Wysokie obiekty budowlane w więk-szości przypadków charakteryzują się zdecydowaną przewagą wymiaru pio-nowego w porównaniu z wymiarami poziomymi. Można przyjąć, że sposób wyburzania takich obiektów wiąże się najczęściej z obalaniem na podłoże bryły o dużej masie przez zastosowa-nie podcięcia, w dolnej części obiektu, włomem wykonywanym z zastosowa-niem MW.
Do wykonania włomu używa się sto-sunkowo niewielkiej masy MW w po-staci ładunków umieszczonych w otworach nad powierzchnią terenu.
Ładunki detonowane są milisekundo-wo, co dodatkowo obniża efekt sejs- miczny wzbudzany użyciem MW [3].
Najczęściej główne oddziaływanie to drgania wzbudzone upadkiem dużej masy na podłoże.
Jak wynika z rys. 4, zarówno drgania podłoża, jak i powietrzna fala uderze-niowa, wzbudzone detonacją MW, nie mają większego znaczenia jako czyn-nik oddziaływania na otoczenie. Są to wartości śladowe w porównaniu z oddziaływaniem upadku komina na podłoże.
Przeprowadzona analiza tercjowa drgań i ciśnienia powietrznej fali ude-rzeniowej wykazała, że drgania pod-łoża charakteryzują się dominującą częstotliwością 6,61 Hz, a w zapisie PFU dominuje częstotliwość 3,98 Hz.
Wysokie częstotliwości związane z detonacją MW nie znajdują swojego odbicia w strukturze zarówno drgań, jak i PFU. Oznacza to, że dokumen-tując oddziaływanie robót wyburze-niowych kominów żelbetowych, należy zwrócić uwagę przede wszystkim na fazę upadku bryły o dużej masie na podłoże. W takich przypadkach wszel-kie prognozy, które są oparte na ma-sie użytego MW, nie powinny być pro-wadzone [3].
0 2000 4000 6000 8000 10000
czas, ms
Rys. 5 Ι Zapis drgań i ciśnienia wzbudzonych w czasie wyburzania wieży szybowej o kon-strukcji stalowej
0 4000 8000 12000 16000
czas, ms
Rys. 4 Ι Zapis drgań i nadciśnienia wzbudzonych w czasie wyburzania komina żelbetowego
technologie
Do wysokich obiektów budowlanych zalicza się również wieże szybo- we. Wyburzanie (obalanie) tych kon-strukcji polega na podcięciu elemen-tów stalowych ładunkami kumula-cyjnymi, umieszczanymi na pewnej
wysokości nad powierzchnią terenu.
W przypadku detonacji ładunków MW kumulacyjnych należy się liczyć z sil-nym oddziaływaniem PFU (rys. 5).
Przeprowadzona analiza tercjowa drgań i ciśnienia PFU zmierzonych
na posesji obiektu chronionego wy-kazała, że drgania fundamentu bu-dynku mieszkalnego charakteryzu-ją się dominucharakteryzu-jącą częstotliwością 5,01 Hz, a w zapisie PFU dominu-je częstotliwość 39,81 Hz. Wynika stąd, że drgania podłoża zostały wzbudzone przez upadek wieży szy-bowej na podłoże, natomiast mikro-fon do pomiaru ciśnienia PFU zmierzył silne oddziaływanie detonacji MW w otoczeniu w postaci nadciśnienia, które wykracza również poza zakres częstotliwości charakterystycznych dla infradźwięków. W tym przypad-ku oddziaływanie można przypisać fali dźwiękowej (huk spowodowany detonacją MW nad powierzchnią terenu).
Identyfikacja oddziaływania, nie tyl-ko w sensie wieltyl-kości mierzonego parametru, jest bardzo istotna, szczególnie gdy na podstawie prze-prowadzonych pomiarów należy doko-nać oceny wpływu robót na otoczenie.
S osnowiec - zbiorniki stanowisko 3b
0 1000 2000 3000 4000 5000
czas, ms
Rys. 6 Ι Zapis drgań i ciśnienia PFU wzbudzonych w czasie wyburzania zbiornika żelbetowego
1 2 4 6 8 10 20 40 60 80100 budynek 3, s eria II
s kładowa x budynek 3, s eria II
s kładowa x granice stref SWD-I
granice stref SWD-I
Rys. 7 Ι Ocena oddziaływania drgań na podstawie pełnego zapisu miernika
a b
technologie
Bezkrytyczne przyjęcie informacji wy-nikającej z pomiarów może prowadzić do mylnej oceny oddziaływania w kon-tekście normy. Przykładem mogących wystąpić zdarzeń jest wyburzanie konstrukcji stalowych lub żelbeto-wych z zastosowaniem ładunków MW kumulacyjnych. Detonowanie takich ładunków na otwartej przestrzeni (na-wet osłoniętych) wzbudza w otocze-niu bardzo silną impulsową falę dźwię-kową i powietrzną falę uderzeniową.
