingen per tijdsperiode mag gemiddeld over het jaar niet groter zijn dan de in Tabel 4 benoemde aantallen7 én b. De trillingssterkte Vmax mag niet hoger zijn dan 1.6 (overdag en in de avond) en 0.8 (in de nacht) én

c. De gemiddelde trillingssterkte Vper mag niet hoger zijn dan de streefwaarden voor een bestaande situatie. Tabel 4 Maximaal aantal overschrijdingen (gemiddeld) per tijdsperiode van de genoemde waarde Vmax

Relatie met SBR B-richtlijn

Lager dan 0.2 0.2 tot 0.4

Dag (7:00-19:00)

Avond (19:00-23:00)

Nacht (19:00-7:00)

< A2nieuw,nacht

n.v.t.

n.v.t.

n.v.t.

< A2nieuw,dag en A2bestaand,nacht

n.v.t.

n.v.t.

n.v.t.

n.v.t.

n.v.t.

1 per nacht

n.v.t.

n.v.t.

1 per 2 nachten

0.8 tot 1.0

1 per dag

1 per avond

Geen

1.0 tot 1.2

1 per 2 dagen

1 per 2 avonden

Geen

1.2 tot 1.4

1 per 4 dagen

1 per 4 avonden

Geen

1.4 tot 1.6

1 per week

1 per week

Geen

Geen

Geen

Geen

0.4 tot 0.6 0.6 tot 0.8

< A2bestaand,dag

Hoger dan 1.6

Visueel is het beoordelingskader weergegeven in Figuur 5.

Figuur 5 Beoordelingskader tijdelijke woningen

7

Met deze aantallen is het %EH niet groter dan 25%, en het %ESV niet groter dan 17%. Beide getallen zijn 2 procentpunt hoger dan de percentages bij de streefwaarden voor bestaande woningen, om iets meer ruimte in te bouwen gelet op de in de inleiding genoemde belangenafweging tussen woningbouw en bescherming van de leefomgeving, en het tijdelijke karakter (en dus de kortere impact op de gezondheid van hogere trillingen).

19

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

3.3. In de SBR-richtlijn deel B worden de trillingen beoordeeld in gebouwen. Omdat het bij dit project gaat om nog niet gerealiseerde bebouwing, wordt op basis van metingen in de omgeving van de bebouwing (op maaiveld) een berekening gemaakt van de verwachte trillingen in de geplande nieuwe bebouwing. Deze verwachte trillingen zijn afhankelijk van de constructieve eigenschappen van de geplande bebouwing, maar ook van de bodem, de afstand tot het spoor en natuurlijk de gemeten trillingen. Hieronder wordt een korte uitleg gegeven over hoe trillingen zich voortplanten van de trillingsbron tot in het gebouw. In de volgende subparagrafen wordt beschreven hoe dat is vertaald naar een rekenmodel. 3.3.1. Trillingen ontstaan doordat een bewegend object (een trein, tram of vrachtwagen bijvoorbeeld) over een niet-effen ondergrond rijdt. Door de massa en beweging van het voertuig, variaties in de ondergrond (die per definitie niet perfect vlak is) en variaties in de rondheid van de wielen van het voertuig ontstaan spanningen in de bodem die zich door de bodem verplaatsen. Afhankelijk van de opbouw van de bodem en de aanwezigheid van obstakels (zoals sloten en damwanden) verplaatsen de trillingen zich diep of juist ondiep door de bodem. Gebouwen worden daardoor in trilling gebracht.

Afhankelijk van hoe het gebouw is geconstrueerd, worden bepaalde trillingen meer of minder versterkt in het gebouw. Deze trillingen kunnen als hinderlijk worden ervaren door personen in gebouwen. Dit hele systeem van trillingsbron (hier de trein), overdrachtsmedium (de bodem, waardoor de trillingen zich verplaatsen) en ontvanger (het gebouw met daarin de personen die de hinder ervaren) is schematisch weergegeven in Figuur 6. In de subparagrafen hieronder wordt toegelicht hoe in dit onderzoek hiermee wordt omgegaan.

Figuur 6 Trillingen – het systeem van trillingsbron, de bodem en het gebouw als ontvanger

3.3.2. In dit onderzoek zijn treinen de bron van de trillingen. De trillingen van het treinverkeer zijn gemeten door Alcedo op punten op maaiveld, waarbij in het plangebied op verschillende locaties 20

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

punten zijn geplaatst om de invloed van variaties in de bodemopbouw en de trillingsbron (denk aan de ligging van dive-unders in de sporen van en naar Den Bosch in het westelijke deel van het plangebied) mee te nemen. De beoordeling van de trillingen in de geplande bebouwing heeft plaatsgevonden op basis van deze metingen. Hierbij is in het rekenmodel gecorrigeerd voor afstand tot het spoor en verschillen in gebouweigenschappen (constructie en fundering bijvoorbeeld). 3.3.3. De bodem op deze locatie bestaat voornamelijk uit zandlagen, met bovenin slappere lagen die bestaan uit veen en klei, zie bijlage I. De uitdemping van de trillingen met de afstand is bepaald met een rekenmodel op basis van deze bodemopbouw voor een zo betrouwbaar mogelijke predictie van de trillingen. In bijlage II geven we hier meer informatie over. 3.3.4. De trillingen gaan via de fundering een gebouw binnen. Afhankelijk van het type fundering, de bodem, de massa en afmetingen van het gebouw zal de fundering de trillingen meer of minder uitdempen. Vervolgens worden de trillingen in het gebouw weer versterkt door bewegingen van het gebouw en de vloeren. Het gebouwgedrag is in dit onderzoek bepaald op basis van de bodemopbouw, de constructieve eigenschappen en de gebruikte materialen van de gebouwen.

