Download Report

multiconsult.no
ARTIC ENTREPRENEUR
NS 8141 Ny vibrasjonsstandard i praksis
Nils Ramstad, Multiconsult AS
multiconsult.no
Innhold
• Presentasjon av standarden med vedlegg
• Hva er nytt
• Erfaringer med bruk av den nye standarden
• Målemetoder
• Beregning av grenseverdier
• Beregning av enhetsladninger ut fra en gitt grenseverdi
• Beregning av forventet frekvensveid svingehastighet ut fra en gitt
ladning
• Plassering av målepunkt
• Horisontalmålinger
• Målefeil
• Frekvensvurderinger
(Det mangler noen slides på grunn av Standard Norges rettighetskrav)
2
multiconsult.no
Hva er nytt
 Innført et frekvensveid vibrasjonsmål for å få en standard som er
enklere å bruke. Grenseverdiene blir kun avhengige av
byggverkets egenskaper, avhenger ikke lenger av avstand,
grunnforhold og fundamentering
 Utvidet til å gjelde tunneler og bergrom i tillegg til bygninger
 Utvidet til gjelde lufttrykkstøt i tillegg til vibrasjoner
 Justert grenseverdier på visse områder til mer ”riktig” størrelse
 Klarere målemetoder, særlig for kort avstand
 Krav om kontinuerlig måling så lenge det er behov
 Ta noe hensyn til mennesker i bygninger
 Utnytte mulighetene i moderne måleteknikk
3
multiconsult.no
Nytt målebegrep
-Frekvensveid vibrasjonsmål
 Med frekvensveid vibrasjonsmål gis vibrasjoner med lav frekvens
økt vekt og vibrasjoner med høy frekvens gis redusert vekt
 Oppnås med et frekvensveiefilter i målekjeden
4
multiconsult.no
NS 8141 Vibrasjoner og støt
Veiledende grenseverdier for bygge- og
anleggsvirksomhet, bergverk og trafikk
Ny inndeling av standardene
• Del 1: NS 8141-1:2012+A1:2013
Virkning av vibrasjoner og lufttrykkstøt fra sprengning på
byggverk, inkludert tunneler og bergrom
• Del 2: NS 8141-2: 2013
Virkning av vibrasjoner på byggverk fra annen anleggsvirksomhet
enn sprengning, og fra trafikk
• Del 3: NS 8141-3
Virkning av vibrasjoner fra sprengning på utløsning av skred i
kvikkleire
5
multiconsult.no
Bestemme grenseverdier for bygninger
etter ny standard
Grenseverdi – Toppverdi av frekvensveid svingehastighet
Kun avhengig av byggverkets egenskaper
v f = v0 ⋅ Fb ⋅ Fm ⋅ Ft ⋅ Fv
 v0 : Basisverdi = 35 mm/s - NY!
 Fb : Byggverksfaktor / type - Som tidligere
 Fm : Byggematerialfaktor - Som tidligere
 Ft : Byggetilstandsfaktor - NY!
 Fv : Skiller permanent fra midlertidig virksomhet – NY!
Glem: Avstand, Grunnforhold og Fundamentering
Bestemme grenseverdi etter ny standard
multiconsult.no
Byggverksfaktor Fb
Type byggverk
Tunge konstruksjoner, for eksempel broer, kaier
og forsvarsanlegg
Industri- og kontorbygg
Byggfaktor
Fb
1,7
1,2
Vanlige boliger
1,0
Spesielt følsomme bygninger, for eksempel
bygninger med høye hvelv eller konstruksjoner
med store spennvidder, ømtålige
bygningsmaterialer, historiske bygninger og ruiner
0,7
multiconsult.no
Kort avstand fra sprengningssted til byggverk
• Ved sprengning nærmere byggverk enn 10 m skal det utføres
triaksial måling.
