CZECH Krzysztof 1 GOSK Wojciech 2 Analiza rozchodzenia się drgań wywoływanych wyciąganiem grodzic ścianek szczelnych w sąsiedztwie bliskiej zabudowy WSTĘP W trakcie realizacji inwestycji związanych z budową, modernizacją lub remontami obiektów infrastruktury drogowej i kolejowej powszechnie wykorzystywany jest sprzęt budowlany będący źródłem drgań propagowanych do otoczenia. W zależności od rodzaju prowadzonych prac i wykorzystywanego do tego celu sprzętu możemy mieć do czynienia zarówno z drganiami o bardzo wysokich amplitudach i stosunkowo niskich częstotliwościach (np. wbijanie pali), jak i z drganiami o względnie niskich amplitudach, ale wysokich częstotliwościach (m.in. wibracyjne zagłębianie i wyciąganie elementów ścianek szczelnych, praca walców, zagęszczarek płytowych, itp.). Z punktu widzenia wpływu drgań propagowanych poprzez podłoże gruntowe na budynki zlokalizowane w bezpośrednim sąsiedztwie realizowanych inwestycji oraz ich użytkowników, najniekorzystniejsze są drgania o częstotliwościach zbliżonych do podstawowych, dominujących częstotliwości drgań własnych tychże obiektów (ryzyko wystąpienia drgań rezonansowych). Pod tym kątem powinny być także dobierane maszyny i urządzenia będące źródłem drgań propagowanych do otoczenia. Niestety w praktyce zarówno inwestor i wykonawcy, jak i administratorzy budynków nie mają wystarczających danych, które umożliwiłyby właściwy dobór typu urządzenia i parametrów jego pracy, aby skutki drgań i wibracji propagowanych na budynki i ich użytkowników były minimalne. Niedostosowanie typu urządzenia oraz parametrów generowanych wibracji do warunków lokalnych (m.in. odległość frontu robót od budynków, rodzaj konstrukcji budynku i ich stan techniczny, itp.) może prowadzić nie tylko do pogorszenia komfortu użytkowania budynków, ale także do ich uszkodzeń. Zwykle nie są to grożące poważną awarią uszkodzenia konstrukcyjne budynków, tylko charakterystyczne dla przyspieszonego zużycia budynków spękania tynków i wypraw. W przypadku udokumentowania, iż przyczyną występujących uszkodzeń danego budynku lub kompleksu budynków był nadmierny poziom drgań propagowanych z realizowanej inwestycji to właśnie na inwestorze spoczywa obowiązek pokrycia kosztów niezbędnych napraw. Orientacyjne odległości, w jakich nie powinno dochodzić do uszkodzeń budynków, na skutek odbieranych przez budynek drgań, podano w normie PN-85/B-02170 [8]. Są to oczywiście wartości przybliżone i dotyczą wyłącznie drgań komunikacyjnych. Niestety nie ma podobnych wytycznych normowych odnośnie minimalnych odległości od budynków, w jakich w sposób bezpieczny mogą być zawibrowywane ścianki szczelne, czy wbijane pale pod fundamenty mostów lub innych obiektów budowlanych. Stąd też istnieje konieczność prowadzenia dalszych, systematycznych prac nad propagacją tego typu drgań w ośrodku gruntowym zwłaszcza w trudnych warunkach gruntowych: wysokim poziomie wód gruntowych, licznych przewarstwieniach, itp. O ile tematyką drgań generowanych w trakcie wbijania pali pod fundamenty, czy wibracyjnego zagłębiania elementów ścianek szczelnych zajmowało się wielu badaczy [3, 4] o tyle tematyce związanej z propagacją drgań generowanych w trakcie wibracyjnego wyciągania grodzic ścianek