Hiervoor maken we gebruik van het rekenmodel Buildyn, een zogenaamd beam-element model (BEM) waarin het gebouw gemodelleerd en doorgerekend wordt. De resultaten van het model zijn geijkt met praktijkresultaten uit metingen. Een toelichting op het rekenmodel Buildyn is gegeven in bijlage II. 3.3.5. Dit onderzoek kent een aantal onzekerheden, hiervoor geldt het volgende:

› Ten aanzien van de trillingsbron: de natuurlijke variatie als gevolg van spooronderhoud en de

temperatuur kunnen zorgen voor zo’n 30% variatie in de trillingen, afhankelijk van de spoorconstructie en de bodemopbouw. Er is gemeten in een klimatologisch als normaal te typeren periode. Er is geen informatie bekend over de huidige status van de spoorligging. Wel zien we dat de trillingen (m.n. bij lage frequenties) veel hoger zijn dan in eerder onderzoek (2022) door Cauberg Huygen op dezelfde locatie, terwijl de trillingsmeters op identieke wijze zijn geplaatst. De hoge trillingen bij lage trillingsfrequenties suggereren dat er sprake is van een slechtere spoorligging dan bij die eerdere metingen. Ook zien we forse verschillen binnen het plangebied in deze laagfrequente trillingsopwekking. Op basis van bovenstaande vermoeden we dat de huidige berekeningen relatief worst-case zijn.

› Ten aanzien van de bodem geldt dat met name op korte afstand tot het spoor variaties in de

trillingen mogelijk zijn door lokale variaties in de bodem. Daarom hebben we gebruik gemaakt van meerdere meetpunten langs het spoor, om deze variatie in beeld te brengen. In de berekeningen nemen we deze variatie in de trillingen mee.

› Ten aanzien van de gebouwen geldt dat er altijd verschillen zijn tussen het beoogde ontwerp

en het gerealiseerde ontwerp (verschillen tussen as-built en voorlopig ontwerp). Bovendien is het dynamische gedrag van bijvoorbeeld hout afhankelijk van natuurlijke variaties in materiaalgedrag. Dit heeft zowel impact op de stijfheid als de demping van het gebouw. In de berekeningen zijn deze variaties beschreven als onzekerheden (bandbreedtes) rond de verwachte waardes.

21

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

› Ten aanzien van het effect van maatregelen geldt dat met name het effect van maatregelen

in de bodem sterk afhankelijk is van de lokale bodemopbouw. Het effect van dergelijke maatregelen kan op voorhand redelijk nauwkeurig worden bepaald met behulp van een eindige elementenmodel, maar ook dan nog geldt dat door variaties in de lokale bodemopbouw het effect relatief onzeker is. Daarom is het effect weergegeven als bandbreedte in dit onderzoek, en wordt bij de afweging van maatregelen rekening gehouden met deze bandbreedte in het effect.

In bijlage II wordt aangegeven hoe het rekenmodel met deze onzekerheden omgaat. Bij de discussie van de resultaten wordt ingegaan op de invloed van de onzekerheden op de conclusies van het onderzoek.

22

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

4.

In dit hoofdstuk wordt eerst een korte toelichting gegeven op de meetresultaten, daarna worden de verwachte trillingen in de geplande bebouwing gegeven. Hierbij is gebruik gemaakt van de beoordelingsmethode en de rekenmethodiek zoals toegelicht in het voorgaande hoofdstuk.

4

4. 4.1. Alcedo heeft metingen uitgevoerd op maaiveld. De trillingen op het meetpunt langs de spoorlijn Utrecht-Arnhem en Utrecht-Den Bosch zijn weergegeven in Figuur 7, voor de andere meetpunten zijn deze en andere figuren van de metingen opgenomen in bijlage III. In Figuur 7 valt op dat de trillingen in alle richtingen ongeveer even groot zijn. Opvallend zijn wel de grote verschillen tussen beide meetpunten. De trillingen van reizigerstreinen zijn bij beide sporen ongeveer vergelijkbaar (iets hoger bij spoor richting Den Bosch), maar vooral de trillingen van goederentreinen (uitschieters) zijn veel hoger op het spoor richting Den Bosch. Dat komt omdat er richting Arnhem maar beperkt goederentreinen rijden, en wel veel (zware) goederentreinen richting Den Bosch.

Figuur 7 Gemeten trillingen op maaiveld langs spoorlijn Utrecht-Arnhem (boven) en Utrecht-Den Bosch (onder), beide meetpunten op ca. 30 meter van spoor

4.2. De bebouwing is gemodelleerd op basis van de input uit hoofdstuk 2. Het trillingsgedrag van de geplande gebouwen is weergegeven in Bijlage II. Met de modelresultaten zijn de trillingen in de toekomstige woningen bepaald. De bovengrens van de trillingssterkte Vmax (geen significant verschil tussen dag, avond en nacht, dus daarom is deze grootheid niet nader uitgesplitst) en de gemiddelde trillingssterkte Vper zijn weergegeven in Figuur 8 voor de voorkeursoplossing met 5 bouwlagen. In deze figuren is het volgende te zien: 1.

