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強(qiáng)夯振動(dòng)效應(yīng)監(jiān)測(cè)在某工程中的應(yīng)用

文檔作者：畢衛(wèi)國(guó)，李文濤，王超，馬洪濤文檔來(lái)源： (山東省土木工程防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(山東科技大學(xué))		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年11月18日
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112
施工技術(shù)
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY
2013年11月下
第42卷第22期
DOI：10．7672／s鰣s2013220112
強(qiáng)夯振動(dòng)效應(yīng)監(jiān)測(cè)在某工程中的應(yīng)用
畢衛(wèi)國(guó)，李文濤，王超，馬洪濤
(山東省土木工程防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(山東科技大學(xué))，山東青島266510)
[摘要]基于重慶茄子溪碼頭陸域基礎(chǔ)施工工程實(shí)例，采用強(qiáng)夯加固的方案進(jìn)行地基處理的過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)使用了l
臺(tái)Tc一4850振動(dòng)測(cè)試儀對(duì)強(qiáng)夯振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以確定合理的夯擊能及不開(kāi)挖減振溝時(shí)建筑物的安全距離，預(yù)
測(cè)施工中可能出現(xiàn)的情況并及時(shí)采取措施，確保了周邊建筑物的安全，保證了施工的順利進(jìn)行。
【關(guān)鍵詞]地下工程；地基；強(qiáng)夯；監(jiān)測(cè)
[中圖分類(lèi)號(hào)】Tu472．3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1002-8498(2013)22_0112旬3
Appncation of Vibration M0nitOring of Dynamic
Compaction on Some Project
Bi Weigu0，Li Wenta0，Wang ChaO，Ma H0ngta0
(s^nndo，曙Pm移inci口Z‰，岱工060r口fo，y礦ciF以E增ineer打lg D如口s￡er Pre”ent如n口nd肘nigotion
(_s^dndo，培Cmi穢e，苫it，，q廠Science口nJ zkc^nofog)，)，Q打增d口o，Js^口ndo，lg 266510，C^in口)
Abstract：Based on the Qiezixi pier foundation construction project in Chongqing，a TC-4850 Vibration
tester for monitoring of dynamic compaction vibration signal is used in the process of using dynamic
compaction for ground treatment， in order to determine the reasonable compaction energy and building
safety distance without damping ditch． The appearing situation and corresponding treatments are predicted
in time，the safbty of surrounding buildings and the smooth construction are ensured．
Key words：underground；foundations；dynamic compaction；monitoring
1 工程概況
該工程場(chǎng)地地勢(shì)低洼，填土厚度較大，陸域基
礎(chǔ)采用強(qiáng)夯加固的方案進(jìn)行地基處理。
強(qiáng)夯處理區(qū)域按回填厚度的不同共分為2個(gè)施
工區(qū)域，A區(qū)強(qiáng)夯處理面積約78 367m2，場(chǎng)地回填土
平均厚度為16m，已基本回填完成，擬采用
7 000kN·m能級(jí)進(jìn)行強(qiáng)夯處理；C區(qū)強(qiáng)夯面積約
4 152m2，場(chǎng)地平均回填厚度6m，已部分回填完成，
擬采用3 000kN·m能級(jí)進(jìn)行強(qiáng)夯處理。在強(qiáng)夯區(qū)邊
界處為減少對(duì)周邊建筑物的振動(dòng)可適當(dāng)減少夯
擊能。
強(qiáng)夯A區(qū)的周邊環(huán)境復(fù)雜(見(jiàn)圖1)，離夯區(qū)最
近的民房距離約40m；在夯區(qū)外42m處有1棟堡
坎，緊鄰堡坎有一座磚混樓房，由于堡坎自身地基
的不均勻沉降，已出現(xiàn)了多條裂縫，并有外張的趨
勢(shì)；離夯區(qū)尚未回填部分約7m處有1棟陳舊樓房，
也存在裂縫和不均勻沉降。在夯區(qū)和居民區(qū)之間
[作者簡(jiǎn)介]畢衛(wèi)國(guó)，教授，E—majl：414837294@qq．com
[收稿日期】2013m5-17
沿夯區(qū)邊界有一條深達(dá)基巖的管網(wǎng)溝槽，可起到減
振溝槽的作用。一一長(zhǎng)征航諍一一一喲航：睜一一
圖1強(qiáng)夯周邊環(huán)境
Fig．1 SurrOunding envirOnment Of dynamic
compaction area
2強(qiáng)夯振動(dòng)機(jī)理和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
2．1振動(dòng)機(jī)理分析
在進(jìn)行強(qiáng)夯時(shí)，夯錘以沖擊力貫人地基內(nèi)，能
量是通過(guò)夯錘底部和側(cè)面以彈性波傳播的應(yīng)變能
形式向外擴(kuò)散而傳遞的，傳播速度最快的是壓縮
波，剪切波次之，瑞利波最慢。隨著夯錘入土深度
的增加，強(qiáng)夯振動(dòng)在地面的影響范圍也增大。由于
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
畢衛(wèi)國(guó)等：強(qiáng)夯振動(dòng)效應(yīng)監(jiān)測(cè)在某工程中的應(yīng)用
強(qiáng)夯往往是連續(xù)施加的，當(dāng)多次重復(fù)具有一定振幅
的振波疊加就會(huì)使土體孔壓增加，總應(yīng)力增大，應(yīng)
變能累積加大，從而引起地面建筑物的振動(dòng)烈度
增大。
為確定強(qiáng)夯施工對(duì)周?chē)ㄖ锏挠绊懠翱赡?