szczelnych poświęcono znacznie mniej uwagi. Efektem takiego stanu rzeczy jest powszechne przekonanie, iż drgania towarzyszące wibracyjnemu wyciąganiu grodzic ścianek szczelnych są znacznie mniej intensywne, a co za tym idzie znacznie mniej szkodliwe dla otoczenia. Nie powinno więc budzić zdziwienia, że w praktyce inżynierskiej prace związane z wibracyjnym usuwaniem elementów ścianek szczelnych niejednokrotnie prowadzone są bez zachowania należytej staranności i 1 Politechnika Białostocka, Wydział budownictwa i Inżynierii Środowiska; 15-351 Białystok; ul. Wiejska 45E; k.czech@pb.edu.pl 2 Politechnika Białostocka, Wydział budownictwa i Inżynierii Środowiska; 15-351 Białystok; ul. Wiejska 45E; w.gosk@pb.edu.pl 2912
ostrożności często przy maksymalnych możliwych do uzyskania amplitudach wibracji. Takie działanie może prowadzić do jeszcze poważniejszych uszkodzeń sąsiadujących z placem budowy budynków niż w trakcie wibracyjnego zagłębiania grodzic. Celem niniejszej pracy jest przedstawienie wyników badań własnych związanych z realizacją pomiarów przyspieszeń drgań prowadzonych w trakcie wibracyjnego wyciągania elementów ścianek szczelnych oraz przeanalizowanie ewentualnego wpływu zarejestrowanych przebiegów czasowych przyspieszeń drgań na stan techniczny budynku mieszkalnego usytuowanego w bezpośrednim sąsiedztwie źródła drgań. 1 LOKALIZACJA POMIAROWA Jako lokalizację pomiarową przyjęto teren budowy przejścia podziemnego dla pieszych pod skrzyżowaniem ulic Sienkiewicza i Al. Piłsudskiego w Białymstoku. Ze względu na wysoki poziom wód gruntowych w miejscu lokalizacji przejścia podziemnego oraz bezpośrednie sąsiedztwo rzeki Białej, już na etapie projektu przyjęto, że wokół obrysu przejścia podziemnego zostaną wykonane ścianki szczelne, które zabezpieczą budowę przed zalaniem. Na decyzję o zastosowaniu ścianek szczelnych wpłynęła również konieczność zabezpieczenia ścian wykopu ze względu na bliskość zabudowy mieszkalno-usługowej i ryzyko ewentualnych uszkodzeń budynków. Obawiano się jednakże wystąpienia uszkodzeń niekonstrukcyjnych pobliskich obiektów na skutek propagacji drgań towarzyszących wbijaniu ścianek szczelnych. W związku z powyższym zdecydowano się na częściowe statyczne wciskanie grodzic, dzięki czemu nie doszło do pogorszenia stanu technicznego otaczającej zabudowy. Wykonawca inwestycji nie miał podobnych obaw odnośnie nadmiernego poziomu drgań na etapie prac związanych z usuwaniem ścianek szczelnych. Autorzy niniejszej pracy przeprowadzili badania terenowe związane z propagacją drgań w ośrodku gruntowym w trakcie wibracyjnego usuwania ścianek szczelnych i przybliżoną oceną ich wpływu na pobliską zabudowę. Profil pomiarowy złożony z czterech punktów pomiarowych (p.p.) przyjęto w linii prostej pomiędzy jedną z usuwanych ścianek szczelnych a czterokondygnacyjnym, murowanym budynkiem mieszkalno-usługowym z użytkowym poddaszem. W każdym punkcie pomiarowym rejestrację przyspieszeń drgań prowadzono w trzech wzajemnie prostopadłych kierunkach (x, y i z odpowiednio: w płaszczyźnie poziomej wzdłuż i prostopadle do przyjętego profilu pomiarowego oraz w kierunku pionowym). Profil pomiarowy oraz rozmieszczenie poszczególnych czujników schematycznie pokazano na rysunku 1. Rys. 1. Profil pomiarowy z naniesioną numeracją kierunków pomiarowych i czujników Teren placu budowy od strony budynku z widoczną lokalizacją pierwszego punktu pomiarowego (1.p.p.) przedstawiono na fotografii 1. 2913
