» » » » Экспертное заключение о вибрационных нагрузках от трамвая (на участках улицы Б.Андроньевской)

Экспертное заключение о вибрационных нагрузках от трамвая (на участках улицы Б.Андроньевской)

Экспертное заключение о вибрационных нагрузках на участке улице Большой Андроньевской (пересечение с Библиотечной ул.) г. Москва, май 2017 г.

По просьбе инициативной группы жильцов Школьной и Библиотечной улиц (район Андроньевской площади, г. Москва), обеспокоенных планами прокладки трамвайной линии по ул. Школьной, сотрудниками ООО «НИИ Геотех» по рекомендации ИФЗ РАН были произведены измерения вибрационного поля (виброскорости, виброускорения), создаваемого движущимся рельсовым транспортом (трамваем), на участке Большая Андроньевская и Библиотечная улицы. Целью проведения измерений было определение уровня техногенной вибрации от движущихся трамваев для оценки динамического воздействия на грунтовые основания фундаментов, сами фундаменты и конструкции сооружений (жилых зданий). Измерения были выполнены в 9-ти точках на грунте вблизи существующих строений. Схема расположения точек проведения измерений показана на рис. 1. Условия проведения наблюдений представлены в таблице 1.

Рис. 1. Схема расположения точек проведения измерений


 Таблица 1. Условия проведения измерений вибрации
№ точки (файла)Интегратор
Расстояние до крайнего рельсаПримерная скорость движения трамвая
Поверхность
2выкл
6 метров10 км/ч
асфальт
3выкл
12,5 метров15 км/ч
грунт
4вкл
12,5 метров10 км/ч
грунт
5вкл
12,5 метров15 км/ч
грунт
6вкл
9 метров15 км/ч
грунт
7выкл
9 метров15 км/ч
грунт
8выкл
12 метров15 км/ч
грунт
9выкл
15,5 метров15 км/ч
грунт
11вкл
12 метров20 км/ч
грунт

В ходе обработки и интерпретации полевых записей определялись основные параметры вибрационного поля, которые корреляционно связаны со скоростью распространения акустических волн в грунте. Такими параметрами являются: максимальная виброскорость (мм/сек) и максимальное виброускорение (мм/сек2).  Результаты измерений приведены в таблице 2.1 (подробнее в таблице 2.2)

Таблица 2.1  Результаты измерений параметров вибрационного поля     
№ точки измеренияMaксимальное значение виброскорости , мм\с Maксимальное значение виброускорения, мм\с2
Точка 2
 
  
21
Точка 3  
15,2
Точка 4
 
0,92 
Точка 5
 
2,3 
Точка 6
 
2,7 
Точка 7
 
  
27,1
Точка 8
 
  
25,5
Точка 9
 
  
16,3
Точка 11
 
3,1 

Таблица 2.2  Измеренные  значения параметров вибрационного поля     
№ точки измеренийMax. Значение виброскорости , мм\сек и виброускорения, мм\сек2 Нормир. площ. Спектра, SСредневзв. Частота F, ГцОтношение S\F
Точка 2
 
216,6290,23
Точка 3
 
15,24,339,80,11
Точка 4
 
0,926310,19
Точка 5
 
2,31,7160,11
Точка 6
 
2,72,9160,18
Точка 7
 
27,14,2390,11
Точка 8
 
25,55,138,80,13
Точка 9
 
16,35,728,70,20
Точка 11
 
3,13,117,40,18

Зафиксированное максимальное значение амплитуды виброскорости равно 2.7 мм\сек (точка 6) и виброускорения 27.1 мм/с2 (точка 7). Согласно строительным нормативным документам в пределах зон, где скорость колебания поверхности грунта (виброскорость) более 15 мм/с (от импульсных источников динамических воздействий) или 2 мм/с (от прочих источников), необходимо производить расчет длительных осадок от совместного действия статических и динамических нагрузок, поскольку возможное наличии в разрезе динамически неустойчивых грунтов, действие техногенной вибрации может способствовать развитию деформаций. Допустимые уровни вибрации для зданий категории Б (все одноэтажные здания и сооружения, а также многоэтажные здания определенной конфигурации в плане), к которым относится большинство строений на исследуемой территории, в пересчете на децибелы составляют 72-81 дБ. Измеренные значения вибрации в пересчете на дБ имеют величину: на фундаменте 95дБ и, с учетом поправки на непостоянство воздействия вибрации, 85 дБ. Таким образом, уровни вибрации, зарегистрированные на фундаментах зданий, находятся выше допустимых значений.
Настоящее экспертное заключение следует рассматривать исключительно как рекогносцировочные инженерно-геофизические исследования с целью определения уровня возможного техногенного вибрационного воздействия на грунтовую толщу, служащую основанием фундаментов зданий на исследованном участке, и на сами здания. Для более полного понимания сложившейся ситуации и изменения её в будущем (в случае проложения трамвайных путей) следует провести более детальные исследования для решения конкретных инженерно-геологических и технических задач с привлечением профильных специалистов.

Приложение 1
Спектральные характеристики полного вектора виброускорения

Точка 2:

Точка 3:


Точка 7:


Точка 8:


Точка 9:


Спектральное отношение поперечных компонентов к продольным (Точка 9):

Спектральное отношение поперечных компонентов к продольным (Точка 11):



Приложение 2

Измерения техногенных вибраций проводилось с помощью аппаратурного комплекса «Дельта-03-м» производства ООО «ЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ» г. Раменское (рис. 1) с использованием трехкомпонентного велосиметра (измерителя скорости смещения) СПВ-3К и акселерометра (измерителя ускорения смещения).
Рис. 1 Комплект автономной сейсмологической аппаратуры для регистрации параметров вибрационного поля
Для оценки параметров вибрационного поля датчик устанавливался на грунт и экранировался от ветрового и шумового воздействия пластиковым коробом. Положение измерительного датчика на местности выбиралось по возможности вдали от подземных объектов и коммуникаций.


