高填方路基填筑壓實(shí)作業(yè)對周邊密集民房群的影響分析

張家日

摘要：高填方路基填筑壓實(shí)作業(yè)會用到壓路機(jī)等重型作業(yè)裝備，作業(yè)期間產(chǎn)生的持續(xù)高強(qiáng)度振動會對周邊密集民房群的安全造成嚴(yán)重威脅。文章以新建貴陽樞紐某高填方路基施工現(xiàn)場為研究對象，對填筑壓實(shí)作業(yè)中壓路機(jī)的振動特征進(jìn)行監(jiān)測，研究了減震溝對振動波傳播規(guī)律的影響，從而分析了高填方路基填筑壓實(shí)作業(yè)對周邊密集民房群的影響，為消除路基施工對周邊房屋造成的安全隱患提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高填方路基;壓路機(jī);密集民房群;減震溝;振動特征

中圖分類號：U416.04 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.10.009

文章編號：1673-4874（2019）10-0029-03

0引言

如今，交通建設(shè)正迅猛發(fā)展，大量新建工程的開展需考慮對周邊房屋的影響，施工中高強(qiáng)度振動將會對周邊密集民房群的穩(wěn)定性造成嚴(yán)重威脅，直接影響周邊居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。現(xiàn)階段，施工振動研究主要集中于工程爆破界。20世紀(jì)50年代，美國在水電站爆破施工建設(shè)過程中通過多組實(shí)驗(yàn)對比，得知減震溝槽對爆破振動具有優(yōu)異的減振作用。但是減震溝槽的作用機(jī)理十分復(fù)雜，其不僅與巖石力學(xué)和爆破地震學(xué)相關(guān)，還涉及到波動理論、彈性波能量理論等，因此僅從理論計(jì)算分析來研究減震溝槽的減震機(jī)理相當(dāng)困難且難以顧全。目前我國研究人員采用數(shù)值模擬軟件對減震溝的減震作用進(jìn)行分析，從計(jì)算模擬的結(jié)果數(shù)據(jù)中總結(jié)出減震溝的減震效果。

為減小路基施工對周邊民房群產(chǎn)生的影響，有必要對振動波的傳播規(guī)律和施工振動在減震溝施工前后對高填方路基周邊密集民房群的影響進(jìn)行研究，為消除路基施工振動對周邊房屋造成的安全隱患提供重要依據(jù)，進(jìn)而保障周邊居民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

1工程概況

新建貴陽樞紐小碧經(jīng)清鎮(zhèn)東至白云聯(lián)絡(luò)線的金陽車站位于貴陽市觀山湖區(qū)上麥村及下麥村，該段車站路基的最大填方高度為17.9m，AB組填料為7.5萬m，過渡段級配碎石為6800m，表層級配碎石為1500m。該線路的D1K62+516.82-D1K62+750段左側(cè)為密集民房區(qū)域，大部分房屋為年代久遠(yuǎn)、無框架基礎(chǔ)的單磚墻結(jié)構(gòu)，并且多數(shù)房屋加蓋了2-3層，房屋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性極差。在進(jìn)行路基填筑壓實(shí)作業(yè)時，將會用到壓路機(jī)等重型作業(yè)裝備，作業(yè)期間產(chǎn)生的持續(xù)、高強(qiáng)度振動將會對周邊密集民房群的穩(wěn)定性造成嚴(yán)重威脅。

施工現(xiàn)場使用大型機(jī)械為振動壓路機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下頁表所示。

2振動監(jiān)測方案設(shè)計(jì)

考慮無減震溝和有減震溝兩種工況，分別在減震溝施工前后測得相關(guān)數(shù)據(jù)。結(jié)合本項(xiàng)目高填方路基的技術(shù)條件和環(huán)境，初步擬定監(jiān)測方案及測點(diǎn)布置如圖1所示。

根據(jù)高填方路基施工現(xiàn)場實(shí)際情況，壓路機(jī)位于距路基邊緣5m處來回振動，減震溝與路基坡腳水平距離為5.5m，民房與路基坡腳水平距離為9.5m，監(jiān)測點(diǎn)設(shè)于民房房屋靠近路基側(cè)外墻下的地面處。

3振動波監(jiān)測結(jié)果

對現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)采用Blasting VibrationAnalysis振動分析軟件進(jìn)行微分運(yùn)算分析，得到監(jiān)測位置質(zhì)點(diǎn)振動峰值速度信號，其中測振儀記錄速率為16000sps，記錄長度為1.000S。在減震溝施工前后，各監(jiān)測壓路機(jī)碾壓3次。

（1）減震溝施工前監(jiān)測點(diǎn)振動監(jiān)測結(jié)果如表1-3所示。

（2）減震溝施工后監(jiān)測點(diǎn)振動監(jiān)測結(jié)果如表4-6所示。

由表1-6可知，為能夠使模擬結(jié)果更貼近實(shí)際情況，可通過同時監(jiān)測X、Y、Z三軸方向的振動速度峰值，進(jìn)而分析現(xiàn)場機(jī)械振動中民房的應(yīng)力響應(yīng)。從質(zhì)點(diǎn)速度峰值曲線上可以看出，民房受到的振動響應(yīng)主要集中在Y方向上。Y方向上的相對速度曲線如圖2所示。

在減震溝施工后，第一次碾壓監(jiān)測的民房結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)衰減率為27.03%，第二次碾壓監(jiān)測的民房結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)衰減率為31.25%，第三次碾壓監(jiān)測的民房結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)衰減率為37.5%，平均衰減率為31.93%。

4 結(jié)語

本文通過監(jiān)測新建貴陽樞紐小碧經(jīng)清鎮(zhèn)東至白云聯(lián)絡(luò)線的金陽車站高填方路基工程施工，分析了周邊民房在機(jī)械施工時的結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)情況及減震溝施工前后振動響應(yīng)衰減情況，得到如下結(jié)論：

（]）從減震溝對民房結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)的影響上看，民房結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)主要集中在丫方向上，減震溝在削減振動速度方面作用效果明顯。

（2）在設(shè)置減震溝后，測點(diǎn)的速度峰值相較設(shè)置減震溝前都有大幅度下降，三次碾壓監(jiān)測的民房結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)衰減率分別為27.03%、31.25%、37.5%，平均衰減率為31.93%。說明設(shè)置減震溝，能夠有效減小壓路機(jī)產(chǎn)生的施工振動對周邊民房群的影響。

（3）在無減震溝作用下，結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)的振動速度大于規(guī)范中安全允許質(zhì)點(diǎn)振動速度，房屋存在安全隱患;在減震溝作用下，結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)的振動速度在規(guī)范中的安全允許質(zhì)點(diǎn)振動速度范圍內(nèi)，房屋暫不存在安全隱患。