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強(qiáng)夯振動(dòng)影響范圍和建筑安全監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)

文檔作者：賈榮剛文檔來(lái)源：河北省水利工程局		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年09月08日
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強(qiáng)夯振動(dòng)影響范圍和建筑安全監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)
賈榮剛
(河北省水利工程局，河北石家莊050021)
【摘 要】 在南水北調(diào)中線漳古段工程中，濕陷性黃土分布廣泛，利用強(qiáng)夯法加固地基，消除黃土濕陷性，達(dá)到壓
實(shí)加固目的。但由于受環(huán)境條件限制，針對(duì)強(qiáng)夯施工帶來(lái)的振動(dòng)安全問(wèn)題，必須進(jìn)行監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)，以維護(hù)工程質(zhì)量和
環(huán)境安全穩(wěn)定。本文根據(jù)該工程提出安全監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)研究成果，并對(duì)施工環(huán)境中的建(構(gòu))筑物進(jìn)行了安全監(jiān)
測(cè)評(píng)價(jià)。
【關(guān)鍵詞】 強(qiáng)夯振動(dòng)；影響范圍；安全監(jiān)測(cè)；評(píng)價(jià)
中圖分類號(hào)：TU472 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-4774(2015)07-0075-04
Influence scope of dynamic compaction vibration and construction
safety monitoring evaluation
JIA Ronggang
(Hebei Province Water Conservancy Bureau，Shijiazhuang 05002 1，China)
Abstract：Collapsible loess is widely distributed in South—to—Noah Water Diversion Project mid—line Zhanggu section work．
Dynamic compaction method is utilized to reinforce foundation and eliminate collapsibility of loess for compaction and
reinforcement．However，vibration safety problem in dynamic compaction construction must be monitored and evaluated due
to limits of environmental conditions，thereby maintaining project quality as well as environment safety and stability．In the
paper，safety detection standards and experiment research results are proposed according to the project． Buildings
(structures)in construction environment has undergone safety monitoring and evaluation．
Key words：dynamic compaction vibration；influence scope；safety monitoring；evaluation
1 引 言
強(qiáng)夯法加固地基施工簡(jiǎn)單，費(fèi)用低，在許多情況下
能滿足工程要求，從而在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。
南水北調(diào)中線漳古段多個(gè)渠道標(biāo)段渠基土體為濕陷性
黃土，采用強(qiáng)夯法對(duì)地基土體進(jìn)行加固處理，可消除黃
土的濕陷性。強(qiáng)夯法施工簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)有效，但強(qiáng)夯施工
引起的地基振動(dòng)會(huì)對(duì)工地附近的建筑物(包括新建水
工建筑物)產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及周邊建筑物的安
全。因此，控制環(huán)境振動(dòng)影響，保障工地附近建構(gòu)筑物
安全是強(qiáng)夯工程順利實(shí)施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。
2 強(qiáng)夯振動(dòng)特征及強(qiáng)夯振動(dòng)影響控制標(biāo)準(zhǔn)
2．1 強(qiáng)夯振動(dòng)特征
強(qiáng)夯振動(dòng)特征的描述一般是從振動(dòng)的三要素(振