產(chǎn)生的危害程度，劃分強(qiáng)夯振動(dòng)的影響范圍，在強(qiáng)
夯施工過(guò)程中進(jìn)行振動(dòng)實(shí)測(cè)非常必要。
2．2振動(dòng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
國(guó)內(nèi)外對(duì)于強(qiáng)夯對(duì)建(構(gòu))筑物安全允許振動(dòng)
的評(píng)價(jià)方式有多種，常見(jiàn)的有振動(dòng)強(qiáng)度法、質(zhì)點(diǎn)振
動(dòng)功率法和時(shí)程曲線反應(yīng)譜法等，但沒(méi)有國(guó)家法定
的標(biāo)準(zhǔn)。主要是根據(jù)建(構(gòu))筑物的實(shí)際情況按照
《爆破安全規(guī)程》GB6722—2011確定其安全等級(jí)，
考慮到強(qiáng)夯振動(dòng)的累積作用可能對(duì)建筑物有影響，
強(qiáng)夯振動(dòng)設(shè)防時(shí)采取提高一級(jí)安全等級(jí)設(shè)防的方
式確定強(qiáng)夯安全振速。
2．3本工程涉及建(構(gòu))筑物設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的確定
經(jīng)技術(shù)人員鑒定本工程周邊居民區(qū)的平房、樓
房屬《爆破安全規(guī)程》中規(guī)定的一般磚房，已開(kāi)裂的
堡坎屬非抗震大型砌塊建筑物，其振動(dòng)安全允許標(biāo)
準(zhǔn)為2．0—3．0cm／s，采取提高一級(jí)安全等級(jí)設(shè)防標(biāo)
準(zhǔn)，即：本強(qiáng)夯工程中涉及的主要建(構(gòu))筑物的震
動(dòng)安全允許標(biāo)準(zhǔn)為0．5～1．5cm／s。
3強(qiáng)夯振動(dòng)監(jiān)測(cè)
3．1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
根據(jù)相關(guān)規(guī)程、測(cè)試目的以及對(duì)振動(dòng)測(cè)試儀的
總體要求選用TC4850振動(dòng)測(cè)試儀。
3．2測(cè)點(diǎn)布置
根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)的規(guī)定和甲方的實(shí)際要求，在現(xiàn)
場(chǎng)共設(shè)2個(gè)實(shí)測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)和1個(gè)相似試驗(yàn)點(diǎn)，按照在
最不利位置布點(diǎn)的原則，測(cè)點(diǎn)1設(shè)置在夯區(qū)外圍離
夯區(qū)邊線最近的磚混民房一角；由于夯區(qū)外側(cè)的堡
坎自身地基的不均勻沉降，出現(xiàn)許多裂縫，并已有
外張的趨勢(shì)，測(cè)點(diǎn)2設(shè)置在堡坎處；在離強(qiáng)夯A區(qū)
未回填部分約7m處還有一陳舊樓房，自身有裂縫
和不均勻沉降，為保證此樓房安全，選擇在已經(jīng)回
填尚未強(qiáng)夯的部分做一個(gè)強(qiáng)夯相似試驗(yàn)，確定安全
的夯擊能，該測(cè)點(diǎn)為相似試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)。強(qiáng)夯施工工程
測(cè)點(diǎn)布置如圖2所示。
3．3監(jiān)測(cè)方案
1)分別將監(jiān)測(cè)儀器布置在測(cè)點(diǎn)1、測(cè)點(diǎn)2處，在
現(xiàn)回填坡頂線處依次用7 000，6 000，5 000kN·m的
夯擊能逐級(jí)進(jìn)行夯擊，達(dá)到收錘標(biāo)準(zhǔn)為止，收集各
組監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。若7 000kN·m夯擊能能夠使2個(gè)測(cè)點(diǎn)
的振速都滿足設(shè)防要求，此夯點(diǎn)的監(jiān)測(cè)結(jié)束；若
7 000kN·m夯擊能不能滿足設(shè)防要求，降低夯擊能
圖2 強(qiáng)夯施工工程測(cè)點(diǎn)布置
Fig．2 Layout 0f dynamic cOmpaction monitOring pOints
