Строительная вибрация
Исследование параметров строительной безопасности могут проводиться как в уже построенном здании, так и на любом этапе строительства.
Описанные ниже исследования проводились на строительной площадке одного из крупнейших гипермаркетов Москвы. Задача заключалась в определении параметров вибрации на опорах стоящего рядом торгового комплекса и в вынесении заключения о безопасности столь близкого строительства. Дело в том, что, как всем известно, первичными составляющими фундамента любого крупного здания являются сваи, забиваемые в землю на глубину 12-15 м. Забивка свай сопровождается сотрясением грунта в радиусе 100-200 м. В итоге получается локальное землетрясение. Факторов, влияющих на масштабность землетрясения множество — от времени года, когда происходит строительство, до качества грунта.
Рисунок 1
Рисунок 2
Перед забивкой сваи в непосредственной близости от существующей постройки необходимо пробурить скважину (рисунок 3). Затем можно забивать сваю (рисунок 4).
Рисунок 3
Рисунок 4
Виброизмерительная аппаратура располагается в непосредственной близости от места забивания сваи на несущей опоре постройки (рисунок 5). Для регистрации ударной волны используются два акселерометра, установленные в вертикальном и горизонтальном направлениях (рисунок 6).
Рисунок 5
Рисунок 6
Для оценки виброускорений с акселерометров используются программы из комплекса ZETLAB: «Многоканальный осциллограф» и «Многоканальный самописец». Для последующего анализа сигналов в лабораторных условиях используется программа «Запись сигналов».
На рисунках 7 и 8 показаны магнитограммы сигналов с вертикального и горизонтального датчиков при начале забоя сваи (первые три удара). Затем оцениваются магнитограммы при серии ударов (рисунки 9 и 10). Как показали измерения, уровень виброускорения по горизонтальному датчику больше уровня, фиксируемого вертикальным датчиком. Это может быть связано с тем, что измерения проводились зимой, когда верхний слой грунта промерз на глубину 1-1,5 м. А сдвиговая вибрация, как раз, более опасна для зданий.
Рисунок 7
Рисунок 8
Рисунок 9
Рисунок 10
Рисунок 11
Рисунок 12
Для комплексного исследования распределения вибрации в зависимости от удаленности от места забивания сваи измерения проводятся на нескольких опорах (схематично вид сверху показан на рисунке 12).
На рисунке 13 показан график распределения виброускорения по ряду F (опоры F1…F4). Хорошо видно уменьшение вибрации по мере удаления от места забоя сваи.
На рисунке 14 показано измерение магнитуды вибрации на одной опоре F1 на разных этапах забоя (1 — начало забоя, первые три удара; 2 — продолжение забоя; 4 — завершение забоя).
Рисунок 13
Рисунок 14
Анализируя полученные результаты, можно выработать рекомендации по методу забивания свай в непосредственной близости от существующих построек. Также дополнительно оцениваются сейсмические параметры в соответствии со шкалой сейсмической интенсивности MSK-64. В соответствии со стандартами и нормами о строительстве в сейсмически активных районах 7 баллам шкалы MSK-64 соответствует уровень виброускорения грунта 0,1-0,15 g. 7 баллов — эта отметка, с которой начинаются разрушение зданий.
В соответствии с результатами измерений уровень вибрации грунта может быть признан допустимым или недопустимым для безопасности окружающих построек.