幅、頻譜和持時(shí))出發(fā)，振幅的大小反應(yīng)了振動(dòng)的強(qiáng)弱，
而頻譜是對(duì)地面中不同頻率成分之間相對(duì)強(qiáng)弱關(guān)系的
描述。持時(shí)是指強(qiáng)夯地面振動(dòng)的持續(xù)時(shí)間，并且持時(shí)
的重要性與結(jié)構(gòu)的累積破壞效應(yīng)有關(guān)。但是，強(qiáng)夯地
面振動(dòng)的持續(xù)時(shí)間較短，一般不作為主要考慮參數(shù)，因
· 75 ·
■ 水利建設(shè)與管理 2015年·第7期
此，對(duì)于強(qiáng)夯地面振動(dòng)特征的描述主要考慮振幅和頻
譜兩個(gè)參數(shù)。
2．2 強(qiáng)夯振動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)
《強(qiáng)夯地基處理技術(shù)規(guī)程》(CECS 279-2010)指
出，目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有專門的強(qiáng)夯振動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn)，工程界
一般采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《爆破安全規(guī)程》(GB 6722-2014)
的相關(guān)規(guī)定。
強(qiáng)夯振動(dòng)波的傳播方式及衰減規(guī)律與動(dòng)力機(jī)器基
礎(chǔ)的振動(dòng)規(guī)律十分相似，因此，強(qiáng)夯振動(dòng)影響評(píng)價(jià)還可
以參考動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)車間和房屋的允許極限振幅
標(biāo)準(zhǔn)。
3 強(qiáng)夯施工振動(dòng)安全監(jiān)測(cè)
3．1 漳古段SG3標(biāo)強(qiáng)夯施工振動(dòng)安全問(wèn)題
南水北調(diào)中線漳古段SG3標(biāo)渠基強(qiáng)夯施工段K75
+90和K74+410等渠段距離村莊民房較近，環(huán)境振
動(dòng)安全監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)是保障施工區(qū)域社會(huì)和諧的主要監(jiān)
圖例 圇
夯區(qū) 房屋
測(cè)點(diǎn)1
測(cè)點(diǎn)3
測(cè)點(diǎn)2
圖1 臺(tái)口村強(qiáng)夯振動(dòng)監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)布置
表1 強(qiáng)夯區(qū)與臺(tái)口村民房距離
測(cè) 點(diǎn) 測(cè)點(diǎn)1 測(cè)點(diǎn)2 測(cè)點(diǎn)3 測(cè)點(diǎn)4
左岸夯點(diǎn)到民房距離／m 247 249 250 240
右岸夯點(diǎn)到民房距離／m 168 I72 l75 l60
控手段。因此，在施工中重點(diǎn)對(duì)臺(tái)口村和大油村民房、
大油村聯(lián)校教學(xué)樓等進(jìn)行強(qiáng)夯振動(dòng)安全監(jiān)測(cè)與評(píng)估。 3·2·2 振動(dòng)監(jiān)測(cè)結(jié)果
強(qiáng)夯施工段K75+90為填方渠段。渠道右岸夯擊 結(jié)合強(qiáng)夯正常施工，對(duì)強(qiáng)夯區(qū)緊鄰的臺(tái)口村四戶
能為3000kN·m，距臺(tái)口村民房較近；渠道左岸夯擊能
為5000kN·m，距臺(tái)口村民房相對(duì)較遠(yuǎn)。因渠基較低，
渠道左岸與右岸形成自然減振溝，同時(shí)，為有效降低強(qiáng)
夯振動(dòng)效應(yīng)，在右岸邊界沿強(qiáng)夯區(qū)段開(kāi)挖r一條寬
lm、深6m的減振溝。
強(qiáng)夯施工段K74+410為半填半挖地段，渠道地基
強(qiáng)夯施工夯擊能為3000kN·nl。渠道強(qiáng)夯區(qū)距離大油
村聯(lián)校和大油村民房較近，為有效降低強(qiáng)夯振動(dòng)效應(yīng)，
沿渠道強(qiáng)夯區(qū)邊界開(kāi)挖了一條寬1m、深6m的減振溝。
3．2 臺(tái)口村民房強(qiáng)夯振動(dòng)安全監(jiān)測(cè)
3．2．1 測(cè)點(diǎn)布置
采用TC 4850型振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，對(duì)距強(qiáng)夯區(qū)最近的
臺(tái)口村四戶民房進(jìn)行了振動(dòng)監(jiān)測(cè)。具體測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖
1，監(jiān)測(cè)點(diǎn)到強(qiáng)夯區(qū)的距離見(jiàn)表l。
· 76 ·
民房基礎(chǔ)的振動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。夯擊能為3000kN·m和
5000kN·ITI，測(cè)點(diǎn)距離160～250m，共進(jìn)行了31次夯