De trillingen zijn het laagst in de westelijke hoek van het plangebied. Dat komt deels door de iets andere bodemopbouw, maar vooral omdat de zware goederentreinen daar door de dive-

24

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

unders rijden, waardoor er vrijwel geen sprake is van laagfrequente trillingen. In de oostelijke hoeken zijn de trillingen hoger. Langs de spoorlijn Utrecht-Arnhem komt dat vooral door de fietstunnel en de wissels in het spoor, langs de spoorlijn richting Den Bosch vooral door een slechtere spoorligging (hogere trillingen bij lage frequenties). Ook de wat andere bodemopbouw speelt hier een rol. 2. De gemiddelde trillingssterkte Vper is in grote delen van het plangebied lager dan de streefwaarde A3 uit de SBR B-richtlijn, met uitzondering van de zuidoostelijke hoek van het plangebied (woningen dichtbij het spoor). De gemiddelde trillingssterkte Vper neemt daar relatief langzaam af met de afstand (of soms zelfs iets toe) door de gelaagdheid van de bodem in combinatie met de laagfrequente trillingen (die slecht uitdempen met de afstand).

Figuur 8 Bovengrens van de trillingssterkte Vmax (links) en van de gemiddelde trillingssterkte Vper (rechts)

De beoordeling van de trillingen aan het beoordelingskader is weergegeven in Figuur 9.

Figuur 9 Beoordeling van de trillingen overdag (links) en In de nacht (rechts)

In dit onderzoek hebben we ook gekeken naar de invloed van variaties in het bouwconcept op de trillingen. De conclusies daarvan zijn als volgt: 1.

Diepte van het gebouw: de diepte varieert tussen de 7 en 13 meter. De diepte heeft geen significante invloed op de trillingen (invloed is kleiner dan 5 procent). 2. Breedte van het gebouw: de breedte kan variëren tussen de 20 en 100 meter. De breedte heeft beperkt invloed op de trillingen (invloed is kleiner dan 5 procent), waarbij geldt dat de trillingen iets lager zijn bij een groter (breder) gebouw. 3. Hoogte van het gebouw: de hoogte varieert tussen de 12 en 15 meter (4 of 5 bouwlagen). De hoogte heeft veel invloed op de trillingen. Dat komt vooral doordat hier sprake is van relatief 25

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

laagfrequente trillingen, waarbij vooral bij gebouwen van 4 bouwlagen de 1e horizontale eigenfrequentie (buiging van het gebouw) samenvalt met de maatgevende trillingen van de goederentreinen. Bij 5 bouwlagen is daar al minder sprake van, bij 6 bouwlagen nog minder. Ook bij 3 bouwlagen is minder sprake van opslingering. Wel geldt bij een lager gebouw dat deze lichter zijn (en dus gevoeliger voor trillingen), terwijl bij hogere gebouwen de massa toeneemt (en dus de trillingen afnemen), maar dat ook de invering van het gebouw op zichzelf toeneemt, waardoor de trillingen juist weer wat toenemen. Zie Figuur 10.

Figuur 10 Invloed van gebouwhoogte op de beoordeling van de trillingen in de nachtperiode. Linksboven voor 3 lagen, rechtsboven 4 lagen, linksonder 5 lagen en rechtsonder 6 lagen

4. Oriëntatie van het gebouw: de oriëntatie kan variëren tussen de 0 en 90 graden ten opzichte van het spoor. De oriëntatie heeft geen significante invloed op de trillingen. 5. Eigenfrequentie van de vloer: de eigenfrequentie van de vloer is afhankelijk van het type vloer, de overspanning en de dikte van de vloer, en varieert in dit onderzoek tussen de 7 en 22 Hz. Hoe hoger de eigenfrequentie, hoe lager de trillingen. Bij 22 Hz zijn de trillingen zo'n 30 procent lager dan bij 7 Hz. 6. Funderingstype: zowel varianten op staal (voor de hand liggend bij tijdelijke woningen) als op palen zijn onderzocht, met diverse paallengtes en paaldiktes. Een palenfundering kan de trillingen hier met zo'n 20 procent reduceren ten opzichte van een fundering op staal, en deze reductie neemt toe bij grotere paallengte of paaldiameter. 7. Sloot: een sloot heeft hier vooral invloed op de hoogfrequente trillingen, minder op de laagfrequente trillingen. Hier zijn al sloten aanwezig tussen spoor en bebouwing, maar het verdiepen van de sloot (zodat de toplaag van de bodem wordt doorsneden, dus tot ca. 2 meter diepte) zorgt wel voor zo'n 20 tot 30 procent lagere trillingen. Op basis van de resultaten zijn de volgende conclusies te trekken: 26

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

› Het is zonder maatregelen niet mogelijk om te voldoen aan de streefwaarden voor trillingshinder voor nieuwe situaties uit de SBR B-richtlijn.

