Stena na placu i kuće na dvadesetak metara od iskopa. U toj situaciji investitor se pita da li sme da minira, a komšije da li će im popucati zidovi. Odgovor na oba pitanja zavisi od iste stvari: koliko se tlo zatrese ispod najbližeg temelja.
Ta veličina se računa unapred i meri pri svakom miniranju. U ovom tekstu objašnjavamo kako vibracije nastaju, koje vrednosti se smatraju bezbednim za objekte, kojim tehnikama se smanjuju i kako ceo postupak izgleda na terenu.
Kontrolisano miniranje je miniranje u kome se količina eksploziva, raspored bušotina i redosled paljenja proračunavaju tako da vibracije, vazdušni udar i razlet komada ostanu ispod granica zadatih pre početka radova. Na kamenolomu je cilj da se sa što manje bušenja dobije što više izlomljene stene. Blizu kuća cilj je drugačiji: stena mora da se izlomi, a okolina ne sme da pretrpi štetu.
Zbog toga se koristi manje eksploziva po bušotini, bušotine su gušće i pliće, a jedno veliko miniranje zamenjuje se sa više manjih. Posao traje duže, ali se svaki njegov deo može izmeriti i po potrebi ispraviti.
Kada se punjenje u bušotini aktivira, najveći deo energije lomi i pomera stenu. Manji deo se kroz tlo širi kao talas, slično krugovima na vodi. Kada talas stigne do temelja, objekat nakratko zatreperi. Što je talas jači, veća je verovatnoća da se na zidovima pojavi pukotina.
Jačina tog talasa izražava se kao brzina oscilovanja tla, u milimetrima u sekundi (mm/s). To je brzina kojom se čestice tla pomeraju tamo-amo dok talas prolazi. Meri se seizmografom postavljenim uz temelj objekta koji se štiti.
Najčešća zabluda je da vibracije zavise od ukupne količine eksploziva. Zavise od količine koja se aktivira u istom trenutku. Ako se sto kilograma eksploziva aktivira odjednom, objekat prima udar od sto kilograma. Ako se ista količina podeli na dvadeset bušotina po pet kilograma, a bušotine se pale jedna za drugom u razmacima od nekoliko desetina milisekundi, objekat prima dvadeset slabih udara od po pet kilograma. Stena je izlomljena u oba slučaja, a vibracije su višestruko manje.
Druga veličina je rastojanje. Talas slabi dok putuje kroz tlo, i to brzo: na dvostruko većem rastojanju vibracije su više nego dvostruko slabije. Zato se za svako rastojanje može izračunati najveća količina eksploziva po intervalu paljenja koja neće preći zadatu granicu. Što je kuća bliže, ta količina je manja.
Isto miniranje ne daje iste vibracije na svakom terenu. Čvrsta stena prenosi talas drugačije nego glina ili nasuto tlo, a pukotine i slojevi ga dodatno menjaju. Važna je i frekvencija, odnosno koliko brzo tlo treperi. Zgrade lakše podnose brzo treperenje nego sporo, jer sporo treperenje može da se poklopi sa njihovim prirodnim njihanjem. Zbog toga se granice dozvoljenih vibracija zadaju u zavisnosti od frekvencije, a ne kao jedan broj.
Za ocenu uticaja miniranja na zgrade u regionu se najčešće koristi nemački standard DIN 4150-3. On daje orijentacione vrednosti brzine oscilovanja na temelju objekta ispod kojih se oštećenja ne očekuju. Vrednosti zavise od vrste objekta i frekvencije.
| Vrsta objekta | Orijentacioni opseg na temelju | Šta to znači u praksi |
|---|---|---|
| Industrijski i poslovni objekti | 20–50 mm/s | Najveća tolerancija, robusne konstrukcije |
| Stambene kuće i zgrade | 5–20 mm/s | Niža granica važi za sporo, viša za brzo treperenje |
| Osetljivi i stari objekti | 3–10 mm/s | Najstroži uslovi, najmanja punjenja |
Koja granica važi za konkretan posao određuje se tehničkom dokumentacijom, prema stanju i nameni objekata u okolini. Kod stare kuće od kamena ili ćerpiča usvaja se stroža vrednost nego kod nove armiranobetonske zgrade na istom rastojanju.