擊，各測(cè)點(diǎn)振動(dòng)最大振速見(jiàn)表2，測(cè)點(diǎn)各夯次的振動(dòng)實(shí)
測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)下頁(yè)表3(節(jié)選)。
表2 臺(tái)口村民房基礎(chǔ)實(shí)測(cè)最大振速值
實(shí)測(cè)基礎(chǔ)最大振動(dòng)速度
水平徑向( 向) 水平切 (Y向) 垂直向(Z向)
測(cè)點(diǎn)編號(hào)
振幅／ 主頻／ 振幅／ 主頻／ 振幅／ 主頻／
(em／s) Hz (cm／s) Hz (cm／s) Hz
測(cè)點(diǎn)1(民房) O．13 9．3 0．11 8．3 0．19 l2．2
測(cè)點(diǎn)2(民房) O．Il 8．3 0．17 7．4 0．16 l4．1
測(cè)點(diǎn)3(民房) O 08 8．0 0．12 8 7 O．10 12．3
測(cè)點(diǎn)4(民房) O．16 9．7 O．12 9．9 O．36 12．5
賈榮剛／強(qiáng)夯振動(dòng)影響范圍和建筑安全監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)
表3 臺(tái)口村測(cè)點(diǎn)(民房)強(qiáng)夯振動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匯總(節(jié)選)
水平徑向(X向) 水平切 向(Y向) 垂直向(Z向)
測(cè)點(diǎn)編號(hào) 工 況 振動(dòng)參數(shù)
振幅／(cm／s) 主頻／Hz 振幅／(cm／s) 主頻／Hz 振幅／(cm／s) 主頻／Hz
1 O．12 7．5 0．11 8．6 O．15 8．7
渠道右岸強(qiáng)夯施工 夯次
2 0．07 8．1 0．10 7．1 O．14 1O．4
夯擊能3000kN·m
測(cè)點(diǎn)1 3 0．1O 8．3 0．O9 7．5 O．16 10．2
(民房) 9 O．O3 6．1 O．o6 7．O O．()2 8．5
渠道左岸強(qiáng)夯施工 夯次
lO 0．04 6．4 0．O6 7．0 O．02 7．6
夯擊能5000kN·m
l1 O．05 6．3 O．O6 6．9 O．O2 8．7
1
渠道右岸強(qiáng)夯施工 夯次
5 O．09 8．8 0．07 7．9 O．O6 12．3
測(cè)點(diǎn)2 夯擊能3000kN ·m
6 O．09 8．9 0．07 8．2 0．07 12．8
(民房)
渠道左岸強(qiáng)夯施工 9
夯擊能5000kN·m 夯次
12 O．05 7．2 O．03 7．6 0．O1 lO．5
l8 0．07 8．5 0．O8 8．】 0．07 11．4
測(cè)點(diǎn)3 渠道右岸強(qiáng)夯施工 夯次
19 0．07 8．3 O．10 8．3 0．09 J2．2
(民房) 夯擊能3000kN ·131
20 O．O8 8．O 0．11 8．3 0．09 】2．7
8 O．06 6．9 0．0H6 6．8 0．04 8．1
渠道左岸強(qiáng)夯施工 夯次 9 0
． 07 7．1 0．O9 7．2 O．05 8．8
夯擊能5000kN·m
測(cè)點(diǎn)4 10 0．06 7 O O．10 7．2 0．04 8．6
(民房) I8 0．14 7．4 0．1O 8．2 0．26 10．4
渠道右岸強(qiáng)夯施工 夯次
19 O．】5 6．3 O．11 8．1 0．33 l1．2
夯擊能3000kN -m
20 O．15 9．6 O．10 8．2 0．34 11．8
3．3 大油村民房振動(dòng)安全監(jiān)測(cè)
3．3．1 測(cè)點(diǎn)布置
采用TC 4850型振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，選取大油村聯(lián)校和
大油村距離強(qiáng)夯區(qū)最近的三戶民房進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)。具
體測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖2，距強(qiáng)夯區(qū)距離情況見(jiàn)表4。
減震溝
馬路
校
： 器
函
圈 1
口 函測(cè)點(diǎn)
圖2 大油村強(qiáng)夯振動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置
t南
-— 西
表4 強(qiáng)夯區(qū)與大油村民房距離
測(cè) 點(diǎn) 測(cè)點(diǎn) 1 測(cè)點(diǎn) 2 測(cè)點(diǎn) 3 測(cè)點(diǎn) 4
(民房) (民房) (學(xué)校) (民房)
夯檢距／m 215 195 153 2l7
3．3．2 振動(dòng)監(jiān)測(cè)結(jié)果
對(duì)大油村三戶民房基礎(chǔ)和聯(lián)校樓房基礎(chǔ)的振動(dòng)監(jiān)
測(cè)。共進(jìn)行了振動(dòng)測(cè)試35夯次，各點(diǎn)實(shí)測(cè)最大振速值
見(jiàn)表5，測(cè)點(diǎn)各夯次的振動(dòng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)下頁(yè)表6(節(jié)選)。
表5 大油村民房基礎(chǔ)實(shí)測(cè)最大振速值
水平徑 ( 向) 水平切向(Y向) 垂直向(Z向)