› In de nacht zijn de trillingen lager, vooral omdat dan minder goederentreinen passeren. Zowel de maximale als de gemiddelde trillingssterkte is dan lager.

› De trillingen van de reizigerstreinen voldoen aan het beoordelingskader, alleen de

goederentreinen zorgen voor overschrijdingen. Het aantal overschrijdingen is daardoor beperkt (op korte afstand van het spoor (20 meter) zijn het er zo'n 7 per dag, op grotere afstand zijn er geen overschrijdingen meer). In de toekomst zal dat aantal afnemen omdat er een afname van het aantal goederentreinen is voorzien.

Omdat er sprake is van overschrijdingen van de streefwaarden, gaan we in het volgende hoofdstuk in op mitigerende maatregelen.

27

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

5.

In dit hoofdstuk worden handvatten gegeven om de woning trillingsarm te ontwerpen, en wordt aangegeven welke maatregelen mogelijk zijn om de trillingen te verminderen. Hierbij worden ook handvatten gegeven voor een juridisch houdbare afweging tussen effect en kosten van maatregelen.

5

5.

Door de korte afstand tot het spoor, de zware goederentreinen en de relatief lichte woningen verwachten we overschrijdingen van het beoordelingskader in (een deel van) de geplande bebouwing. In dit hoofdstuk beschrijven we de mogelijke maatregelen waarmee de trillingen kunnen worden verminderd.

5.1. Voor de afweging van maatregelen geeft het beoordelingskader (zie bijlage V) handvatten. Bijlage 5 van de SBR B-richtlijn classificeert de trillingen in de woningen als matige hinder. Dergelijke matige hinder kan worden geaccepteerd onder een aantal voorwaarden: 1.

2.

3.

De mate waarin de trillingssterkte voorkomt. Hiervoor geldt dat de gemiddelde trillingssterkte Vper een goede indicatie is. Door het beperkte aantal goederentreinen en het feit dat reizigerstreinen veel lagere trillingen geven, is de gemiddelde trillingssterkte Vper relatief laag, met uitzondering van de zuidoostelijke rand van het plangebied. In het grootste deel van het plangebied voldoet Vper aan de streefwaarde. Afhankelijk van het type gebouw en de afstand tot het spoor varieert het aantal overschrijdingen van 0 tot ca. 7 per dag. Het aantal overschrijdingen is afhankelijk van de afstand tot het spoor en het type gebouw. De aanwezigheid van achtergrondtrillingen die de trillingen van het treinverkeer kunnen maskeren. Wegverkeer zorgt niet voor noemenswaardige trillingen in de geplande bebouwing. Van een maskerend effect is daarmee geen sprake. De mogelijkheid tot het treffen van reducerende maatregelen. Het is conform bestaande jurisprudentie gebruikelijk om hierbij een afweging te maken tussen de kosten en het effect van de maatregelen, maar ook aspecten als duurzaamheid en impact op de omgeving kunnen worden meegenomen in deze afweging.

Gelet op bovenstaande dienen we conform het beoordelingskader dus maatregelen af te wegen op doelmatigheid. Om de effectiviteit van maatregelen te toetsen, stellen we eerst vast bij welke trillingsfrequenties vooral hoge trillingen optreden. Daarna gaan we in op maatregelen die mogelijk zijn aan de trillingsbron (de trein of het spoor), maatregelen in de bodem en maatregelen aan de gebouwen. Daarbij bespreken we ook inpassingstechnische en bouwkundige afwegingen.

5.2. Om te bepalen welke trillingsrichting en trillingsfrequenties maatgevend zijn, is een analyse uitgevoerd van de verwachte trillingen, zie Figuur 11 voor de trillingen op de 4e verdieping op ca. 30 meter van het spoor in de zuidoostelijke rand van het plangebied. Hier worden de hoogste trillingen verwacht. In deze figuur is de trillingssnelheid per treinpasssage weergegeven als tertsbandspectrum op de fundering en op de vloer. Uit deze figuur kan worden afgeleid bij welke frequentie en in welke trillingsrichting de trillingen het hoogst zijn. Uit Figuur 11 volgt dat de hoogste trillingen optreden in de horizontale richting, en dan vooral rond de 4 Hz. Maatregelen moeten vooral effectief zijn tegen trillingen bij die lage frequentie, omdat daar de meeste trillingsenergie zit. In deze figuur is ook duidelijk dat de trillingen al op de fundering relatief hoog zijn bij 4 Hz, opslingering bij die frequentie moet dus zoveel mogelijk worden voorkomen. Ook zichtbaar is dat de verticale trillingen niet maatgevend zijn, en dat alleen bij een relatief slappe vloer 29

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

(eigenfrequentie lager dan 9 Hz, doorgaans niet van toepassing bij appartementen) sprake is van opslingering.

Figuur 11 Verwachte trillingen op fundering (boven) en 4e verdieping (onder)

De benodigde reductie van de trillingen om te voldoen aan de SBR B-richtlijn is sterk afhankelijk van de locatie van het gebouw. In de volgende paragrafen gaan we in op maatregelen waarmee de trillingen kunnen worden verminderd.

