Drgania budynków od prac budowlanych
Drgania budynków od prac budowlanych powstają jako efekt użycia ciężkiego sprzętu budowlanego. Proces pomiaru i analizy poziomów wibracji wytwarzanych przez prace budowlane to tzw. monitoring drgań budynków i gruntu. Może być on stosowany do oceny potencjalnego wpływu wibracji związanych z budową na pobliskie budynki i konstrukcje, jak również do oceny budowli w trakcie konstrukcji. Monitoring drgań na placach budowy obejmuje zwykle pomiar amplitudy i częstotliwości drgań. Często monitoring może obejmować również pomiar drgań gruntu na drodze propagacji wibracji od źródła do budynku.
Spis treści
Dlaczego monitoruje się drgania na terenach robót budowlanych?
Place budowy to miejsca, na których panuje duża aktywność ciężkiego sprzętu i transportu ciężkich materiałów budowlanych. Wytwarzane drgania o niskiej częstotliwości przenoszą się przez grunt i mogą być szkodliwe zarówno dla budowanej konstrukcji, jak i dla sąsiednich budynków. Dzięki zastosowaniu monitoringu, możliwe jest zatrzymanie prac budowlanych gdy amplitudy drgań mogą spowodować uszkodzenia. Dodatkowo, na podstawie pomiarów, inżynierowie i wykonawcy mogą zmniejszyć ryzyko potencjalnie szkodliwych wibracji, stosując np. lżejszy sprzęt budowlany.
Drgania powstające przy wbijaniu pali
Palowanie jest to technika wspierania fundamentów budynków i innych konstrukcji poprzez wbijanie pali w grunt. Materiały z których wykonane są pale obejmują beton, drewno i stal. Aby przenieść obciążenie konstrukcji na odpowiednią głębokość w fundamentach, stosuje się ciężkie maszyny zwane kafarami. Kafary są wykorzystywane przy budowie pomostów, mostów, grodzisk i innych konstrukcji wspartych na „słupach”, a także do rozmieszczania pali, jako stałych elementów fundamentów głębokich, dla budynków lub innych konstrukcji. Kafary to ciężki sprzęt budowlany, który wykorzystuje pionowe prowadnice umieszczone ponad palem, pomiędzy które wkładany jest duży ciężar. Ciężar jest uwalniany w szczytowym momencie, uderzając w pal i wpychając go w ziemię. Uderzenie kafara generuje silne drgania przenoszone przez grunt, które są jednym z głównych źródeł drgań emitowanych przez place budowy.
Cel monitoringu drgań
Monitorowanie wibracji to proces pomiaru i rejestracji poziomu drgań, a także porównywanie wyników z określonymi limitami w celu podjęcia działań w przypadku przekroczenia limitu drgań. Celem monitorowania drgań budynków jest niedopuszczenie do przekroczenia dopuszczalnych poziomów drgań i uszkodzenia monitorowanego obiektu. W wielu przypadkach, wibracje budowlane (np. z wbijania pali) mogą być przyczyną kosztownych napraw lub przestojów. Poprzez stały monitoring poziomu drgań budowlanych, inżynierowie są w stanie reagować na problemy zanim dojdzie do powstania znacznych uszkodzeń.
Istnieje kilka metod pomiarowych przy użyciu geofonów lub akcelerometrów. Dane z monitoringu drgań są wykorzystywane do analizy, w celu określenia przyczyny problemu. Zrozumienie źródła problemu pozwala zapobiegać przyszłym incydentom z udziałem sprzętu budowlanego. Monitorując drgania, firmy mogą podjąć kroki w celu ich zmniejszenia w razie konieczności, pomagając chronić zarówno swoich pracowników, jak i otoczenie.
Drgania ogólne powodowane przez prace budowlane
Monitoring drgań może pomóc w ochronie przed uszkodzeniem sąsiednich budynków, infrastruktury, sprzętu, ale także może pomóc w ocenie potencjału wpływu drgań na zdrowie człowieka. Pracownicy budowlani, mieszkańcy budynków i osoby mieszkające w pobliżu placów budowy mogą być narażeni na wibracje budowlane, powstałe w wyniku takich działań jak wbijanie pali. Pracownicy budowlani są zwykle narażeni na najwyższe poziomy drgań ogólnych całego ciała. Mogą być również narażeni na negatywny wpływ drgań miejscowych na ręce, podczas używania narzędzi wibrujących. Osoby mieszkające w pobliżu placów budowy mogą być również narażone na niskie poziomy drgań pochodzących z prac budowlanych. Monitorując wibracje, firmy mogą podjąć kroki w celu ich zmniejszenia, gdy jest to konieczne, pomagając chronić zarówno swoich pracowników, jak i otoczenie.
W jaki sposób mierzy się drgania budynków?