Fot. 1. Widok na plac budowy od strony budynku 2 APARATURA POMIAROWA I METODYKA BADAŃ Do rejestracji przyspieszeń drgań wykorzystano układ pomiarowy firmy Brüel&Kjær typu LAN- XI. W skład systemu pomiarowego wchodzą: pięciomodułowa kaseta typu 3660C umożliwiająca synchronizację próbkowania z poszczególnych modułów (przy wykorzystaniu protokołu IEEE 1588 Precison Time Protocol); dwa 6-kanałowe, 24-bitowe moduły pomiarowe typu 3050-B-060 z dynamiką wejść na poziomie 160 db i idealną liniowością oraz zgodnością fazową (z monitoringiem i sygnalizacją ewentualnych przesterowań w każdym z kanałów oraz błędów w połączeniach i zasilaniu przetworników); dwa moduły baterii typu 2831-A; zestaw ośmiu niskoczęstotliwościowych sejsmicznych piezoelektrycznych przetworników przyspieszeń drgań (wraz z okablowaniem) firmy Brüel&Kjær typu 8340 (o czułości 10 V/g, zakresie pomiarowym ±0.5 g - w przedziale częstotliwości 0,1 Hz 1500 Hz); zestaw czterech niskoczęstotliwościowych sejsmicznych piezoelektrycznych przetworników przyspieszeń drgań (wraz z okablowaniem) firmy Dytran typu 3191A (o czułości 5 V/g, zakresie pomiarowym ±1.0 g - w przedziale częstotliwości 0,1 Hz 1000 Hz); komputer przenośny typu notebook z zainstalowanym oprogramowaniem rejestratora sygnałów i oprogramowaniem do analiz w czasie rzeczywistym (PULSE + REFLEX). Wykorzystywany w badaniach układ pomiarowy firmy Brüel&Kjær pokazano na fotografii 2. Fot. 2. Stanowisko pomiarowe Sejsmiczne czujniki przyspieszeń drgań w trakcie realizowanych pomiarów przykręcono do podstaw pomiarowych trójpunktowo kotwionych w ośrodku gruntowym (punkty pomiarowe nr 1 do 3). Zastosowane podstawy pomiarowe miały formę pierścienia. Trójpunktowe kotwienie zapewniało 2914
lepszy stopień związania podstaw z gruntem niż w przypadku kotwienia jednopunktowego (np. głowic z pojedynczym bolcem [6]) lub pomiaru realizowanego za pomocą czujników ustawionych bezpośrednio na gruncie. W przypadku czwartego punktu pomiarowego (4.p.p.) sejsmiczne czujniki przyspieszeń sztywno przykręcono do ściany nośnej budynku w poziomie otaczającego terenu od strony źródła drgań. W pierwszym punkcie pomiarowym (1.p.p) usytuowanym najbliżej źródła drgań (w odległości 10,0 m od źródła drgań), w którym spodziewano się najwyższych amplitud przyspieszeń, oraz w 2.p.p. (usytuowanym w odległości 20,0 m od źródła drgań) w kierunku pionowym zainstalowano czujniki typu 3191A firmy Dytran. W pozostałych punktach pomiarowych (3. i 4. p.p.) oraz w płaszczyźnie poziomej w 2.p.p. zainstalowano czujniki typu 8340 firmy Brüel&Kjær. Wykorzystywane w trakcie badań terenowych podstawy i czujniki pokazano na fotografii 3. Fot. 3. Widok na 1.p.p. i 2.p.p. z zainstalowanymi czujnikami sejsmicznymi firm Brüel&Kjær i Dytran Źródłem drgań był wibromłot 28 RF ICE, pokazany na fotografii 4. Fot. 4. Młot wibracyjny w trakcie wyciągania grodzic 3 WYNIKI BADAŃ Rejestrację przebiegów czasowych przyspieszeń drgań generowanych i propagowanych do otoczenia w trakcie wibracyjnego wyciągania grodzic ścianek szczelnych prowadzono jednocześnie (bez przesunięć fazowych) za pomocą wszystkich dwunastu czujników zorientowanych każdorazowo w trzech wzajemnie prostopadłych kierunkach (x, y i z) i rozlokowanych w czterech punktach pomiarowych. Rejestrację przyspieszeń drgań prowadzono z częstotliwością 4096 próbek na sekundę przy włączonej filtracji górnoprzepustowej rejestrowanych sygnałów o częstotliwości odcięcia na 2915