• Det er samme grenseverdi horisontalt og vertikalt
8
multiconsult.no
Anleggsarbeider nær bebyggelse
Hvorfor horisontal måling?
multiconsult.no
Utskrift fra måleren på bygningen. Vertikal svingehastighet etter NS 8141,
utgave 2001
Målepunkt
Tid
Verdi med enhet
Mp.2 - Nr.11A-hvitt hus
09.01.2013 12:51:27
13,46 mm/s
Mp.2 - Nr.11A-hvitt hus
09.01.2013 10:30:17
10,98 mm/s
Mp.2 - Nr.11A-hvitt hus
07.01.2013 15:07:13
36,38 mm/s
Mp.2 - Nr.11A-hvitt hus
07.01.2013 10:35:04
39,18 mm/s
Mp.2 - Nr.11A-hvitt hus
04.01.2013 12:26:08
31,58 mm/s
Mp.2 - Nr.11A-hvitt hus
04.01.2013 10:06:06
21,28 mm/s
Mp.2 - Nr.11A-hvitt hus
04.01.2013 08:28:22
11,23 mm/s
Mp.2 - Nr.11A-hvitt hus
03.01.2013 16:13:32
14,86 mm/s
Mp.2 - Nr.11A-hvitt hus
20.12.2012 15:32:57
11,64 mm/s
Mp.2 - Nr.11A-hvitt hus
20.12.2012 11:44:54
14,99 mm/s
multiconsult.no
Hvorfor horisontal måling?
multiconsult.no
Anleggsarbeider nær byggverk
Fare for utstøting i tunneler og bergrom
12
multiconsult.no
Triaksiell måling
Vertikalt
23
38
57
24
17
Horisontalt (L) Horisontalt (T)
11
24
13
23
25
62
31
32
29
26
Utdrag av måleresultater ved bevegelige
sprengningsarbeider i en gate
multiconsult.no
Veiledning til NS 8141-1:2013 og NS 8141-2:2013
Vibrasjoner fra sprengning og annen
anleggsvirksomhet
• Bestemme grenseverdi for byggverk og tilhørende
enhetsladninger etter ny standard
14
multiconsult.no
Beregningseksempel
Sprengning nær et industrilokale
Type byggverk eller
kilde
Faktor
Basisverdi, v₀, mm/s
Industri- og kontorbygg Byggverksfaktor, Fb
Stål og betong
Byggmaterialfaktor Fm
Normal
Byggtilstandsfaktor Ft
Midlertidig
Varighetsfaktor Fv
Ref.
Verdi
NS 8141-1
35
Tabell 1
1,2
Tabell 2
1,2
Tabell 3
1,0
Tabell 4
1,0
Grenseverdi vf = 35 x 1,2 x 1,2 x 1,0 x 1,0 = 50 mm/s
15
multiconsult.no
Sone A og B ved dagsprengning
Tegnforklaring
A trykkbølgesone
B overflatebølgesone
D dybde
d avstand (skråavstand)
Q enhetsladning
Kilde: Veiledning NS 8141
16
multiconsult.no
Beregning av frekvensveid svingehastighet fra
ladningsmengde og avstand
v=
KG ⋅ FQ
f
KG grunnkoeffisienten som avleses fra tabell 1
FQ faktor som leses av fra diagrammet på figur 3
Vf beregnede toppverdien av frekvensveid svingehastighet i mm/s
17
multiconsult.no
Veiledning – ny beregningsmetode for ladninger
Q = KQ ⋅ FH ⋅ d 2
Ladningsmengden som resulterer i en gitt toppverdi av frekvensveid
svingehastighet i en bestemt avstand, kan beregnes etter likning (2):
18
multiconsult.no
Erfaringer
19
multiconsult.no
Vurdering av de beregnede grenseverdiene
• Tenk igjennom gjennomførbarheten av prosjektet med de
angitte grenseverdiene
• Er det nødvendig å benytte reduksjonsfaktorene som ligger
innebakt i standardene
• En gammel bygning er ikke automatisk verneverdig eller historisk
• En gammel bygning kan være i like god stand som en nyere
bygning
20
multiconsult.no
Praktiske forhold ved sprengningsarbeider
Vibrasjoner fra sprengning avhenger av flere faktorer. De viktigste
er:
• Sprengstoffmengde som omsettes pr. tennerintervall
• Innspenning (motstanden sprengstoffet møter når berget brytes
løs)
• Kvaliteten på boringa (retning og hulldybde)
• Avstand mellom sprengningssted og byggverk
• Byggverkets plassering i forhold til utslagsretning på salva
• Grunnforhold
• Om det sprenges i dagen eller i tunnel/bergrom
21
multiconsult.no
Database-ekstremverdi i salve
22
multiconsult.no
Vurdering av ekstremverdi
Orientering: (sitat fra standarden)
Høyfrekvente vibrasjoner er særlig fremtredende på kort avstand
og på fast berg og kan gi opphav til kraftige enkeltutslag som gir
et feil bilde av risikopotensialet for skader
23
multiconsult.no
Database-utsving (amplitude)
24
multiconsult.no
Analyse av måledata
• Viktig å være klar over ved frekvensveid måling:
-Måledataene er bearbeidet og må ikke brukes til analyse for å
hente frem informasjon om utsving, akselerasjon og frekvens.
