Hauptkriterium für die Auswahl einer Erschütterungsreduktionsmaßnahme bei bestehenden und auch geplanten Erschütterungsquellen ist neben der Abschirmungswirkung die Wirtschaftlichkeit der Maßnahme. Weiterhin ist ein praktikables und einfaches Einbauverfahren bei unterschiedlichen Randbedingungen von Bedeutung. Die Problematik bei nachträglichen Erschütterungsreduktionsmaßnahmen im Emissions- bzw. Immissionsbereich ist der hohe Investitions- und Ausführungsaufwand. Im Emissionsbereich muss z. B. beim Schienenverkehr der Unterbau der Gleise bzw. Räder und Lager geändert werden, was den vorhandenen Schienenverkehr stark beeinträchtigt. Im Immissionsbereich muss zur Anbringung von elastischen Lagern eine Fuge zwischen Fundament und Boden geschaffen werden, was besonders bei Altbauten sehr kostenaufwendig und bei vielen Gebäuden nachträglich gar nicht mehr möglich ist. Die Herstellung eines Isolierkörpers im Boden stellt hier eine optimale Alternativlösung dar. Damit ein Isolierkörper auch die Anforderungen an die Wirtschaftlichkeit und die Praktikabilität erfüllt, sollte die Tiefe des Isolierkörpers dabei nicht mehr als ca. t=2-4m betragen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden in einem ersten Schritt die Anforderungen an das Isolierkörpermaterial basierend auf den theoretischen Kenntnissen über Ausbreitung und Reflektion von Erschütterungswellen sowie den Ergebnissen von zwei- und dreidimensionalen FE- Berechnungen ermittelt. Anschließend wurden für geeignete Materialien die weiteren möglichen Einflussparameter wie z. B. Tiefe und Breite des Isolierkörpers und Entfernung zur Erschütterungsquelle untersucht.
Mit den erstellten Modellen sind in diesem Zusammenhang eine Vielzahl von FE-Berechnungen durchgeführt und deren Ergebnisse in eine Datenbank zusammengestellt worden. Diese Datenbank enthält u. a. die berechneten Amplitudenreduktionsfaktoren für unterschiedliche Parameter und Randbedingungen. Zur praktischen Anwendung wurde ein Optimierungsprogramm entwickelt, mit dem die verschiedenen Parameter für einen Isolierkörper wie z. B. Tiefe und Entfernung von der Erschütterungsquelle mit Hilfe der Datenbank so festgelegt werden, dass die stärkste Erschütterungsreduktion im problematischen Frequenzbereich erreicht wird. Problematische Frequenzen sind z. B. die Eigenfrequenzen der Decken oder Wände angrenzender Gebäude bzw. die Frequenzbereiche, bei denen sich Amplituden oberhalb der zugelassenen Werte ergeben. Die erstellte Datenbank ermöglicht eine Variation der unterschiedlichen Parameter dahingehend, dass auch mit einer geringen Isolierkörpertiefe eine gute Amplitudenreduktion erreicht wird. Dadurch lässt sich auch in einer frühen Planungsphase bereits eine Schnellbewertung der Erschütterungsbelastung vornehmen, um den optimalen Isolierkörper ohne aufwändige Berechnungen ermitteln zu können. Zur praktischen Einbringung der Isolierkörper im Boden wurde in Zusammenarbeit mit der Firma Uretek ein Verfahren entwickelt, bei dem ein auf PUSchaum basierendes Material ohne Aushub und in kürzester Zeit in den Boden injiziert werden kann. Hierbei bleibt nicht nur der Immissions- und Emissionsbereich durch die Maßnahme unbeeinträchtigt, sondern praktisch auch der Einbringungsort des Isolierkörpers selbst. Das Verfahren ist mit geringem Aufwand für die Baustelleneinrichtung und die eigentliche Durchführung der Maßnahme verbunden, so dass sich deutliche Kostenvorteile gegenüber herkömmlichen Erschütterungsreduktionsmaßnahmen ergeben.