再行監(jiān)測(cè)。
2)將儀器布置在測(cè)點(diǎn)1，在夯擊區(qū)域邊界離測(cè)
點(diǎn)1最近的位置(垂線位置)依次用5 000，4 000，
3 000kN·m的夯擊能逐級(jí)進(jìn)行夯擊，達(dá)到收錘標(biāo)準(zhǔn)
為止，收集各組監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。若5 000kN·m夯擊能能
夠使測(cè)點(diǎn)1的振速滿足設(shè)防要求，測(cè)點(diǎn)l的監(jiān)測(cè)結(jié)
束；若5 000kN·m夯擊能不能滿足設(shè)防要求，降低
夯擊能再行監(jiān)測(cè)。
3)將儀器布置在測(cè)點(diǎn)2，在夯擊區(qū)域邊界離測(cè)
點(diǎn)2最近的位置(垂線位置)依次別用5 000，4 000，
3 000kN·m的夯擊能逐級(jí)進(jìn)行夯擊，達(dá)到收錘標(biāo)準(zhǔn)
為止，收集各組監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。若5 000kN·m夯擊能能
夠使測(cè)點(diǎn)1的振速滿足設(shè)防要求，測(cè)點(diǎn)1的監(jiān)測(cè)結(jié)
束；若5 000kN·m夯擊能不能滿足設(shè)防要求，適當(dāng)
降低夯擊能再行監(jiān)測(cè)。
4)在回填區(qū)域選取一點(diǎn)作為夯擊點(diǎn)，分別在離
夯點(diǎn)7，10，13m處布置監(jiān)測(cè)儀器，用1 000kN·m的
夯擊能進(jìn)行夯擊，達(dá)到收錘標(biāo)準(zhǔn)為止，收集各組監(jiān)
測(cè)數(shù)據(jù)，這里的數(shù)據(jù)是在1 000kN·m的夯擊能下夯
點(diǎn)與測(cè)點(diǎn)之間沒(méi)有開(kāi)挖減振溝槽時(shí)相應(yīng)距離的
振速。
4監(jiān)測(cè)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析
4．1 實(shí)測(cè)部分
4．1．1 監(jiān)測(cè)結(jié)果
按照監(jiān)測(cè)方案和監(jiān)測(cè)協(xié)議的內(nèi)容，施工單位分
別在夯點(diǎn)A(與測(cè)點(diǎn)l對(duì)應(yīng)的夯區(qū)邊界)和夯點(diǎn)B
(與測(cè)點(diǎn)2對(duì)應(yīng)的夯區(qū)邊界)處用5 000kN·m的夯
擊能，夯點(diǎn)c(現(xiàn)有坡頂回填線)處用7 000kN·m的
夯擊能進(jìn)行了5次夯擊。強(qiáng)夯振動(dòng)監(jiān)測(cè)最大速度如
表l所示。
4．1．2數(shù)據(jù)分析
由表1可知，對(duì)于同一測(cè)點(diǎn)最大振速隨著振動(dòng)
次數(shù)的增加而逐漸增大，原因主要是夯擊后夯點(diǎn)處
土層密度增大，吸收能量變?nèi)?，傳遞出去的能量增
大，但當(dāng)夯擊達(dá)到一定次數(shù)后(本工程為5次后)振
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
114 施工技術(shù)第42卷
測(cè)點(diǎn)夯點(diǎn)
夯點(diǎn)與測(cè)
點(diǎn)距離／m
夯擊能／
(kN·m)
夯擊次數(shù)及最大速度／(cm·s“)
第1次夯擊第2次夯擊
切向徑向垂向切向徑向垂向
Dl D(相似
D2 試驗(yàn)點(diǎn))
D3
7
10
13
1．52
1．88
0．57
8．00
2．35
2．82
3．83
1．39
1．73
2．93
1．79
0．74
lO．09
3．52
3．73
5．09
2．52
2．63
速的最大值趨于穩(wěn)定，要進(jìn)行多次夯擊取其較大值。
本強(qiáng)夯工程所涉及的主要建(構(gòu))筑物的振動(dòng)
安全允許標(biāo)準(zhǔn)為O．5～1．5cm／s。由表1中的數(shù)據(jù)
可知，在7 000kN·m的夯擊能下測(cè)點(diǎn)l處的最大振
速僅為0．18cm／s，測(cè)點(diǎn)2處的最大振速僅為
O．09cm／s；在5 000kN·m的夯擊能下測(cè)點(diǎn)1處的最
