[논문]공사현장에서 발생하는 진동 측정 및 영향 분석

문가은; 임홍철; 정병호

[국내논문] 공사현장에서 발생하는 진동 측정 및 영향 분석
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문가은 (연세대학교 건축공학과) , 임홍철 (연세대학교 건축공학과) , 정병호 (영원ENG)

Vibration occur at construction sites due to various causes. Starting from the movement of heavy equipments and construction vehicles, the machine crushing of embedded obstacles and rocks creates not only noise but also vibration. Furthermore, the blasting of rocks tops the other causes. In this paper, the measurements of various vibration occurring at the construction site are made and analyzed to determine the magnitude of vibration upon different sources of vibration. The results showed the relative magnitude of vibration for the site studied.

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문제 정의

암반굴착을 위해 발파작업과 암반 파쇄 및 콘크리트 등 지장물 파쇄작업을 진행할 때 지반진동, 소음, 폭풍압, 비산 등의 공해가 발생한다. 본 논문에서는 실제 공사현장에서 일어나는 진동을 지정된 계측위치와 주변 건물에서 측정하고, 이를 통해 실제 계측값을 확보하였다. 수집된 계측값을 근거로, 각기 다른 진동 원인에 따른 발생 진동의 크기를 정량화하고, 발파 및 파쇄의 안전여부를 분석하였다.

제안 방법

본 논문에서는 실제 공사현장에서 일어나는 진동을 지정된 계측위치와 주변 건물에서 측정하고, 이를 통해 실제 계측값을 확보하였다. 수집된 계측값을 근거로, 각기 다른 진동 원인에 따른 발생 진동의 크기를 정량화하고, 발파 및 파쇄의 안전여부를 분석하였다.
PVS는 최대의 벡터합(Peak pseudo Vector Sum)으로 지반진동의 세 측정성분 x(t), y(t), z(t)의 PPV 값 (L, T, V)의 벡터합(vector sum)을 뜻한다. # 진동은 PPV와 PVS 어느 값으로도 해석이 가능하며, 본 실험에서는 PPV 값을 구하여 허용기준과 비교하였다.
현재 지하굴토 공사가 진행 중인 서울 시내 한 공사현장에서 1) 콘크리트 지장물 파쇄, 2) 암반 파쇄, 3) 암반 발파에 따른 3가지 진동을 측정하였다. 진원과 측정기 사이의 거리는 13.
9 미터이다. 진동계측기를 이용하여 변위, 진동속도, 진동가속도를 모두 측정하였다 (사진 1). 발파패턴은 3가지로 구분하여, 1) 정밀 진동제어 발파 - 장약량 0.
5 kg, 2) 소규모 진동제어 발파 - 장약량 0.75 kg, 3) 소규모 진동제어 발파 - 장약량 1.0 kg로 발파를 시행하였다 (사진 2).
이로써, 현장에서의 진동 관리 중 암반 발파가 가장 중요하며, 이 결과를 토대로, 앞으로 현장에서 진동 관리에 주요 근거자료로 사용할 수 있다. 인접 건물에 대한 진동값도 함께 측정하여, 안전성을 평가하였다.

성능/효과

측정결과, 3가지 종류의 진동 원인에 대해, 지장물 파쇄 < 암반 파쇄 < 암반 발파 순으로 그 크기가 증가하였다. 암반 파쇄는 콘크리트 지장물 파쇄의 약 3배 값을, 그리고, 암반 발파는 암반 파쇄에 비해 무려 15배의 진동을 나타냈다 (표 1).
측정결과, 3가지 종류의 진동 원인에 대해, 지장물 파쇄 < 암반 파쇄 < 암반 발파 순으로 그 크기가 증가하였다. 암반 파쇄는 콘크리트 지장물 파쇄의 약 3배 값을, 그리고, 암반 발파는 암반 파쇄에 비해 무려 15배의 진동을 나타냈다 (표 1). 이로써, 현장에서의 진동 관리 중 암반 발파가 가장 중요하며, 이 결과를 토대로, 앞으로 현장에서 진동 관리에 주요 근거자료로 사용할 수 있다.

후속연구

암반 파쇄는 콘크리트 지장물 파쇄의 약 3배 값을, 그리고, 암반 발파는 암반 파쇄에 비해 무려 15배의 진동을 나타냈다 (표 1). 이로써, 현장에서의 진동 관리 중 암반 발파가 가장 중요하며, 이 결과를 토대로, 앞으로 현장에서 진동 관리에 주요 근거자료로 사용할 수 있다. 인접 건물에 대한 진동값도 함께 측정하여, 안전성을 평가하였다.

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