poziomie 0,1 Hz 10%. Przykładowy zrzut ekranu z programu Pulse Reflex z zarejestrowanymi 60- sekundowymi przebiegami czasowymi przyspieszeń drgań zamieszczono na rysunku 2. Rys. 2. Przebiegi czasowe przyspieszeń drgań zarejestrowane w pliku Pom1-2 Wibracyjne wyciąganie pojedynczych grodzic trwało co najmniej kilka minut. W trakcie pomiarów wstępnych przy przyjętej częstotliwości próbkowania na poziomie 4096 próbek/s otrzymywano bardzo duże i trudne do cyfrowego przetwarzania pliki danych. Dlatego też ostatecznie zdecydowano się na rejestrację 60- i 120-sekundowych przebiegów czasowych przyspieszeń drgań. W efekcie takiego założenia dla poszczególnych grodzic zarejestrowano więcej niż jeden przebieg czasowy (za wyjątkiem ostatniej analizowanej grodzicy, w przypadku której zarejestrowano tylko jeden plik). Wartości bezwzględne ekstremalnych amplitud przyspieszeń drgań zarejestrowanych w trakcie wyciągania kolejnych czterech grodzic (o nr 1 do 4) zestawiono w tabeli 1 niezależnie dla każdego z analizowanych kierunków pomiaru i przyjętych punktów pomiarowych na gruncie (1.p.p. 3.p.p.) i ścianie nośnej budynku (4.p.p.). Tab. 1. Zestawienie wyznaczonych amplitud przyspieszeń drgań Odległość od źródła drgań (nr pkt. pom.) L 4 = 31,3 m (4.p.p.) L 3 = 28,8 m (3.p.p.) L 2 = 20,0 m (2.p.p.) L 1 = 10,0 m (1.p.p.) Kierunek pomiaru 1x 2y 3z 4x 5y 6z 7x 8y 9z 10x 11y 12z Nazwa pliku Czas [s] Wartości amplitud przyspieszeń drgań [mm/s 2 ] pom1-1 60 119 43 66 345 429 296 603 619 366 561 495 511 pom1-2 60 85 39 64 445 424 258 444 483 394 501 468 343 pom1-3 60 78 50 58 391 393 243 413 370 388 443 433 190 pom1-4 60 65 34 44 312 375 196 421 369 390 447 369 392 pom1b-1 60 91 71 39 263 633 193 675 635 478 696 531 668 pom1b-2 60 49 30 28 223 502 132 442 362 233 426 383 356 pom2-1 60 56 40 60 205 444 208 418 369 392 341 341 325 pom2-2 60 34 29 32 126 353 172 271 170 146 250 215 202 pom3-1 120 50 36 27 220 418 105 338 316 321 390 303 440 pom3-2 120 22 30 16 108 132 79 280 129 189 52 42 51 pom4-1 120 42 32 23 237 308 133 - - - 283 266 361 2916
Amplituda [mm/s 2 ] Amplituda [mm/s 2 ] Amplituda [mm/s 2 ] Analizując dane zestawione w tabeli 1 na rysunkach 3 5 widać, że najintensywniejsze wartości drgań powierzchniowych propagowanych w ośrodku gruntowym generowane są w trakcie rozpoczęcia prac związanych z wyciąganiem poszczególnych grodzic (pliki: pom1.1, pom1b-1, pom2-1, pom3-1). Każdy kolejny rejestrogram charakteryzuje się znacznie mniejszymi wartościami amplitud w stosunku do pierwszego zarejestrowanego pliku (pliki: pom1-2, pom1-3, pom1-4, itd.). 800 700 600 500 400 300 200 100 pom1-1 pom1b-1 pom2-1 pom3-1 pom4-1 0 10 15 20 Odległość od źródła drgań [m] 25 30 Rys. 3. Zestawienie amplitud przyspieszeń drgań propagowanych w kierunku z 800 700 600 500 400 300 200 100 pom1-1 pom1b-1 pom2-1 pom3-1 pom4-1 0 10 15 20 Odległość od źródła drgań [m] 25 30 Rys. 4. Zestawienie amplitud przyspieszeń drgań propagowanych w kierunku x 700 600 500 400 300 200 100 pom1-1 pom1b-1 pom2-1 pom3-1 pom4-1 0 10 15 20 25 30 Odległość od źródła drgań [m] Rys. 5. Zestawienie amplitud przyspieszeń drgań propagowanych w kierunku y 2917
