某市政道路路基強夯振動影響分析

王健

摘? ? 要：本文結(jié)合工程實例介紹強夯施工的原理和施工中振動監(jiān)測方案，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究找出強夯施工的安全距離以指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

關(guān)鍵詞：強夯;振動;振動速度最大值;監(jiān)測;安全距離

1? 前言

強夯法在國際上稱為移動力壓實法或移動力固結(jié)法，是反復(fù)將夯錘提到高處使其自由落下，給地基以沖擊和振動能量，將地基土夯實，從而提高地基的承載能力，降低其壓縮性，改善地基性能。

強夯施工過程中，在夯錘落地的瞬間，一部分動能轉(zhuǎn)化為沖擊波，從夯點以波的形式向外傳播，并引起地表振動。當(dāng)夯點周圍一定范圍內(nèi)的地表振動強度達(dá)到一定數(shù)值時，會引起地表和建筑物、構(gòu)筑物不同程度的損傷和破壞，并產(chǎn)生振動和噪聲等公害。隨著強夯加固技術(shù)的推廣和應(yīng)用，上述影響已引起人們的關(guān)注，因此有必要對強夯引起的地面運動變化規(guī)律及其振動強度對建筑物和構(gòu)筑物的影響進(jìn)行研究。

2? 監(jiān)測任務(wù)

大連某回填區(qū)修建市政道路，擬采用強夯法處理地基，在擬修建的市政道路周邊有現(xiàn)狀建筑物，本次監(jiān)測工作的主要任務(wù)是找出強夯點位置與已有建筑物之間的安全施工距離，以指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

3? 地質(zhì)情況，道路路基由上到下的揭露依次為：

①素填土：灰褐色，由碎石及粘性土組成，碎石含量 60% ，粒徑 2-20cm，碎石成分為板巖、石英巖，局部含有大塊石，塊徑大于 50cm，松散～稍密。本層為新近回填。本層厚1.80m～27.60m，層底標(biāo)高-20.06m～10.04m，層底埋深 1.80m～27.60m。

②卵石：灰黃色，呈亞圓形，主要為石英巖，粒徑 2cm～10cm，含量約 60%，其間隙充填粘性土，飽和，中密。層厚 0.50m～3.30m，層底標(biāo)高-22.03m～-10.25m，層底埋深 16.40m～29.60m。

③紅粘土：紅褐色，可塑～硬塑，干強度高，韌性高，切面有光澤，無搖振反應(yīng)。層厚 1.30m～5.20m，層底標(biāo)高-19.87m～-6.22m，層底埋深 11.20m～27.30m。

④強風(fēng)化板巖：灰黃色，結(jié)構(gòu)大部分破壞，礦物成分顯著變化，巖芯呈碎屑狀，手可折斷，遇水易軟化。可見帶厚 1.20m～5.70 m，孔（層）底標(biāo)高-15.51m～8.32m，孔（層）底埋深 3.00m～20.30 m。

4? 強夯工藝

本次采用點夯夯擊能為8000kN·m;點距為5m。點夯2遍，點夯第一遍夯點與第二遍夯點成正方形布置，滿夯點成正方形布置，錘印搭接1/4d。停夯標(biāo)準(zhǔn)，最后兩擊平均沉夯量不大于200mm。

5? 監(jiān)測依據(jù)

本次強夯監(jiān)測受影響區(qū)域的樓房屬于《爆破安全規(guī)程》中規(guī)定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋，參照GB 6722—2014《爆破安全規(guī)程》第13.2.2條表2，對于一般民用建筑物測點的主振頻率和振動速度的安全標(biāo)準(zhǔn)： f≤10Hz、安全允許質(zhì)點振動速度1.5cm/s～2.0cm/s。

6? 監(jiān)測方案

強夯振動傳播可分為垂直向、水平向（分徑向和環(huán)向），其中水平徑向振動速度最大，本次監(jiān)控以不同距離處的水平徑向數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

根據(jù)試驗?zāi)康?，采用固定監(jiān)測點、移動夯點的方式。選取一廢棄建筑物做試驗，距離監(jiān)測建筑物80m左右的位置作為強夯初始點位置，夯點位置沿道路軸線方向布設(shè)，各夯點中心間距取5m，從最遠(yuǎn)端開始試夯，夯擊能取8000kN·m，試夯時夯點與建筑物之間的場地條件應(yīng)與正式強夯施工時保持一致，避免因場地條件發(fā)生變化導(dǎo)致監(jiān)測結(jié)果無法準(zhǔn)確反應(yīng)實際振動情況。

7? 監(jiān)測數(shù)據(jù)

8? 數(shù)據(jù)分析

從監(jiān)測數(shù)據(jù)和夯擊距離與振動速度最大值關(guān)系曲線可知：

（1）振動的Vmax隨著夯點的距離變大而隨之變小;（2）強夯初期（夯擊2次）與強夯后期（夯擊8～11次）相比，同一距離強夯初期的Vmax相對較小;（3）本次監(jiān)測30m～55m范圍內(nèi)Vmax變化較大，55m～80mVmax逐漸趨于平穩(wěn)。

9? 結(jié)論與應(yīng)用

（1）強夯施工引起的振動，并不完全取決于夯擊能的大小，它與土的性質(zhì)關(guān)系很大，如強夯前期土質(zhì)松軟則每錘夯擊下沉量大，夯擊能消耗于變形能就多，引起的振動就小，Vmax相對較小;隨著夯擊次數(shù)增加，土體強度趨于穩(wěn)定，此時的夯擊能幾乎全部作用在土體的振動上，Vmax相對較大。

（2）強夯施工產(chǎn)生的振動在傳播過程中，其振動能量的衰減隨著夯擊距離的變化存在陡降的拐點，這對有效掌握強夯振動影響具有指導(dǎo)意義。

（3）本次采用8000kN·m夯擊能進(jìn)行試驗，當(dāng)達(dá)到停夯標(biāo)準(zhǔn)距夯擊點距離為45米時Vmax為1.39cm/s小于GB 6722—2014《爆破安全規(guī)程》規(guī)范要求值1.5cm/s，因此本次道路強夯施工應(yīng)在上述距離之外按設(shè)計要求進(jìn)行強夯施工。

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