Wibracje budynku są mierzone w dwóch miejscach: u źródła i na budynku narażonym na niepożądane wibracje. Ta metoda umożliwia uzyskanie informacji, czy źródło drgań jest powiązane z placem budowy. Jeśli czujnik na budynku odbiera drgania, a czujniki na placu budowy nie, oznacza to, że istnieje inne ich źródło. Czujniki lokalizuje się zazwyczaj na drodze rozchodzenia się drgań: przymocowane do gruntu w linii prostej prowadzącej do budynku, a następnie na fundamentach budynku, przy najbardziej narażonej na drgania ścianie. Można to zrobić na kilka sposobów, między innymi za pomocą geofonów lub akcelerometrów.
Wibracje przenoszone przez grunt
Drgania gruntu, w odróżnieniu do naturalnie powstających i mierzonych przez sejsmologię trzęsień ziemi, odnoszą się do wibracji generowanych przez ciężkie maszyny i urządzenia , stworzone przez człowieka i znajdujące się na powierzchni ziemi. Przykładem źródeł drgań przenoszonych przez grunt jest ruch drogowy i kolejowy lub też, wspomniane już wcześniej, wbijanie pali.
Wibracje gruntu emitowane przez place budowy
„Drgania gruntu” to drgania emitowane przez plac budowy i przenoszone przez grunt do najbliższych obiektów budowlanych. Pomiar drgań gruntu bezpośrednio na drodze propagacji do budynku dostarcza informacji o funkcji przenoszenia. W zależności od rodzaju gruntu, wibracje mogą być tłumione lub wzmacniane. Wibracje gruntu mają również wpływ na systemy rur zakopanych w ziemi, takich jak rurociągi gazowe i wodne. Aby monitorować drgania wpływające na rury znajdujące się pod powierzchnią ziemi, czujniki są zakopywane pod ziemią lub mocowane do długich kolców, które następnie wbija się w grunt.
Wartość szczytowa drgań PPV
PPV (Peak Particle Velocity) to wartość szczytowa prędkości drgań w okresie zdarzenia wyznaczana na podstawie najwyższej próbki amplitudy nieważonego sygnału prędkości drgań, podczas całego pomiaru, w poziomym lub pionowym kierunku pomiaru (x, y, z). Zgodnie z normą DIN 45669-1, prędkość drgań, jest preferowaną miarą drgań w budynkach, ponieważ ma ona liniową zależność z naprężeniem, na które narażone są elementy budowlane podczas ekspozycji na drgania. Również zdolność człowieka do odbierania wibracji w dowolnym momencie jest wprost proporcjonalna do prędkości tych drgań, w większości zakresu częstotliwości roboczych, określonych przez nimieckie normy DIN.
Standardy pomiarowe na świecie
Monitorowanie drgań jest niezbędne do ochrony zarówno pracowników, jak i całego społeczeństwa przed ich szkodliwym działaniem. Istnieje wiele norm, które muszą być spełnione, aby zapewnić, że drgania budynków mieszczą się w bezpiecznych granicach. Normy te uwzględniają rodzaj budynku, używane narzędzia i czas ekspozycji. Ponadto, określają one minimalną odległość, w jakiej pracownicy muszą znajdować się od źródła wibracji, aby uniknąć zagrożenia dla zdrowia. Przestrzegając tych norm, firmy mogą pomóc w ochronie bezpieczeństwa swoich pracowników oraz osób trzecich.
Normy monitoringu drgań w Wielkiej Brytanii
W Wielkiej Brytanii obowiązują jedne z najbardziej rygorystycznych norm monitorowania prac budowlanych na świecie, a normy te są regularnie weryfikowane i aktualizowane w odpowiedzi na nowe badania i postęp technologiczny. Na placach budowy musi być wyznaczony inspektor ds. monitorowania drgań, który jest odpowiedzialny za zapewnienie, że wszystkie działania budowlane są zgodne z odpowiednimi limitami drgań. Ponadto, przeprowadza on regularne kontrole placu budowy, aby zapewnić identyfikację i eliminację wszelkich potencjalnych źródeł drgań. Firma budowlana musi ponadto dostarczyć inspektorowi kopię swojego ostatniego raportu z oceny hałasu i wibracji. Przestrzegając tych przepisów, firmy mogą upewnić się, że w odpowiedni sposób chronią swoich pracowników oraz osoby postronne przed narażeniem na szkodliwe poziomy hałasu i wibracji.
Normy monitorowania wibracji są niezmiernie ważnym kryterium dla zapewnienia bezpieczeństwa pracowników i społeczeństwa, ponieważ place budowy są niejednokrotnie zlokalizowane w pobliżu szkół, szpitali i innych wrażliwych miejsc. Wibracje pochodzące z działalności budowlanej mogą doprowadzić do uszkodzenia tych pobliskich obiektów. Standardy te są również niezwykle istotne dla zapewnienia, że firmy przestrzegają prawa. Poprzez ustanowienie i egzekwowanie ścisłych norm, brytyjski przemysł budowlany może zapewnić, że jego projekty są bezpieczne i zgodne z prawem.