Jeśli porównamy ze sobą rozkłady amplitud tylko pierwszych (najistotniejszych) z zarejestrowanych przebiegów czasowych przyspieszeń drgań w rozbiciu na poszczególne kierunki pomiarowe (rysunki 3 5) wyraźnie widać, że najszybciej tłumione są drgania w kierunku pionowym z (rysunek 3). Wykreślone w tym przypadku krzywe wskazują praktycznie na liniowe zanikanie amplitud przyspieszeń drgań wraz ze wzrostem odległości od źródła drgań. W przypadku drgań propagowanych w płaszczyźnie poziomej mamy do czynienia z zupełnie innym przebiegiem absorpcji i tłumienia drgań w gruncie. Jak widać na rysunku 4 amplitudy fal propagowanych w kierunku przyjętego profilu pomiarowego (kierunek x) praktycznie nie zmieniają wartości pomiędzy 1. i 2. punktem pomiarowym. Dopiero po pokonaniu kolejnych dziesięciu metrów obserwujemy istotną redukcję drgań w 3.p.p. W przypadku drgań propagowanych w płaszczyźnie poziomej w kierunku prostopadłym do przyjętego profilu pomiarowego (rysunek 5) obserwujemy praktycznie stały powolny wzrost wartości amplitud przyspieszeń drgań rejestrowanych na gruncie. W każdym z powyższych przypadków zaobserwować również można bardzo znaczącą redukcję amplitud przyspieszeń drgań na styku ośrodka gruntowego i fundamentów budynku (tzw. interakcja dynamiczna). W analizowanym przypadku możemy mówić o co najmniej kilkakrotnej redukcji amplitud drgań zwłaszcza w przypadku drgań propagowanych w kierunku prostopadłym do przyjętego profilu pomiarowego (kierunek y), gdzie stwierdzono co najmniej 89% redukcję wartości amplitud drgań w stosunku do amplitud rejestrowanych w 3.p.p. (plik pom4-1). Analizując prezentowane powyżej wykresy obrazujące szybkość zanikania drgań wraz z odległością na skutek tłumienia i absorpcji drgań w ośrodku gruntowym widać, że uzyskane w trakcie badań prowadzonych przez autorów niniejszej pracy wyniki znacznie odbiegają od teoretycznej zależności na tłumienie geometryczne i absorpcję drgań jak dla ośrodków ciągłych i jednorodnych [2], która wskazuje na eksponencjalny charakter szybkości zanikania drgań wraz z odległością pokonywaną przez fale: r0 A r A0 exp r r0, (1) r gdzie: A r poszukiwana amplituda w punkcie r [m], A 0 znana amplituda w punkcie 0, r i r 0 odpowiednio odległości punktów r i 0 od źródła drgań [m], współczynnik absorpcji [1/m]. 4 WPŁYW DRGAŃ NA BUDYNEK Ocenę wpływu drgań propagowanych drogą gruntową na sąsiednie budynki można przeprowadzić w sposób dokładny (np. z wykorzystaniem MES) lub w sposób przybliżony. Ze względu na pracochłonność metod dokładnych ocenę wpływu drgań przenoszonych poprzez podłoże gruntowe na budynki zazwyczaj przeprowadza się w sposób przybliżony z wykorzystaniem tzw. skal wpływów dynamicznych (SWD) według PN-85/B-02170 [8]. Niestety nie wszystkie budynki mogą podlegać ocenie przybliżonej bazującej na skalach wpływów dynamicznych SWD. Norma [8] dopuszcza wykorzystanie skal SWD w