5.3. De meest effectieve manier om de trillingen te reduceren, is het nemen van maatregelen aan de trillingsbron (het spoor of de treinen). Gelet op de relatief lage frequenties is vooral het verstijven van de spoorbaan effectief. Dit zien we ook als we kijken naar verschillen tussen meetpunten langs spoor in ballastbed (nr. 4) en meetpunten (nr. 6) waarbij de zware goederentreinen door de (betonnen) dive-under rijden. We zien dan grote verschillen in trillingsopwekking bij lage frequenties: meer dan een factor 5. De meest kosteneffectieve maatregel is daarom een betonplaat onder het spoor. Goedkopere maatregelen, zoals under sleeper pads (rubberen matjes onder de dwarsliggers) of ballastmatten hebben geen effect voor deze laagfrequente trillingen. Maatregelen aan het treinverkeer (zoals een verlaging van de rijsnelheid) zijn op dit drukke traject niet inpasbaar. Nadeel van maatregelen aan het spoor zijn de hoge kosten hiervan (m.n. doordat een buitendienststelling nodig is), bovendien vallen deze maatregelen buiten het plangebied. De meest kosteneffectieve maatregel, een betonplaat onder de sporen voor de goederentreinen (de twee buitenste sporen in de spoorlijn Utrecht-Den Bosch, over een lengte van ca. 300 meter). Deze maatregel is robuust en voldoende effectief, maar kost tussen de € 3 en 5 mln. (incl. BTW).

Dergelijke kosten staan niet in verhouding tot de stichtingskosten van de tijdelijke woningen. Voor alle maatregelen aan het spoor geldt dat de initiatiefnemer hier zelf geen beslissing over kan nemen en dat lange afstemtrajecten met ProRail nodig zijn. Maatregelen aan het spoor of de treinen zijn dus niet alleen kostbaar, maar ook onzeker.

30

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

5.4. Bij maatregelen in de bodem kan gedacht worden aan het toevoegen van obstakels in de bodem, die ervoor zorgen dat de gebouwen worden afgeschermd. Op deze locatie is al sprake van een (relatief ondiepe) spoorsloot, het verdiepen van de spoorsloot tot ca. 2,5 meter onder maaiveld zorgt ervoor dat de slappe kleilagen (groen in onderstaande figuur) worden doorsneden, waardoor de trillingen veel minder worden doorgegeven.

Figuur 12 Opbouw van de bodem in zuidoostelijke rand plangebied

Andere types maatregelen, zoals een trillingsscherm van piepschuim (EPS), beton, jet-grout (soilmix methode voor beton) of een damwand, moeten veel dieper zijn. Nadeel van de maatregelen in de bodem is dat deze vaak hoge kosten met zich meebrengen en dat ze niet aanpasbaar zijn aan toekomstige situaties (met uitzondering van een spoorsloot). Een trillingsscherm is alleen effectief dicht bij de bron of dicht bij de ontvanger. De meest logische plek voor een trillingsscherm is dicht bij het spoor, bijvoorbeeld direct naast de huidige spoorsloot. Om het plangebied af te schermen, is een trillingsscherm van ca. 275 meter lengte nodig in de zuidoostelijke hoek van het plangebied, zie Figuur 13. Afhankelijk van het type woningen (bijv. bij 4-laagse woningen) en het beoordelingskader kan het ook nodig zijn om het westelijke blok af te schermen. In dat geval is nog zo'n 120 meter extra nodig. De diepte van een scherm moet, voor deze zeer lage trillingsfrequenties, voor veel schermtypes minimaal 20 meter diep zijn om echt effectief te zijn. Mogelijke maatregelen in de bodem met een inschatting van het effect en de kosten per 100 meter zijn weergegeven in Tabel 5. Tabel 5 Mogelijke maatregelen in de bodem, effect op trillingen en kosten (per 100 meter lengte) Effect

Kosten8

Betonnen wand (diepwandmethode)

10 – 25%

€ 2.1 – 3.4 mln.

Jet-grout wand

10 – 20%

€ 1.8 – 2.9 mln.

Maatregel

8

Totale investeringskosten, incl. BTW, prijspeil januari 2024, met een bandbreedte van +/-25%. Kosten zijn exclusief kosten voor grondverwerving, verleggen van kabels en leidingen en kosten voor een vergunningsprocedure. De werkelijke kosten van maatregelen zullen daardoor hoger uitvallen.

31

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

Maatregel

Effect

Kosten8

Damwand (intrillen)

5 – 10%

€ 0.9 – 1.5 mln.

Betonnen wand, bekleed met rubber

25 – 40%

€ 2.6 – 4.1 mln.

Damwand met EPS (piepschuim)

10 – 20%

€ 1.3 – 2.1 mln.

Damwand met sleuf (luchtspouw)

5 – 15%

€ 1.9 – 2.9 mln.

L-wand 4.0 m diep

5 – 10%

€ 0.2 – 0.3 mln.

CSM-wand (Cutter Soil Mix of Mix-In-Place)

5 – 10%

€ 1.2 – 1.9 mln.

Trillingsscherm EPS (piepschuim), 0.5 m dik

5 – 10%

€ 0.2 – 0.4 mln.

Diepe sloot (tot 2,5 m onder maaiveld)

15 - 25%

€ 0.1 – 0.2 mln.

