ARTIC ENTREPRENEUR NS 8141 Ny vibrasjonsstandard i praksis

ARTIC ENTREPRENEUR NS 8141 Ny vibrasjonsstandard i praksis Nils Ramstad, Multiconsult AS

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

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

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

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

Bestemme grenseverdier for bygninger etter ny standard Grenseverdi Toppverdi av frekvensveid svingehastighet Kun avhengig av byggverkets egenskaper v = v F F F F f 0 b m t 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 Byggverksfaktor F b Type byggverk Tunge konstruksjoner, for eksempel broer, kaier og forsvarsanlegg Byggfaktor F b 1,7 Industri- og kontorbygg 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

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

Hvorfor horisontal måling? 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

Hvorfor horisontal måling?

Anleggsarbeider nær byggverk Fare for utstøting i tunneler og bergrom 12

Triaksiell måling Vertikalt Horisontalt (L) Horisontalt (T) 23 11 24 38 13 23 57 25 62 24 31 32 17 29 26 Utdrag av måleresultater ved bevegelige sprengningsarbeider i en gate

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

Beregningseksempel Sprengning nær et industrilokale Type byggverk eller Faktor Ref. Verdi kilde NS 8141-1 Basisverdi, v₀, mm/s 35 Industri- og kontorbygg Byggverksfaktor, F b Tabell 1 1,2 Stål og betong Byggmaterialfaktor F m Tabell 2 1,2 Normal Byggtilstandsfaktor F t Tabell 3 1,0 Midlertidig Varighetsfaktor F v Tabell 4 1,0 Grenseverdi v f = 35 x 1,2 x 1,2 x 1,0 x 1,0 = 50 mm/s 15

Sone A og B ved dagsprengning Tegnforklaring A trykkbølgesone B overflatebølgesone D dybde d avstand (skråavstand) Q enhetsladning Kilde: Veiledning NS 8141 16

Beregning av frekvensveid svingehastighet fra ladningsmengde og avstand v = K F f G 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

Veiledning ny beregningsmetode for ladninger Q = K F d Q H 2 Ladningsmengden som resulterer i en gitt toppverdi av frekvensveid svingehastighet i en bestemt avstand, kan beregnes etter likning (2): 18

Erfaringer 19

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

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 22

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) 24

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

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 27

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 29

Uheldig montering-skallmur utenpå grunnmurspapp 30

Uheldig montering-skallmur utenpå grunnmurspapp 31

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 33

Betydning av plassering av giver 34

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

Utfordringer-lette grunnmurselementer 36

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 Avvik (%) Svingehastighet (mm/s) Frekvens (Hz) Svingehastighet (mm/s) Frekvens (Hz) 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

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 39

Takk for oppmerksomheten 40