przypadku budynków z elementów murowanych (tzn. z elementów przeznaczonych do ręcznego układania) oraz budynków z wielkich bloków. W analizowanym przypadku ocenie podlegał murowany czterokondygnacyjny budynek z użytkowym poddaszem, który kwalifikuje się do oceny według mniej rygorystycznej skali SWD-II (budynki nie wyższe niż 5 kondygnacji, których wysokość jest mniejsza od podwójnej najmniejszej szerokości budynku [8]). Ocenę ewentualnej szkodliwości drgań przenoszonych poprzez podłoże na budynek, zgodnie z wytycznymi normy [8] i instrukcją ITB [7], przeprowadzono dla przebiegów czasowych przyspieszeń drgań zarejestrowanych na ścianie nośnej budynku od strony źródła drgań i w poziomie otaczającego terenu. Zarejestrowane w trakcie prowadzonych pomiarów przebiegi czasowe przyspieszeń drgań poddano analizie tercjowej (1/3-oktawowej) w paśmie częstotliwości od 0,5 Hz do 100 Hz, a następnie na uzyskane dane naniesiono linie graniczne oddzielające od siebie poszczególne strefy 2918
szkodliwości skali SWD-II. Najintensywniejszy z wyznaczonych rozkładów tercjowych dla kierunków x i y pokazano na rysunku 6. Rys. 6. Ocena szkodliwości wpływu drgań przenoszonych drogą gruntową na analizowany budynek (plik: pom1-1) Z nomogramu (rysunek 6) wynika, iż w przypadku najniekorzystniejszego zarejestrowanego przebiegu czasowego przyspieszeń drgań (plik pom1-1), dla częstotliwości środkowej pasma wynoszącej 20 Hz dla drgań poziomych propagowanych w kierunku prostopadłym do budynku (wzdłuż przyjętego profilu pomiarowego) uzyskano nieznacznie niższe wartości niż wartości graniczne (linia A dolna granica odczuwalności drgań przez budynek i dolna granica uwzględniania wpływów dynamicznych [8]), po przekroczeniu których drgania należałoby zakwalifikować do II strefy szkodliwości tj. drgań odczuwalnych przez budynek, ale nieszkodliwych dla konstrukcji (następuje przyspieszone zużycie budynku i pierwsze rysy w wyprawach, tynkach) [8]. Kolejne oceny, przeprowadzone dla danych zarejestrowanych w nieznacznych odstępach czasowych dla tych samych grodzic, charakteryzowały się już znacznie mniej intensywnymi rozkładami tercjowymi. Według Ciesielskiego i in. [1], w przypadku prognozowania wpływu drgań na budynki przyjęcie drgań fundamentu jako identycznych z drganiem podłoża jest najczęściej przyjmowanym przybliżeniem po stronie pewności. Powyższe założenie jest oczywiście znacznym uproszczeniem, gdyż pomija wpływ interakcji dynamicznej związanej z redukcją amplitud drgań i filtracją dolnoprzepustową sygnału, do jakiej dochodzi na styku gruntu i budynku [5], ale przyjęcie takiego założenia umożliwia przeprowadzenie przybliżonej prognozowanej oceny wpływu występujących drgań na hipotetyczny budynek, gdyby znajdował się on bliżej istniejącego źródła drgań, w tym przypadku wibromłota. Analiza przeprowadzonych na tej podstawie ocen wpływu drgań zarejestrowanych na gruncie w pierwszym, drugim i trzecim punkcie pomiarowym (odpowiednio: 1.p.p., 2.p.p. i 3p.p.) wskazuje, że w najgorszym możliwym przypadku (przy braku redukcji poziomu drgań w przyjętych na gruncie punktach pomiarowych) mielibyśmy do czynienia z drganiami, które należałoby zakwalifikować zgodnie z wytycznymi normy [8] do II, a nawet III strefy szkodliwości drgań. O intensywności drgań propagowanych w trakcie wyciągania elementów ścianek szczelnych świadczyć również mogą wartości amplitud zarejestrowanych w płaszczyźnie poziomej na gruncie w punktach pomiarowych o nr 1 do 3 (tabela 1). W każdym z ww. punktów odnotowano wartości przekraczające 0,005 g. W przypadku nowo projektowanego budynku, zgodnie z wytycznymi normy 2919