Jak prowadzi się monitoring drgań?
Sprzęt budowlany jest bardzo częstym źródłem wibracji, hałasu i pyłu. Dodatkowo place budowy znajdują się w pobliżu istniejących konstrukcji budowlanych, a prace budowlane, takie jak wbijanie pali, mogą wytwarzać wibracje wystarczające do uszkodzenia sąsiadujących obiektów. To właśnie tutaj wkraczają systemy monitorowania. Są one kombinacją monitorów wibracji, komunikacji zdalnej oraz serwerów danych, z dostępem online, do zarejestrowanych wyników. Inżynierowie, instalując czujniki w kluczowych punktach placu budowy, mogą zdalnie monitorować dane dotyczące drgań spowodowanych ruchem lub uderzeniami. Dane te mogą być następnie wykorzystane do identyfikacji potencjalnych problemów, zanim doprowadzą one do wypadków lub szkód. W wielu przypadkach, monitorowanie wibracji może stanowić różnicę pomiędzy udanym projektem a kosztowną katastrofą.
Pomiary przed rozpoczęciem budowy
Wykonanie pomiarów przed rozpoczęciem prac budowlanych jest ważnym krokiem w zapewnieniu sukcesu całego projektu budowlanego. Dzięki ich przeprowadzeniu, w zaplanowanym miejscu budowy, inżynierowie mogą zidentyfikować potencjalne problemy, które mogą wpłynąć na bezpieczeństwo i jakość gotowego obiektu. Dodatkowo, pomiary przed rozpoczęciem budowy mogą pomóc w monitorowaniu danych dotyczących wibracji podczas prowadzenia prac budowlanych, zapobiegając uszkodzeniom sąsiednich budynków i infrastruktury. Podjęcie tych kroków pomaga w upewnieniu się, że proces budowy zostanie zakończony na czas i w ramach budżetu.
System monitoringu
Systemy stałego monitorowania drgań są szczególnie istotne dla ochrony zdrowia pracowników, pobliskich mieszkańców oraz uchronienia pobliskich obiektów zabytkowych przed szkodliwym wpływem drgań budowlanych. Czujniki systemu stale monitorują ruchy gruntu i wysyłają alarm do operatora, gdy wstępnie ustawione limity przyspieszenia zostaną przekroczone. Istnieją różne rodzaje komercyjnych systemów monitorowania robót budowlanych, które są dostępne na rynku, takie jak jednopunktowe, wielopunktowe, przenośne, bezprzewodowe itp. Systemy monitorowania wibracji stosowane na budowach stały się integralną częścią zestawu narzędzi dla wykonawców, mających na celu zmniejszenie ryzyka, oszczędność czasu oraz ochronę ich reputacji.
Sprzęt do monitorowania drgań jest niezbędny do realizacji każdego projektu budowlanego, w którym wykorzystuje się ciężki sprzęt. Wibracje pochodzące od maszyn budowlanych mogą powodować uszkodzenia sąsiednich budynków, a także mogą być uciążliwe dla osób mieszkających lub pracujących w pobliżu. Instalując czujniki drgań, ekipy budowlane mogą upewnić się, że nie powodują nadmiernych wibracji. Monitory te mogą również pomóc w identyfikacji potencjalnych problemów z samymi maszynami, takimi jak zużyte łożyska lub uszkodzone części. Dzięki zastosowaniu sprzętu monitorującego, firmy mogą uniknąć kosztownych uszkodzeń sprzętu oraz okolicznego terenu.
Systemy zdalnego monitoringu
Place budowy zlokalizowane są często w pobliżu wrażliwych konstrukcji, takich jak szpitale i biurowce. Aby zminimalizować ryzyko uszkodzenia, ważne jest monitorowanie poziomów wibracji generowanych przez roboty budowlane. Rozwiązania w zakresie zdalnego monitorowania pozwalają inżynierom monitorować drgania na odległość, zapewniając, że ich poziom pozostaje w bezpiecznych granicach. Systemy te zazwyczaj składają się z sieci czujników, które przesyłają dane do centralnego komputera. Dane te są następnie analizowane w celu zidentyfikowania obszarów budzących niepokój. Dzięki zastosowaniu systemów zdalnego monitorowania inżynierowie mogą uniknąć potencjalnych katastrof i chronić bezpieczeństwo pobliskich konstrukcji.