Zoals in bovenstaand overzicht is te dien, gaat het stuk voor stuk om kostbare maatregelen, terwijl het effect voor de meeste maatregelen zeer beperkt en niet toereikend is. De meest effectieve maatregel is een betonnen trillingsscherm van 20 meter diep en 0.5 meter breed, tot 8 meter diepte bekleed met minimaal 100 mm rubber of 500 mm EPS. De kosten van deze maatregel voor alleen het zuidoostelijke deel bedragen tussen de € 4.5 en € 7.0 mln., en zijn daarmee nog hoger dan maatregelen aan het spoor. Dergelijke kosten staan ook niet in verhouding tot de bouwsom van de geplande woningen. De goedkoopste maatregel is het verdiepen van de bestaande spoorsloot (kosten ca. € 0.3 mln. incl. BTS), maar het effect hiervan is beperkt tot maximaal zo'n 25 procent.

Figuur 13 Mogelijke locatie van trillingsscherm

32

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

Door het verdiepen van de spoorsloot neemt het aantal overschrijdingen af, zie Figuur 14.

Figuur 14 Beoordeling van 5-laags concept zonder sloot (links) en met verdiepte spoorsloot (rechts) voor nachtperiode

Voor de voorkeursvariant (een verdiepte sloot en 5-laags bouwconcept) hebben we ook gekeken naar de zone die niet voldoet aan het beoordelingskader, om hoeveel overschrijdingen per dag het gaat. Dit is grafisch weergegeven in Figuur 15.

Figuur 15 Aantal overschrijdingen per dag in zone die niet voldoet (voorkeursvariant met 5 bouwlagen en verdiepte sloot)

Nu is het zo dat, omdat de trillingen vooral resulteren in het 'zwaaien' van het gebouw (1e horizontale eigenfrequentie), de trillingen hoger in het gebouw ook hoger zullen zijn. Op de bovenste bouwlagen zijn de trillingen daarmee het hoogst. Het aantal overschrijdingen per bouwlaag van het zuidelijke blok is hieronder weergegeven in Tabel 6. De bouwlagen die voldoen 33

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

aan het beoordelingskader (maximaal incidentele overschrijdingen) zijn groen gearceerd, bouwlagen die deels voldoen zijn geel gearceerd en bouwlagen die helemaal niet voldoen zijn oranje gearceerd. Tabel 6 Aantal overschrijdingen per week in zuidelijk bouwblok Blok

Begane grond

1e verdieping

2e verdieping

3e verdieping

4e verdieping

Westelijk blok

0 p/w

0 - 1 p/w

1 - 3 p/w

2 - 11 p/w

2 - 28 p/w

Noordelijk blok

0 p/w

0 p/w

0 p/w

0 - 2 p/w

2 - 4 p/w

Oostelijk blok

0 p/w

0 p/w

0 - 3 p/w

0 - 11 p/w

6 - 24 p/w

Om een indruk te geven van het percentage ernstig gehinderden (%EH) en ernstig slaapverstoorden (%ESV) is gebruik gemaakt van het onderzoek naar hinderbeleving door het RIVM, zie ook Bijlage V. De percentages zijn weergegeven in Tabel 7. Hier is te zien dat het percentage ernstig gehinderden (vooral representatief voor de dag) 25% is (wat neerkomt op 37 van de 149 bewoners van het zuidelijke blok), en het percentage ernstig slaapverstoorden (vooral representatief voor de nacht) 19% is (wat neerkomt op 28 van de 149 bewoners van het zuidelijke blok). Tabel 7 Ernstig gehinderden en ernstig slaapverstoorden Situatie

%EH

%ESV

Bij streefwaarden SBR B-richtlijn nieuwe situatie

16%

11%

Bij streefwaarden SBR B-richtlijn bestaande situatie

23%

15%

Bij streefwaarden tijdelijke woningen (zie Bijlage V)

25%

17%

Blok C (zuidelijk blok)

25%

19%

5.5. Tenslotte zijn ook optimalisaties aan de geplande woningen mogelijk. Relevant hierbij is dat het maatgevende mechanisme wat hier zorgt voor de hoge trillingen, de 1e horizontale eigenfrequentie van de woningen is. Dit is de beweging waarbij de woningen horizontaal doorbuigen, deze beweging wordt vooral beïnvloed door de volgende parameters: 1.

De hoogte van het gebouw: de eigenfrequentie neemt af met de hoogte, bij meer dan 6 bouwlagen is er geen sprake meer van significante opslingering, en ook bij maximaal 3 bouwlagen is de opslingering beperkt. Wel geldt dat bij een grotere hoogte andere trillingsfrequenties weer belangrijker worden, zodat 6 bouwlagen waarschijnlijk hier een optimum is. 2. De vorm van het gebouw: vierkante of carrévormige gebouwen hebben meer samenhang en demping, waardoor de trillingen minder worden versterkt dan bij de huidige vorm van losse bouwblokken. Bij veel tijdelijke woningen gaat het om standaard concepten, en is aanpassing van de vorm naar een carrévormig of vierkant gebouw niet mogelijk. 3. De materialen en constructie van het gebouw: zwaardere gebouwen, stijvere gebouwen (beton) en gebouwen met meer dempende materialen (hout, metselwerk) hebben minder opslingering van de trillingen dan gebouwen met een stalen constructie. Bij veel tijdelijke woningen zijn de mogelijkheden voor aanpassing beperkt, omdat het gaat om modulaire, lichte woningen. 34