[8], już na etapie projektowania konieczne byłoby uwzględnienie wpływu na jego konstrukcję dodatkowych obciążeń dynamicznych. WNIOSKI Problem negatywnego wpływu drgań generowanych podczas wibracyjnego zagłębiania grodzic jest ogólnie znany w praktyce inżynierskiej. W niniejszej pracy autorzy pragną wyraźnie zasygnalizować, że demontaż elementów ścianek szczelnych za pomocą wibromłotów często jest źródłem drgań o poziomie porównywalnym, a w szczególnych przypadkach nawet wyższym od poziomu drgań generowanych przy zagłębianiu grodzic. Fakt ten jest często bagatelizowany i może prowadzić do niespodziewanych szkód budowlanych. W niniejszej pracy nie stwierdzono wyraźnej szkodliwości drgań generowanych w trakcie wibracyjnego wyciągania grodzic na pobliską zabudowę mieszkalno-usługową. Wykazano jednakże, że bliższe usytuowanie źródła drgań względem analizowanego obiektu może mieć szkodliwy wpływ na budynek, który zgodnie z normą [8], należałoby zakwalifikować do II strefy szkodliwości drgań. Przeprowadzone badania w sposób ewidentny wskazują na celowość prowadzenia monitoringu wibracyjnego pobliskich obiektów budowlanych w trakcie wibracyjnego wyciągania grodzic, zwłaszcza w początkowej fazie prac geoinżynieryjnych, którym towarzyszą drgania o znacznej intensywności. Monitoring prowadzony przy zagłębianiu i wyciąganiu elementów ścianek szczelnych położonych najbliżej przyległej zabudowy może umożliwić odpowiednio wczesne reagowanie na nadmierny poziom drgań rejestrowanych w punktach pomiarowych zlokalizowanych na budynkach. Przekłada się to bezpośrednio na minimalizację potencjalnych uszkodzeń budynków lub zupełne ich wyeliminowanie. Pomiary drgań prowadzone w początkowej fazie tego typu prac geoinżynieryjnych mogą także umożliwić ustalenie bezpiecznych dla konstrukcji i jej użytkowników ustawień parametrów pracy wibromłota, które będzie można zastosować po zakończeniu monitoringu w trakcie wibracyjnego zagłębiania jak i wyciągania bardziej oddalonych od budynku ścianek szczelnych. Streszczenie W pracy przedstawiono wyniki badań własnych przyspieszeń drgań generowanych w trakcie wibracyjnego wyciągania elementów ścianek szczelnych. Badania realizowano w czterech punktach pomiarowych zlokalizowanych wzdłuż przyjętego profilu pomiarowego w odległościach: 10, 20, 28,8 oraz 31,3 m od źródła drgań. W każdym z przyjętych punktów pomiarowych badania prowadzono w trzech wzajemnie prostopadłych kierunkach przy wykorzystaniu analizatora drgań i oprogramowania firmy Brüel&Kjær oraz sejsmicznych przetworników firm Brüel&Kjær i Dytran. Trzy punkty pomiarowe zlokalizowano na powierzchni gruntu. Czwarty punkt pomiarowy przyjęto na ścianie nośnej budynku położonego najbliżej realizowanego podziemnego obiektu komunikacyjnego. Przeprowadzono analizę rozchodzenia się drgań w gruncie oraz dokonano oceny wpływu