大振速為O．38cm／s，測(cè)點(diǎn)2處的最大振速為
0．27cm／s。均小于振動(dòng)安全設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。綜上所述，
目前的夯擊方式產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)夯區(qū)周邊涉及的主
要民房及堡坎處于安全狀態(tài)。
4．2相似試驗(yàn)部分
4．2．1 監(jiān)測(cè)結(jié)果
在回填區(qū)域選取一個(gè)合適點(diǎn)作為夯擊點(diǎn)，分別
在離夯點(diǎn)7，10，13m處布置監(jiān)測(cè)儀器，用1 000kN·m
的夯擊能進(jìn)行了2次夯擊。強(qiáng)夯振動(dòng)監(jiān)測(cè)最大速度
如表2所示。
4．2．2數(shù)據(jù)分析
參考相關(guān)的文獻(xiàn)資料，在不開(kāi)挖減振溝槽的條
件下，強(qiáng)夯引起的振動(dòng)按下式進(jìn)行計(jì)算：
y(r)=等∽等峨㈠’)
式中：r為夯點(diǎn)中心到監(jiān)測(cè)點(diǎn)的距離(m)；r0為夯錘
的半徑，此處r0=1．26m；％為夯錘從空中自由落體
到地面的速度，此處K=7．6m／s；y(r)為距夯點(diǎn)中
心為r的地面速度峰值(m／s)；．|}。，I|}：為無(wú)量綱近場(chǎng)
效應(yīng)系數(shù)，由r=r0時(shí)y=％，有．j}，+．|}：=盯／2。
按照相似試驗(yàn)中實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)，可以反算出而。，||}：
的數(shù)值，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際的工程地質(zhì)條件，取l|}。=
0．04，l|}：=1．53，將J|}，，尼：代入上式，按照O．5cm／s
的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，可得安全距離r=50m。
所以在不開(kāi)挖減振溝槽的條件下，用
1 000 kN·m的夯擊能進(jìn)行夯擊，參照《爆破安全規(guī)
程》，選擇安全振動(dòng)速度為0．5cm／s作為判據(jù)，根據(jù)
實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可確定該強(qiáng)夯施工場(chǎng)地在最不利情況下
強(qiáng)夯施工振動(dòng)的安全距離為50m。
5 結(jié)語(yǔ)
1)在現(xiàn)有坡頂線處以7 000kN·m的夯擊能、夯
區(qū)邊界以5 000kN·m的夯擊能進(jìn)行夯擊作業(yè)雖然
可能會(huì)使人群有振感，但這種振動(dòng)對(duì)周邊的磚混民
房和構(gòu)筑物(堡坎)的影響在規(guī)程要求的標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。
2)在目前強(qiáng)夯區(qū)與居民區(qū)之間的強(qiáng)夯區(qū)邊界
開(kāi)挖的管網(wǎng)溝槽實(shí)際上起到了減振溝槽的作用，在
該溝槽回填前，應(yīng)完成夯區(qū)的強(qiáng)夯工作。
3)強(qiáng)夯區(qū)內(nèi)尚未回填的部分在回填完成進(jìn)行
夯擊時(shí)，其安全距離為50m，如果這個(gè)安全距離不能
滿足施工的需要，可在夯區(qū)邊界開(kāi)挖減振溝槽，以
保證施工的順利進(jìn)行。
4)考慮到該基礎(chǔ)工程要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的強(qiáng)夯處
理，對(duì)周邊的建(構(gòu))筑物因多次強(qiáng)夯振動(dòng)產(chǎn)生的損
傷累計(jì)效應(yīng)應(yīng)給予關(guān)注。
參考文獻(xiàn)：
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(山東省土木工程防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(山東科技大學(xué))，

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