測(cè)點(diǎn)編號(hào) 振幅／ 主頻／ 振幅／ 主頻／ 振幅／ 主頻／
(era／s) Hz (era／s) Hz (cm／s) Hz
測(cè)點(diǎn)1(民房) 0．07 5．6 0．07 6．5 0．14 8．8
測(cè)點(diǎn)2(民房) O．20 5．9 0．13 5．8 O．I5 8．8
測(cè)點(diǎn)3
O．O8 5．0 0．O7 5．O O．12 8．9
(大油村聯(lián)校)
測(cè)點(diǎn)4(民房) 0．04 8．3 0．09 8．2 0．12 8 4
· 77·
口水利建設(shè)與管理 2015年·第7期
表6 大油村測(cè)點(diǎn)(民房)強(qiáng)夯振動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匯總(節(jié)選)
水平徑向( 向) 水平切向(Y向) 垂直向(Z向)
測(cè)點(diǎn)編號(hào) 工況 振動(dòng)參數(shù)
振幅／(cm／s) 主頻／Hz 振幅／(cm·s) 主頻Hz 振幅／(em·s) 主頻／Hz
1 0．04 6．O 0．07 6．4 0．07 7．6
測(cè)點(diǎn)1(民房) 夯次 2 0．04 5．1 0．O6 6．5 0．O8 7．8
3 0．04 5．O O．06 6．4 0．O8 9．6
l
測(cè)點(diǎn)2(民房) 夯次 3 0．04 3．1 O．06 5．0 0．09 8．5
4 O．20 5．9 0．1O 5．2 O．O9 6．9
l1 0．O7 4．9 O．06 4．3 O．09 7．9
測(cè)點(diǎn)3(民房) 夯次 l2 0．08 5．O 0．07 4．4 O．09 7．8
l3 O．08 5．3 0．06 4 2 O．1O 8．O
20
測(cè)點(diǎn)4(民房) 夯次 2l O．O3 6．6 0．08 8 3 0．11 8．4
22 0．04 8．3 O．O8 8．3 0．12 8．4
4 建筑物強(qiáng)夯振動(dòng)安全評(píng)價(jià)
4．1 強(qiáng)夯振動(dòng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)
SG3標(biāo)強(qiáng)夯施工區(qū)域涉及到的建(構(gòu))筑物有：新
建排水涵洞、倒虹吸、分水閘等，公路改建的新建橋梁
和橋涵等，均為混凝土鋼筋結(jié)構(gòu)，按新澆混凝土(齡期：
初凝3d)安全允許值考慮；周邊村莊民房多為一層到
二層的磚混結(jié)構(gòu)，大油村聯(lián)校為新建的三層框架結(jié)構(gòu)，
按一般磚房、非抗震結(jié)構(gòu)考慮。
依據(jù)爆破安全規(guī)程(GB 6722 【)(】3)6．2．2條款
規(guī)定，強(qiáng)夯施工期間采取較為嚴(yán)格的安全控制指標(biāo)，見(jiàn)
去1
表7 建筑物振動(dòng)安全允許標(biāo)準(zhǔn) 單位：(~Ill／S
爆破安 工程
序號(hào) 保護(hù)對(duì)象類別 全規(guī)程 標(biāo)準(zhǔn) 備 注
主振頻率0～50Hz
1 土坯房、毛石房屋 O．5—1．O 0．3 很少，無(wú)人住
一般磚房、非抗震的 多數(shù)民房，大油村
2 2．O～2．8 J．O
大型砌塊建筑物 聯(lián)校
3 新澆大體積混凝土 2 新建涵洞、倒虹吸、
． 0—3．O 1．O
齡朗：初凝～3d 分水閘、橋梁、橋涵
4．2 評(píng)價(jià)結(jié)果
4．2．1 新建混凝土建(構(gòu)筑物)
在強(qiáng)夯振動(dòng)試驗(yàn)期問(wèn)，試夯區(qū)鄰近新建大油村北
· 78 ·
交通橋(橋梁和橋涵)距離175～188m；鄰近的油村溝
坡水排水倒虹吸，距離大于300m，試驗(yàn)期間，共進(jìn)行
了2000kN·m、3000kN·m、4000kN·m三種夯擊能，
累汁26次夯擊試驗(yàn)。實(shí)測(cè)結(jié)果為：交通橋梁和倒虹吸
混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)振速均低于儀器設(shè)定的觸發(fā)值
0．05cm／s，處于安全狀態(tài)。
4．2．2 臺(tái)口村民房
強(qiáng)夯加固施1 期，對(duì)臺(tái)口村緊鄰強(qiáng)夯區(qū)的四戶民
房進(jìn)行了31次基礎(chǔ)振動(dòng)監(jiān)測(cè)，實(shí)測(cè)三個(gè)方向的最大振
動(dòng)速度為：
水平徑向振速值為0．13cnr／s，主振頻率9．3Hz；
水平切向振速值為0．17cm／s，主振頻率7．4Hz；
垂直方向振速值為0．36cm／s，主振頻率12．5Hz。
四戶民房均為一般磚混結(jié)構(gòu)，工程采用的振動(dòng)安
全允許值為1．0cm／s，實(shí)測(cè)均小于允許值，施工期房屋
結(jié)構(gòu)處于安全狀態(tài)。
4．2．3 大油村民房
強(qiáng)夯加固施工期，對(duì)大油村緊鄰強(qiáng)夯 的三戶民
房進(jìn)行了35次基礎(chǔ)振動(dòng)監(jiān)測(cè)，實(shí)測(cè)三個(gè)方向的最大振
動(dòng)速度為：
水平徑向振速值為0．20cm／s，主振頻率5．9Hz；
水平切向振速值為0．13cm／s，主 (下轉(zhuǎn)第7頁(yè))

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