Рис. 1 Комплект автономной сейсмологической аппаратуры для регистрации параметров вибрационного поля

Длительность измерений в каждой точке, согласно действующим рекомендациям (SESAME, 2004) и опыту аналогичных работ, составляет порядка 35-40 секунд (для частот не ниже 0,1 Гц). Пример записи приведен на Рис. 2   Запись данных с измерительных датчиков проводилась на встроенный жесткий диск прибора «Дельта-03-м». Обработка полевых данных проводилась с помощью программного комплекса «Вибро-ВН», являющегося разработкой ООО «НИИ ГЕОТЕХ» (см. Рис. 3).



Рис. 2 Пример записи виброускорения колебания грунта и его спектра при прохождении трамвая. (Точка 2)


 
Рис.3 Рабочее окно программного комплекса «Вибро-СО»

Возможности программного комплекса «Вибро-ВН» следующие:
  1. Визуализация измеренных данных, определение амплитудных и временных параметров записи;
  2. Оценка спектральной плотности сигнала с помощью преобразования Фурье;
  3. Оценка плотности спектральной мощности методом Уэлча (для случайных сигналов);
  4. Расчет действующего, среднего и максимального значений амплитуды сигнала, преобладающей частоты, коэффициента пространственного затухания и нормированной площади спектра.
  5. Частотная фильтрация и удаление постоянной составляющей;
  6. Построение спектрограмм для спектров Фурье и Уэлча.
  7. Построение пространственных годографов для полного вектора вибрации.
  8. Расчет функции взаимной корреляции и автокорреляции;
  9. Расчет отношений спектральных компонент и построение фазовых портретов.
  10. Определение добротности колебаний.

В ходе обработки и интерпретации полевых записей определялись основные параметры вибрационного поля, которые корреляционно связаны со скоростью распространения акустических волн в грунте. Наиболее важными среди них являются: максимальная виброскорость (мм/сек), максимальное виброускорение (мм/сек2), средневзвешенная частота F (Гц), площадь нормированного спектра S. Последняя характеристика корреляционно связана с затуханием акустической волны. Характерные для данного объекта результаты приведены в таблице (см. Табл.2).

Поскольку измеряемый процесс является случайным для него могут не выполняться условия существования спектра Фурье. Поэтому спектрального оценивания для случайных процессов используется спектр плотности спектральной мощности. Вычисление спектра производилось методом Уэлча. Основная часть энергии вибрационного поля, регистрируемого на грунте, располагается в диапазоне частот от 20 до 40 Гц. (Рис.5)
Дляоценки характера регистрируемых колебаний определялось спектральное соотношениепоперечных компонент к продольной (спектр Накамуры) Рис. 6

Из полученных данных следует, что в диапазоне частот от 20 до 40 Гц преобладают поперечные компоненты колебаний.
Зафиксированное максимальное значение амплитуды виброскорости равно 2.7 мм\сек. Согласно п. 6.13 «Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых вблизи источников динамических воздействий» СП 22.13330.2011 в пределах зон, где скорость колебания поверхности грунта (виброскорость) более 15 мм/с (от импульсных источников динамических воздействий) или 2 мм/с (от прочих источников), необходимо производить расчет длительных осадок от совместного действия статических и динамических нагрузок (виброползучесть). При этом необходимо принимать в расчет уменьшенное значение модуля деформации грунтов, которое должно определяться, как правило, по результатам испытаний (п. 6.13.13330.2011). При наличии в разрезе динамически неустойчивых грунтов, действие техногенных вибраций может способствовать развитию деформаций.
В соответствии с МГСН 2.04-97. (Таб. 3) допустимые уровни вибраций для зданий категории Б составляют 72-81 дБ. Зарегистрированные значения в пересчете на дБ имеют величину: - на фундаменте 20lg(V\V0)=20lg(2,7*10-3\5*10-8)=95дБ, с учетом поправки на непостоянство вибрации - 95-10=85 дБ
Таким образом, с учетом поправки на непостоянство вибрационного воздействия, зарегистрированные на фундаменте здании уровни вибраций, находятся выше допустимых значений.

Выводы и рекомендации

Уровень зафиксированного на грунте в момент измерений превышает 2 мм\сек. При наличии в разрезе динамически неустойчивых грунтов, действие техногенных вибраций может способствовать развитию деформаций (СП 22.13330.2011).

С учетом поправки на непостоянство вибрационного воздействия, зарегистрированные на здании уровни вибраций, могут быть выше допустимых значений (МГСН 2.04-97)

Для уменьшения уровня динамического воздействия на грунтовое основание и конструкции здания могут быть рекомендованы мероприятии по ограничению скорости движения транспорта, ремонт дорожного покрытия и упрочнение грунтового основания дороги и фундаментов зданий.

Список литературы
  1. СП 47.13330.2012 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения».
  2. СП 11-105-97 «Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть I. Общие правила производства работ».
  3. СП 11-105-97 “Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть VI. Правила производства геофизических исследований”;
  4. РСН 66-87. «Инженерные изыскания для строительства. Технические требования к производству геофизических работ. Сейсморазведка».
  5. СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений».
  6. МГСН 2.04-97. Московские городские строительные нормы. «Допустимые уровни шума, вибрации и требования к звукоизоляции в жилых и общественных зданиях»



Приложение 3










0 комментариев

Добавить комментарий

Имя:*
E-Mail:
Подтвердите что вы не робот: *