强夯施工对邻近建筑物振动的影响

　　为研究强夯施工时振动对邻近建筑的影响，文章测试获取了夯锤以不同级数夯能作用在地面时的振速和主频信息，对振动过程引起的质点速度的时间历程进行现场衰减检测，采用插值计算和曲线拟合的方法界定出周边工业及居住建筑的安全影响距离。

　　关键词:强夯;振动;检测;安全距离

　　强夯法是指用起重设备将重达8~200t的重锤从距离地面5~40m处以自由落体的运动方式反复多次锤击场地的土体，通过对地基土施加冲击能起到降低土的压缩性、提高地基承载力和减少上部结构不均匀沉降的作用。强夯法加固技术自20世界80年代引入中国，在工程中表现出效果显著、施工便捷、节约造价、应用广泛等优点，广泛使用在杂填土、碎石土、砂土与湿陷性黄土等土层的处理和加固中。强夯施工过程中夯锤的冲击能量在土中产生了巨大的冲击波，施工过程中的振动对周边建筑及环境都将产生不利的影响，如影响附近居民的舒适感、造成附近房屋开裂、基础沉降甚至老旧房屋究不同能级夯锤作业时地面振动的峰值与频谱信息，采用插值计算和曲线拟合的方法，确定强夯施工区与工业建筑和居民建筑的最小安全距离。研究成果为类似强夯施工对周边建筑的影响评价价提供参考。

　　1工程概况

　　某项目位于福建省连江县坑园镇颜歧村蛇山及附近，属于罗源湾南岸，海岸曲折，东、西、北三面临海。所在场地回填大量不规则抛石，且填石未经夯实及碾压处理，结构松散，具有明显的架空现象，水平抗力不足，故采用强夯法对该层进行处理。试夯区1采用夯能2000kN·m满夯三遍，夯区搭接1/4。试夯区2先采用夯能3000kN·m满夯一遍，夯区搭接1/4，接着采用夯能4000kN·m点夯一遍，最后再采用2000kN·m满夯一遍，夯区搭接1/4。为了解强夯施工振动对靠近强夯区边界的防护堤和居民区的影响及强夯振动的衰减规律，确定与周边其他在建工程的安全施工最小距离，故对强夯施工过程振动进行现场测试具有重要的现实意义。

　　2振动测试

　　2.1测试方案

　　测试仪器采用TYTEST三轴速度传感器和JM5930动态信号测试分析系统。场地测试时分别对距离防护堤最近的强夯作业区(试夯区1)夯能2000kN·m第二遍及第三遍满夯进行测试;对在场地内的强夯作业区(试夯区2)第一遍夯能3000kN·m满夯及夯能4000kN·m点夯进行测试。在防护堤顶距夯击点22m、23m、35m布设3个测点(测点A、B、C)，在防护堤中布设1个测点(测点D)，测点分布情况如图1所示。在场地内距夯击点10m、20m、30m、50m距离处分别布设4个测点(测点a、b、c、d)，测点分布情况如图2所示。对以上测点在不同夯击能强夯施工作业振动过程引起的质点速度的时间历程进行现场测试。

　　2.2测试结果

　　2.2.1防护堤附近地面强夯部分测试数据及分析对单击夯击能为3000kN·m施工作业振动过程引起的质点速度的时间历程进行现场测试,各测点实测峰值振速、主频统计结果见表1。由表1可以看出，所测强夯施工作业振动过程引起的测点A最大竖向振速为10.9mm/s，相应主频为8.8Hz;最大水平向振速为17.0mm/s，相应主频为6.8Hz。测点B最大竖向振速为9.1mm/s，相应主频为8.3Hz;最大水平向振速为18.5mm/s，相应主频为6.8Hz。测点C最大竖向振速为2.1mm/s，相应主频为6.8Hz;最大水平向振速为5.8mm/s，相应主频为6.8Hz。测点D最大竖向振速为10.0mm/s，相应主频为17.6Hz;最大水平向振速为20.0mm/s，相应主频为15.1Hz。本次测试强夯作业振动过程引起的防护堤最大质点峰值振速为20.0mm/s，对应的主频为15.1Hz，测试结果小于规范要求。根据《中国地震烈度表》，相应于V度地震烈度所对应的峰值速度(2～4)cm/s。依据表1统计结果及Y向各测点速度图表，采用插值计算，工业建筑(允许振动速度为12mm/s)安全影响距离为29m。2.2.2试夯区2场地衰减测试数据及分析对单击夯击能为3000kN·m施工作业振动过程引起的质点速度的时间历程进行现场衰减测试，各测点实测峰值振速、主频统计结果见表2。根据表2的统计结果，对夯能为3000kN·m的场地衰减测试强夯作业过程进行衰减曲线拟合，各方向实测速度值和拟合曲线如图3所示。夯能为3000kN·m的强夯施工作业过程振动对居住建筑(允许振动速度为5mm/s)的安全影响距离约为50m;对工业建筑(允许振动速度为12mm/s)的安全影响距离约为32m。测试结果显示，单击夯击能为2000kN·m时，强夯施工作业过程振动对居住建筑(允许振动速度为5mm/s)的安全影响距离约为45m;对工业建筑(允许振动速度为12mm/s)的安全影响距离约为28m。单击夯击能为3000kN·m时，强夯施工作业过程振动对居住建筑(允许振动速度为5mm/s)的安全影响距离约为50m;对工业建筑(允许振动速度为12mm/s)的安全影响距离约为32m。单击夯击能为4000kN·m时，强夯施工作业过程振动对居住建筑(允许振动速度为5mm/s)的安全影响距离约为55m;对工业建筑(允许振动速度为12mm/s)的安全影响距离约为35m。

　　3结论

　　1)所测强夯施工振动，振幅与距离呈明显衰减规律，峰值振速对应的主频主要分布在1～10Hz，峰值振速对应的主频与距离未见明显变化。2)强夯施工的振动主振频率在1～10HZ，高于建筑物自振频率，不会因共振作用产生破坏。3)为减小强夯施工对邻近建筑物的影响，强夯施工区与邻近建筑的安全距离应满足要求，如因条件限制达不到要求应采取设置隔震沟等方式减少振动的影响。

　　参考文献:

　　[1]张浩,徐海涛,邱桂林,杨德怀.振动对高层建筑上部结构安全影响评估分析[J].建筑结构,2018,48(S2):758-760.

　　[2]吴小波.强夯地基施工振动效应测试与分析[J].建筑结构,2013,43(16):97-99.

　　[3]陆凡东,方向,董文,丁凯,李栋.强夯施工对塑性混凝土防渗墙的振动测试分析[J].振动与冲击,2012,31(1):68-71.

　　作者：施微丹 单位：福州理工学院建筑学院