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

Daarnaast heeft ook de fundering (palenfundering zorgt bijvoorbeeld voor lagere trillingen dan fundering op staal) invloed op de trillingen. Constructief is er weinig mogelijk bij tijdelijke woningen, deze worden doorgaans van hout en/of staal gemaakt. Het globale effect en de kosten van de mogelijke maatregelen aan de woningen zijn weergegeven in Tabel 8. Tabel 8 Mogelijke maatregelen aan de gebouwen Maatregel Ontkoppelen van de fundering (afveren, op max. 3 Hz)

Kosten9

Effect 40 – 60%

20 – 30% SK

Inpakken van de fundering met 150 mm rubber

0 – 5%

5 – 15% SK

Afschermen van de fundering met 500 mm dik EPS

0 – 10%

5 - 10% SK

Afschermen van de fundering met 2 m diepe L-wand

0 – 5%

5 - 10% SK

De afschermingsmaatregelen zijn nauwelijks effectief, deze werken namelijk vooral tegen hoger frequente trillingen (die hier niet maatgevend zijn). Wel effectief is het ontkoppelen van de fundering (toepassen van stalen veerdozen tussen de fundering en afgeveerd op een frequentie van maximaal 3 Hz, zie bijlage IV voor een voorbeelduitwerking). Met deze maatregel is in alle gevallen volledig te voldoen aan het beoordelingskader. Het betreft een zeer kostbare maatregel. In combinatie met een fundering op poeren en lichte bouw kunnen de kosten wel worden gereduceerd, omdat er dan gebruik kan worden gemaakt van stalen veerdozen op de poerkoppen, zodat er maar een beperkt aantal veerdozen nodig is. Ook dan nog blijft dit een kostbare maatregel.

5.6. In een deel van de geplande woningen zijn overschrijdingen van de streefwaarden voor trillingshinder niet uit te sluiten. Dat komt vooral door de korte afstand tot het spoor, de zware goederentreinen en een waarschijnlijk slechtere spoorligging, en de lichte woningen. In dit onderzoek laten we zien dat met name de afstand tot het spoor en de hoogte van de gebouwen sterk bepalende parameters zijn voor de trillingen in de gebouwen. Door zo ver mogelijk van het spoor vandaan te bouwen en te kiezen voor een zo hoog mogelijk gebouw (5 bouwlagen), zijn de trillingen te beperken. Belangrijk is ook de fundering, hoe zwaarder deze is, hoe lager de trillingen. Bij tijdelijke woningen zijn hier doorgaans echter weinig keuzemogelijkheden. Uit het onderzoek naar maatregelen volgt dat maatregelen aan het spoor effectief kunnen zijn, maar zeer hoge kosten met zich meebrengen (meer dan € 3 mln. voor het aanbrengen van een betonplaat onder de buitenste sporen op de spoorlijn Utrecht-Den Bosch, over een lengte van 300 meter). Maatregelen in de bodem zijn nog kostbaarder en minder effectief. Het verdiepen en verbreden van de spoorsloot naar een diepte van minimaal 2,5 meter onder maaiveld, zorgt voor een afname van de trillingen met maximaal 25 procent, maar is wel een relatief minder kostbare en eenvoudiger in te passen maatregel.

9

SK = Stichtingskosten

35

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

Op basis van dit onderzoek adviseren we de volgende keuzes te maken (in aflopende prioritering): A. Positioneer de gebouwen zo ver mogelijk bij het spoor vandaan. B. Kies voor zo hoog mogelijke woningen, liefst 5 of liever nog 6 bouwlagen. Een grotere hoogte is daarentegen weer minder gunstig. C. Kies voor een zo zwaar mogelijke fundering. D. Verdiep de spoorsloot (in ieder geval in de zuidoostelijke hoek van het plangebied) tot minimaal 2,5 meter onder maaiveld. Met deze maatregelen is het mogelijk om in 3 van de 4 blokken te voldoen aan het beoordelingskader. In het meest zuidelijke bouwblok blijft sprake van regelmatige overschrijdingen (maximaal 4 overschrijdingen per dag van de grenswaarde voor de nacht (Vmax = 0.8), aantal overschrijdingen is het grootst op bovenste bouwlaag, onderin het gebouw wordt wel voldaan aan de streefwaarden). Uiteindelijk leidt dit naar verwachting tot een situatie waarbij zo'n 37 van de 149 bewoners van dit bouwblok ernstig gehinderd is, en 28 van de 149 bewoners ernstig slaapverstoord. Om dit in perspectief te plaatsen: >

Ten opzichte van wat volgens de richtlijn voor trillingshinder aanvaardbaar is voor nieuwe, definitieve woningen (23 ernstig gehinderden, 17 ernstig slaapverstoorden) is er dus een toename van 14 ernstig gehinderden en 11 ernstig slaapverstoorden).

>

Ten opzichte van wat volgens de richtlijn voor trillingshinder aanvaardbaar is voor bestaande, definitieve woningen (35 ernstig gehinderden, 22 ernstig slaapverstoorden) is er dus een toename van 2 ernstig gehinderden en 6 ernstig slaapverstoorden).