Ljudi osećaju vibracije daleko ispod vrednosti koje mogu da oštete zgradu. Treperenje poda primećuje se već ispod jednog milimetra u sekundi, a to je nekoliko puta manje od najstrože granice za stambene objekte. Zato stanari redovno osete miniranje koje je za kuću potpuno bezbedno.
Osećaj pojačava i zvuk. Vazdušni talas zatrese prozore i vrata, pa događaj deluje jače nego što pokazuje merenje na temelju. Zbog toga je merenje važno i za investitora i za komšije: umesto utiska, postoji izmerena vrednost koja se poredi sa granicom.
Vibracije se ne smanjuju jednom merom, već kombinacijom nekoliko njih. Koje će se primeniti zavisi od rastojanja, stene i zadate granice.
Ovo je osnovna mera. Bušotine se ne pale istovremeno, već jedna za drugom, sa razmacima koji se mere milisekundama. Svaka bušotina proizvodi svoj mali talas, koji oslabi pre nego što stigne sledeći. Celo miniranje i dalje traje oko jedne sekunde ili kraće, ali se energija oslobađa u nizu, a ne odjednom.
U bušotinu manjeg prečnika staje manje eksploziva po metru dubine. Kada se uz to iskop radi u nižim etažama, bušotine su kraće i svaka nosi malo punjenje. Bušotina ima više, ali nijedna sama ne može da proizvede jak talas.
Kada ni jedna cela bušotina ne sme da se aktivira odjednom, punjenje u njoj deli se na dva ili više delova odvojenih inertnim materijalom. Svaki deo ima svoj detonator i svoje vreme paljenja. Tako se količina po intervalu smanjuje i ispod onoga što staje u jednu bušotinu.
Podela na intervale radi samo ako se svako punjenje aktivira tačno kada je predviđeno. Ako se dva punjenja slučajno aktiviraju u istom trenutku, njihovi talasi se sabiraju. Neelektrični i elektronski sistemi iniciranja omogućavaju da svaka bušotina dobije svoje vreme, a elektronski detonatori to vreme drže sa najvećom tačnošću.
Stena koja ima kuda da se pomeri troši energiju na lomljenje i kretanje. Stena koja je stegnuta sa svih strana veći deo energije predaje tlu u vidu vibracija. Zato se iskop otvara tako da svaki red bušotina ima slobodnu površinu ispred sebe, a paljenje se po pravilu vodi od objekta koji se štiti ka slobodnoj strani.
Uz ivicu iskopa koja je okrenuta ka susednom objektu buši se gust niz bušotina sa vrlo slabim punjenjem. Tako se dobija ravan zid, a stena iza njega ostaje neoštećena. To je važno kada je temelj susedne kuće blizu ivice iskopa, jer stena ispod tog temelja mora da zadrži nosivost.
Vibracije tla nisu jedini uticaj na okolinu. Vazdušni udar je talas pritiska koji se širi kroz vazduh i trese stakla. Smanjuje se pravilnim začepljenjem gornjeg dela bušotine, kako energija ne bi izlazila kroz otvor. Razlet komada sprečava se istim začepljenjem, ispravnim rasporedom bušotina i pokrivanjem minskog polja teškim prostirkama ili mrežama. Pre svakog miniranja zona se obezbeđuje, a ljudi se sklanjaju na bezbedno rastojanje.
Kontrolisano miniranje blizu kuća odvija se utvrđenim redosledom. Svaki korak daje podatke za sledeći.
Probno miniranje je korak koji se ne preskače. Formule daju dobru polaznu procenu, ali tek merenje pokazuje kako se konkretno tlo ponaša.