Systemy monitorujące drgania są istotne przy realizacji znacznej części projektów budowlanych. Dzięki nim, ekipy budowlane mogą zapewnić, że proces budowy odbywa się w dopuszczalnych granicach oraz uniknąć szkód w sąsiedztwie. W przeszłości monitory drgań były duże i nieporęczne, przez co trudne do transportu i instalacji. Jednakże dzięki rozwojowi technologii bezprzewodowej możliwe stało się stworzenie kompaktowych, przenośnych monitorów wibracji, które można łatwo transportować na miejsce pracy. Te nowe bezprzewodowe monitory wibracji mają wiele cech, które czynią je idealnymi dla ekip konstrukcyjnych. Na przykład, mogą być używane do monitorowania w czasie rzeczywistym, pozwalając załodze na natychmiastowe wprowadzenie niezbędnych korekt. Dodatkowo, bezprzewodowe monitory wibracji mogą być zintegrowane z innym oprogramowaniem budowlanym, zapewniając tym samym kompleksowy podgląd całego projektu.
Analiza danych
Analiza danych dotyczących drgań budowlanych jest zwykle wykonywana na podstawie wykresu przebiegu fali (wav). Ważnym źródłem informacji jest kształt fali oraz jej maksymalna amplituda (PPV). Dalsza analiza polega na ocenie częstotliwości dominujących, za pomocą metody FFT, lub metody z zastosowaniem filtra tercjowego. Wynikiem tej analizy jest raport zawierający wartości PPV oraz częstotliwości dominujące drgań.
Raport z pomiarów drgań
Zarządzający pracami budowlanymi odpowiadają za dopilnowanie, aby realizowane przez nich projekty, przebiegały zgodnie z harmonogramem oraz w ramach założonego budżetu. Jednym ze sposobów śledzenia postępów i identyfikacji potencjalnych zagrożeń jest prowadzenie stałego monitoringu poziomu wibracji na placu budowy. Dzięki takim pomiarom, kierownicy budowy mogą zidentyfikować potencjalne źródła opóźnień i podjąć odpowiednie kroki, aby im zapobiec. Ponadto, monitorowanie wibracji może w realny sposób pomóc w zapewnieniu bezpieczeństwa pracownikom i społeczeństwu poprzez identyfikację obszarów, w których poziomy wibracji mogą doprowadzić do wystąpienia szkód. W rezultacie, monitoring drgań jest niezbędnym narzędziem dla każdego zarządzającego budową.
Usługi w zakresie monitoringu
Monitoring drgań stosowany jest w celu ochrony budynków i innych konstrukcji budowlanych przed niepożądanymi skutkami wibracji związanych z prowadzeniem prac budowlanych. Stały pomiar drgań prowadzony z wykorzystaniem czujników wibracji, które rozmieszczone są wielu miejscach, w pobliżu placu budowy, umożliwia zidentyfikowanie oraz śledzenie wszelkich potencjalnych zagrożeń, a co za tym idzie pomaga w porę podjąć odpowiednie działania, zanim spowodują one szkody. W wielu przypadkach prowadzenie stałych pomiarów drgań budowlanych jest wymagane przez prawo w celu ochrony bezpieczeństwa publicznego. Jednak nawet gdy nie jest to prawnie wymagane, może okazać się cennym narzędziem zmniejszającym ryzyko szkód związanych z budową. Współpraca z laboratorium pomiarowym Svantek daje pewność, że projekt budowlany zostanie zrealizowany zgodnie z planem, chroniąc jednocześnie otaczający go teren przed potencjalnymi szkodami.
Monitoring to proces, którego celem jest zrozumienie potencjalnego wpływu wibracji przenoszonych przez grunt na pobliskie nieruchomości, infrastrukturę oraz ludzi i zwierzęta. Proces ten obejmuje zwykle pomiar amplitudy i częstotliwości drgań, a informacje te są następnie wykorzystywane do oceny potencjalnych zagrożeń. Monitorowanie drgań gruntu i budynków jest ważnym narzędziem ochrony bezpieczeństwa publicznego oraz zapobiegania uszkodzeniom mienia podczas realizacji projektów budowlanych.
Wynajem systemów do stałego monitorowania drgań gruntu i budynków
Prowadzenie prac budowlanych często wymagają użycia ciężkich maszyn, których praca może być przyczyną wibracji uszkadzających pobliskie budynki. Aby się przed tym zabezpieczyć, wiele firm budowlanych decyduje się na wynajem sprzętu monitorującego. Sprzęt ten jest zazwyczaj umieszczany na narażonych na działanie szkodliwych drgań budynkach lub w ich bezpośrednim sąsiedztwie. Sprzęt pomiarowy monitoruje poziom drgań i jeśli wibracje przekraczają określony próg, wysyła sygnał alarmowy. Dzięki temu można dostosować na bieżąco metody pracy tak, aby uniknąć uszkodzenia pobliskich budynków. W niektórych przypadkach, firmy, prowadzące prace budowlane, mogą być zobligowane przez przepisy prawa do korzystania z urządzeń do monitorowania drgań budynków.