Relevant in de afweging is daarbij dat het, gelet op het tijdelijke karakter van de woningen, de lichte constructie en de laagfrequente trillingen van de treinen, niet mogelijk is om aanvullende maatregelen te treffen. Dat betekent dat de afweging dan primair moet gaan tussen wel woningen plaatsen op deze locatie (en de extra hinder accepteren) of geen woningen plaatsen.

36

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

I.

Deze bijlage bevat geotechnische achtergrondinformatie. Deze informatie is gebruikt om bijvoorbeeld de uitdemping van de trillingen met de afstand te bepalen. Daarnaast is deze informatie gebruikt in het rekenmodel waarmee de dynamische eigenschappen van de bebouwing worden bepaald. Een grondboring in de nabijheid van het onderzoeksgebied is weergegeven in Figuur 16. Uit de grondboring blijkt dat de bodem is opgebouwd uit zandlagen met bovenin (bovenste meters) slappe klei- en veenlagen. Hierbij geldt dat dit varieert binnen het plangebied

Figuur 16 Boring in het onderzoeksgebied

Een representatieve sondering uit het onderzoeksgebied, waarin onder meer de conusweerstand te zien is, is weergegeven in Figuur 17. Ook hier is te zien dat de bodem uit stijvere zandlagen bestaat, met bovenin slappere lagen.

37

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

Figuur 17 Sondering in het onderzoeksgebied

38

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

II.

In deze bijlage beschrijven we het gebruikte rekenmodel om de trillingen in de gebouwen te berekenen. Visueel is het proces weergegeven in Figuur 18, hieronder beschrijven we per stap de methode en waar mogelijk de tussenresultaten.

Figuur 18 Stappen in rekenmodel

De eerste stap is het uitvoeren van een trillingsmeting. De meetlocaties worden gekozen op basis van de ligging van de geplande gebouwen, de locatie van de trillingsbron (zijn er extra trillingsbronnen zoals wissels, ES-lassen of overwegen), de omvang van het plangebied (bij een groter gebied meer meetpunten om de variatie in trillingen in beeld te brengen) en waar mogelijk een vast punt in de omgeving, omdat de trillingen daar reproduceerbaar en betrouwbaar kunnen worden vastgesteld. De meting heeft altijd een meetduur van minimaal een week, conform het beoordelingskader, de SBR B-richtlijn, om de trillingen van de treinen voldoende betrouwbaar vast te leggen. Met name goederentreinen kennen sterke variaties in de trillingen en passeren vaak niet zo vaak, waardoor een lange meetperiode nodig is om de trillingen voldoende betrouwbaar vast te stellen. Gegevens over de metingen zijn opgenomen in bijlage III. Resultaat van de metingen zijn trillingssignalen (mm/s).

De metingen worden gecombineerd met gegevens van treinpassages. Hiervoor worden meerdere bronnen gebruikt, afhankelijk van het project: gegevens vanuit het OpenOV-loket (reizigerstreinen), een classificatie-algoritme dat getraind is om treinpassages te herkennen in de trillingssignalen en een handmatige controle op afwijkende resultaten. Resultaat van deze stap is een meetjournaal (database met per treinpassage per meetpunt de trillingssterkte Vmax) en per treinpassage het bijbehorende trillingssignaal (1/3-octaafbandspectra of tertsbandspectra).

39

<

WBD2024-005 Trillingsonderzoek tijdelijke woningen Tussen de Rails

Bij elke meting maken we gebruik van meerdere meetpunten, om variaties in de bodem of de invloed van extra trillingsbronnen (zie paragraaf II.1) in beeld te brengen. Vervolgens bepalen we de frequentie-afhankelijke verschillen tussen meetpunten door per meetpunt de trillingsspectra per treinpassage met elkaar te vergelijken. Hieruit halen we drie dingen: 1.

De variatie in de trillingen over het plangebied, veroorzaakt door onzekerheden in de bron of bodem. Deze onzekerheid nemen we mee in de prognoses. 2. De invloed van extra trillingsbronnen, zoals wissels en ES-lassen, of de invloed van bijvoorbeeld een sloot of damwand. Deze invloeden nemen we mee in het rekenmodel door de variatie van de trillingen over het plangebied in kaart te brengen. 3. De uitdemping van de trillingen met de afstand, op basis van de empirische, frequentieafhankelijke Barkanvergelijking, zoals weergegeven in vergelijking 1. 𝑟0 𝑛(𝑓) −𝛼∙(𝑟−𝑟 ) 0 𝑉(𝑓, 𝑟) = 𝑉0 (𝑓, 𝑟0 ) ∙ ( ) ∙𝑒 𝑟

(1)

In deze vergelijking staat V voor de trillingssnelheid, f voor de frequentie, r voor de afstand tot de trillingsbron, r0 voor de referentieafstand (hier 20 m), n voor de geometrische spreidingsfactor en α voor de bodemdemping. De parameters V0, n en α worden bepaald met de kleinste kwadratenmethode. De prognoses van de trillingen zijn gebaseerd op de sensor met de meetduur van een week die het dichtst bij het gebouw staat waarvoor de resultaten nodig zijn. Op veel punten meten we korter, dat is voldoende om de invloed van variaties in beeld te brengen, zie ook paragraaf 3.3.5 en 2.2.3 voor een nadere motivatie.