przenoszonych drgań na budynek. Stwierdzono, że poziom zarejestrowanych drgań nie jest szkodliwy dla konstrukcji rozpatrywanego budynku. Potwierdzono konieczność prowadzenia monitoringu drgań w początkowej fazie prac związanych nie tylko z wbijaniem elementów stalowych ścianek szczelnych, ale również w trakcie ich demontażu. Analysis of the vibration propagation induced by sheet pile wall pulling out in a close neighborhood of existing buildings Abstract The paper presents the results of research involving the measurement of vibration acceleration generated during the extraction of elements of sheet pile wall. The study was conducted at four measurement points located along the profile measuring distances: 10, 20, 28.8 and 31.3 m from the source of vibration. In each of the measurement points the research was carried out in three mutually perpendicular directions with the vibration analyzer Brüel&Kjær and seismic transducers Brüel&Kjær and Dytran companies. Three measurement points were located on the ground. The fourth measurement point was taken on the wall of the building closest to the implemented underground communication object. The analysis of the propagation of vibrations in the ground and evaluation of the influence of vibration 2920
transmitted to the building were done. It was found out that the level of recorded vibrations was not harmful for the structure of the considered building. It was confirmed that the vibration monitoring is necessary in the initial phase of work associated not only with the hammering of steel sheet pile walls but also in the process of dismantling. BIBLIOGRAFIA 1. Ciesielski R., Kawecki J., Maciąg E., Ocena wpływu wibracji na budowle i ludzi w budynkach. Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa 1993. 2. Ciesielski R., Maciąg E., Drgania drogowe i ich wpływ na budynki. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 1990. 3. Jastrzębska M., Łupieżowiec M., Uliniarz R., Jaron A., Analysis of the vibration propagation in the subsoil. XVI French-Polish Colloquium of Soil and Rock Mechanics: Multiscale Modelling in Soil and Rock Mechanics. 2013. 4. Łupieżowie M., Pradelok S., Analiza rozchodzenia się wstrząsów powstałych od wbijania pali - badania polowe i symulacja numeryczna. XXVI Konferencja Naukowo-Techniczna. Awarie budowlane 2013, str. 371-378. 5. Maciąg E., Interakcja układu budynek - podłoże gruntowe w świetle doświadczalnego badania drgań parasejsmicznych. Inżynieria Morska i Geotechnika. 2006, nr 4. 6. Maciąg E., Tatara T., Chełmecki J., Badania drgań gruntu i niskich budynków od wpływu komunikacji miejskiej. Inżynieria i Budownictwo. Nr 3/2005, str. 135-140. 7. Instrukcja 348/98. Diagnostyka dynamiczna i zabezpieczenia istniejących budynków mieszkalnych przed szkodliwym działaniem drgań na właściwości użytkowe budynków. Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa 1998. 8. PN-85/B-02170 Ocena szkodliwości drgań przekazywanych przez podłoże na budynki. Pracę wykonano w Politechnice Białostockiej w ramach realizacji pracy statutowej finansowanej ze środków MNiSW. Sprzęt i oprogramowanie wykorzystane w pracy zakupiono w ramach projektu "Centrum Nowoczesnego Kształcenia Politechniki Białostockiej". 2921