-Dersom det skal utføres analyse av en hendelse, må en
uveid datafil benyttes.
25
multiconsult.no
Plassering av målepunkt ved måling på bygninger
• Geofon skal som hovedprinsipp plasseres på grunnmur og boltes
fast
• Maksimalt tillatt retningsavvik er 5o fra måleaksen
• En geofon beregnet for vertikalmåling kan ikke benyttes til å
måle horisontalt
• Ved montering på pusset overflate må det kontrolleres at det
ikke er bom i pussen
• Pass på at monteringsstedet virkelig er en lastbærende del av
grunnmuren
• Ved montering på tilhogde steinmurer må det velges store
steiner som inngår som et bærende element i grunnmuren
26
multiconsult.no
Vatring av geofon
27
multiconsult.no
Utfordringer ved montering av geofon
Monteringer som bør unngås:
• Avstand under ca. 5 m mellom bygning og sprengningssted
• Lette konstruksjoner som garasjer
• Skallmurer
• Grunnmurer av naturstein med løse blokker
• Treverk
28
multiconsult.no
Plassering på steinmur
29
multiconsult.no
Uheldig montering-skallmur utenpå grunnmurspapp
30
multiconsult.no
Uheldig montering-skallmur utenpå grunnmurspapp
31
multiconsult.no
Feilmåling på grunn av uheldig geofonplassering
Måler på skallmur 153 mm/s
Måler på fast berg 53 mm/s
32
multiconsult.no
Betydning av plassering av giver
33
multiconsult.no
Betydning av plassering av giver
34
multiconsult.no
Betydning av plassering av giver
MP 1 kortvegg
MP 2 hjørne
MP 3 langvegg
NS 8141 - 2013
NS 8141 - 2001
NS 8141 - 2001
NS 8141 - 2001
10,4
20,6
5,0
8,0
4,0
5,8
5,4
2,9
2,9
6,0
7,9
3,6
4,7
9,3
7,0
4,2
4,8
8,9
8,7
3,8
9,0
16,4
26,3
7,8
5,2
8,7
7,1
3,7
4,1
6,4
12,1
6,0
5,2
9,9
21,1
4,2
11,1
22,8
64,3
11,6
35
multiconsult.no
Utfordringer-lette grunnmurselementer
36
multiconsult.no
Eksempel på avvikende målinger ved måling på
grunnmur og utvendig kledning av tre 15 cm over
grunnmur
Vibrasjoner målt på grunnmur
Vibrasjoner målt på kledning
Svingehastighet
(mm/s)
Svingehastighet Frekvens
(mm/s)
(Hz)
Frekvens
(Hz)
Avvik (%)
4,25
52,2
7,9
69,2
+86
4,3
51,2
7,7
81,8
+79
3,35
56,1
4,25
61,3
+27
12,1
46,8
11,4
58,7
-6
4,9
60,7
9,95
81,9
+103
7,95
77,7
20,3
83,3
+155
6,5
150
19,3
106
+197
Kilde: Nexconsult AS
37
multiconsult.no
Hva skjer videre
• Vi ønsker å finne bygninger som vi kan utsette for store
vibrasjoner for å se når de begynner å få skader.
• Vi ønsker å komme frem til alternative målemetoder på
bygninger som ikke har skikkelig grunnmur
• Vi ønsker å få bedre metoder for å kvalitetssikre målepunktene
på en bygning
• Det blir utviklet et dataprogram som inneholder standardene,
veiledningen og beregningsformler for både vibrasjonsgrenser,
enhetsladninger og vibrasjonsnivå
38
multiconsult.no
Hvor kan man få kjøpt standardene?
• http://www.standard.no
• Kurs i bruk av NS 8141 og
veiledningen 19. mars.
Arrangør: Standard Norge
39
multiconsult.no
Takk for oppmerksomheten
40