W przeciwieństwie do wyburzania kominów żelbetowych najsilniejsze oddziaływanie w takich przypadkach rejestruje się w momencie detonowa-nia ładunków MW. Upadek masy może być istotny, jednak często staje się oddziaływaniem drugoplanowym. Na rys. 6 przedstawiono zapisy drgań i nadciśnienia zarejestrowane w cza-sie wyburzania zbiorników żelbeto-wych położonych na pewnej wysokości na podporach (słupach żelbetowych).
Wyburzenie przeprowadzono przez ścięcie słupów ładunkami MW kumu-lacyjnymi, co powodowało
przewró-cenie konstrukcji i upadek zbiorników na podłoże. Analizując rys. 6, można zauważyć, że na sejsmogramie drgań fundamentu zaznaczają się wyraźnie dwie fazy. Faza I o wysokich często-tliwościach związana z detonacją MW oraz faza II o niskich częstotli-wościach wzbudzona upadkiem kon-strukcji na podłoże. Dla wyjaśnienia mechanizmu powstania zapisu w fa-zie I przeprowadzono analizę tercjową struktury sejsmogramu. Porównano strukturę drgań dla pełnego zapisu ze strukturą dla fazy I i II. Z porównania wynikał wyraźny rozdział częstotliwo-ści dla poszczególnych faz. Czy wy-sokie częstotliwości zarejestrowane w czasie detonacji MW były propago-wane podłożem, czy też miernik drgań zareagował na ciśnienie przenoszone przez powietrze?
Badania przeprowadzone w Stacji Badawczej AGH w Regulicach wy-kazały jednoznacznie, że istnieje możliwość, iż nadciśnienie powie-trza może oddziaływać na miernik drgań, powodując zakłócenie sygnału
-2.0
0 2000 4000 6000 8000
czas, ms
Rys. 8 Ι Zapis drgań i nadciśnienia wzbudzonych w czasie likwidacji koparki wielonaczyniowej z zastosowaniem MW
i utworzenie pseudosygnału sejs- micznego [5], [6].
W ramach badań dokonano odpalenia ładunku MW (500 g) na powierzchni, a pomiary drgań wykonano dwoma miernikami jednocześnie zamocowa-nymi na tej samej ścianie budynku laboratorium – jeden miernik zamo-cowano na zewnątrz budynku, a dru-gi wewnątrz na tej samej wysokości.
W zakresie częstotliwości niższych struktura drgań się pokrywała, a miernik zamocowany na zewnątrz zarejestrował dodatkowo pseudo-sygnał o wysokiej częstotliwości, któ-ry nie miał nic wspólnego z oddziały-waniem drgań na ścianę budynku.
Zapis w postaci drgań o wysokiej czę-stotliwości nie dotyczy drgań propa-gowanych od źródła do fundamentu przez podłoże gruntowe – był efektem oddziaływania nadciśnienia na sam miernik.
Wnioski są bardzo ważne w przy-padku dokonywania oceny oddzia-ływania robót wyburzeniowych na obiekty budowlane w otoczeniu.
Zakwalifikowanie do analizy całego zapisu dokonanego przez miernik drgań zainstalowany na fundamen-cie obiektu chronionego jako drgań propagowanych przez podłoże skut-kuje zastosowaniem do oceny normy PN-B-02170:1985 [4], która jak już wspomniano wcześniej, dotyczy wła-śnie tego typu oddziaływania. Ocenę oddziaływania dla takiego przypadku przedstawiono na rys. 7a (dla me-tody pośredniej). Wynika z niego, że drgania należy zakwalifikować do III strefy oddziaływania.
Jeżeli się weźmie pod uwagę, że drgania propagowane przez podłoże, a więc podlegające ocenie za pomo-cą skal SWD, dotyczą tylko fazy II, to ocena będzie zdecydowanie inna – drgania należy zakwalifikować do strefy I (rys. 7b).