Propisana najmanja udaljenost koja važi za svaki teren ne postoji. Uslov je da vibracije na temelju ostanu ispod usvojene granice, a to se postiže smanjivanjem punjenja kako se rastojanje smanjuje. Na nekoliko desetina metara obično ima dovoljno prostora za punjenja kojima se radi efikasno. Na desetak metara punjenja postaju vrlo mala, bušotine guste, a napredovanje sporo.
Postoji rastojanje ispod kog miniranje više nema smisla, jer bi dozvoljeno punjenje bilo premalo da izlomi stenu. Tada se pojas stene uz sam objekat uklanja mehanički, a ostatak iskopa se minira. Ta kombinacija je česta kod temelja u gusto izgrađenim ulicama. Kako takav iskop izgleda opisali smo na stranici iskop za temelje objekata.
Deo posla pripada investitoru, i što se ranije uradi, radovi teku mirnije:
Izvođač koji radi blizu objekata treba da pokaže kako je odredio količinu eksploziva po intervalu i čime će meriti vibracije.
Kada je stene malo, kada je meka ili kada je objekat na samo nekoliko metara, hidraulični čekić ili sredstva koja stenu cepaju bez eksplozije mogu biti bolji izbor. Sporiji su, ali ne proizvode udar. Poređenje metoda dali smo u tekstu iskop stene bagerom ili miniranjem.
Ako se na parceli nalazi i stari objekat koji treba ukloniti, to je poseban posao sa drugačijim proračunom. Opisali smo ga u tekstu rušenje objekta miniranjem.
Vibracije od miniranja zavise od količine eksploziva koja se aktivira u jednom trenutku i od rastojanja do objekta. Obe veličine mogu da se izračunaju pre radova i izmere tokom njih. Kada se punjenje podeli na dovoljno male delove, kada se probnim miniranjem proveri kako tlo reaguje i kada se svako miniranje meri, stena može da se ukloni i na parceli okruženoj kućama.
Mining BMB iz Čačka izvodi bušačko-minerske radove od 2003. godine, među njima i specijalna miniranja u urbanim sredinama. Deo izvedenih radova možete da vidite na stranici reference.
Imate stenu na parceli, a kuće su blizu?
Pošaljite nam lokaciju i rastojanja do objekataTo je miniranje u kome se količina eksploziva po intervalu paljenja, raspored bušotina i redosled paljenja proračunavaju tako da vibracije, vazdušni udar i razlet komada ostanu ispod unapred zadatih granica. Primenjuje se blizu kuća, zgrada, puteva i instalacija.
Jedinstvena najmanja udaljenost ne postoji. Uslov je da vibracije na temelju ostanu ispod usvojene granice, pa se punjenje smanjuje kako se rastojanje smanjuje. Na samo nekoliko metara od objekta stena se obično uklanja mehanički.
Može ako se količina eksploziva po intervalu ne prilagodi rastojanju i vrsti objekta. Kada se radi po proračunu, a vibracije se mere i ostaju ispod granice iz standarda, oštećenja se ne očekuju.
Zato što ljudi primećuju vibracije već ispod jednog milimetra u sekundi, što je nekoliko puta manje od granica za stambene objekte. Utisak pojačava i vazdušni talas, koji zatrese prozore i vrata.
To je prvo miniranje na lokaciji, izvedeno sa manjim punjenjem i uz merenje na više mesta. Pokazuje kako konkretno tlo prenosi vibracije, pa se proračun potvrđuje ili ispravlja pre punog obima radova.
Jesu. Za stare objekte i objekte u lošem stanju usvajaju se strože granice nego za nove stambene zgrade, pa se uz njih radi sa manjim punjenjima.
Samo aktiviranje punjenja traje oko jedne sekunde ili kraće. Priprema traje znatno duže: bušenje, punjenje bušotina, pokrivanje minskog polja i obezbeđenje zone zauzimaju veći deo radnog dana.