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

= ⋅ ⋅ 0

b m

⋅ ⋅

t F v

   

v 0

: Basisverdi = 35 mm/s -

NY!

F b

: Byggverksfaktor / type -

Som tidligere

F m

: Byggematerialfaktor -

Som tidligere

F t

: Byggetilstandsfaktor -

NY!



F v

: Skiller permanent fra midlertidig virksomhet –

NY! Glem: Avstand, Grunnforhold og Fundamentering

Bestemme grenseverdi etter ny standard

multiconsult.no

Byggverksfaktor F b

Type byggverk Tunge konstruksjoner, for eksempel broer, kaier og forsvarsanlegg Industri- og kontorbygg Vanlige boliger Spesielt følsomme bygninger, for eksempel bygninger med høye hvelv eller konstruksjoner med store spennvidder, ømtålige bygningsmaterialer, historiske bygninger og ruiner Byggfaktor F b 1,7 1,2 1,0 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

Anleggsarbeider nær bebyggelse

multiconsult.no

multiconsult.no

Hvorfor horisontal måling? Utskrift fra måleren på bygningen. Vertikal svingehastighet etter NS 8141, utgave 2001 Målepunkt

Mp.2 - Nr.11A-hvitt hus Mp.2 - Nr.11A-hvitt hus Mp.2 - Nr.11A-hvitt hus Mp.2 - Nr.11A-hvitt hus Mp.2 - Nr.11A-hvitt hus Mp.2 - Nr.11A-hvitt hus Mp.2 - Nr.11A-hvitt hus Mp.2 - Nr.11A-hvitt hus Mp.2 - Nr.11A-hvitt hus Mp.2 - Nr.11A-hvitt hus

Tid

09.01.2013 12:51:27 09.01.2013 10:30:17 07.01.2013 15:07:13 07.01.2013 10:35:04 04.01.2013 12:26:08 04.01.2013 10:06:06 04.01.2013 08:28:22 03.01.2013 16:13:32 20.12.2012 15:32:57 20.12.2012 11:44:54

Verdi med enhet

13,46 mm/s 10,98 mm/s 36,38 mm/s 39,18 mm/s 31,58 mm/s 21,28 mm/s 11,23 mm/s 14,86 mm/s 11,64 mm/s 14,99 mm/s

Hvorfor horisontal måling?

multiconsult.no

Anleggsarbeider nær byggverk Fare for utstøting i tunneler og bergrom

multiconsult.no 12

multiconsult.no

Triaksiell måling Vertikalt

23 38 57 24 17

Horisontalt (L) Horisontalt (T)

11 13 25 31 29 24 23 62 32 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 Ref. NS 8141-1

Basisverdi,

v

₀ , mm/s Industri- og kontorbygg Byggverksfaktor,

F

b Stål og betong Normal Midlertidig Byggmaterialfaktor

F

m Tabell 2 Byggtilstandsfaktor

F

t Tabell 3 Varighetsfaktor

F

v Tabell 1 Tabell 4 Grenseverdi

v f =

35 x 1,2 x 1,2 x 1,0 x 1,0 = 50 mm/s

Verdi

35 1,2 1,2 1,0 1,0 15

Sone A og B ved dagsprengning

multiconsult.no 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 f

=

K

G ⋅

F Q K

G grunnkoeffisienten som avleses fra tabell 1

F

Q faktor som leses av fra diagrammet på figur 3

V f

beregnede toppverdien av frekvensveid svingehastighet i mm/s 17

multiconsult.no

Veiledning – ny beregningsmetode for ladninger

Q

=

K Q

⋅

F

H ⋅

d

2 Ladningsmengden som resulterer i en gitt toppverdi av frekvensveid svingehastighet i en bestemt avstand, kan beregnes etter likning (2): 18

Erfaringer

multiconsult.no 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

Database-ekstremverdi i salve

multiconsult.no 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

Database-utsving (amplitude)

multiconsult.no 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 5 o 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

Vatring av geofon

multiconsult.no 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

Plassering på steinmur

multiconsult.no 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

Betydning av plassering av giver

multiconsult.no 33

Betydning av plassering av giver

multiconsult.no 34

multiconsult.no

Betydning av plassering av giver MP 1 kortvegg

NS 8141 - 2013 10,4 NS 8141 - 2001 20,6 4,0 2,9 5,8 6,0 4,7 4,8 9,0 5,2 4,1 5,2 11,1 9,3 8,9 16,4 8,7 6,4 9,9 22,8

MP 2 hjørne

NS 8141 - 2001 5,0 5,4 7,9 7,0 8,7 26,3 7,1 12,1 21,1 64,3

MP 3 langvegg

NS 8141 - 2001 8,0 2,9 3,6 4,2 3,8 7,8 3,7 6,0 4,2 11,6 35

Utfordringer-lette grunnmurselementer

multiconsult.no 36

multiconsult.no

Eksempel på avvikende målinger ved måling på grunnmur og utvendig kledning av tre 15 cm over grunnmur Vibrasjoner målt på grunnmur Svingehastighet (mm/s) Frekvens (Hz)

4,25 4,3 52,2 51,2 3,35 12,1 4,9 7,95 6,5 56,1 46,8 60,7 77,7 150

Vibrasjoner målt på kledning Avvik (%) Svingehastighet (mm/s) Frekvens (Hz)

7,9 7,7 69,2 81,8 +86 +79 4,25 11,4 9,95 20,3 19,3 61,3 58,7 81,9 83,3 106 +27 -6 +103 +155 +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

Hvor kan man få kjøpt standardene?

• • http://www.standard.no

Kurs i bruk av NS 8141 og veiledningen 19. mars. Arrangør: Standard Norge multiconsult.no 39

Takk for oppmerksomheten

multiconsult.no 40