強(qiáng)夯施工振動對海工防滲墻影響試驗(yàn)及安全監(jiān)控

劉 博，李海波，馮海鵬，周青春，王 秒，宋全杰

（1. 中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所 巖土力學(xué)與工程國家重點(diǎn)試驗(yàn)室，武漢 430071；2. 中廣核工程有限公司，廣東 深圳，518124）

1 引 言

強(qiáng)夯法亦稱動力固結(jié)法，是法國梅那德技術(shù)公司提出的一種地基加固方法，具有設(shè)備簡單、施工方便、適用范圍廣、效果顯著、經(jīng)濟(jì)高效等優(yōu)點(diǎn)，已在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用。在強(qiáng)夯法的應(yīng)用及發(fā)展過程中，學(xué)者針對其加固機(jī)制和效應(yīng)[1－5]、設(shè)計、施工參數(shù)對地基加固效果的影響[6－10]等方面進(jìn)行了深入研究；同時，也指出了強(qiáng)夯法施工的重要缺點(diǎn)：強(qiáng)烈的施工振動會對周邊的生活、生產(chǎn)環(huán)境及臨近構(gòu)筑物帶來許多不利影響[11]。

為此一些學(xué)者對強(qiáng)夯振動的傳播機(jī)制和衰減規(guī)律以及設(shè)計參數(shù)、施工過程、地基條件對強(qiáng)夯振動的影響規(guī)律進(jìn)行了研究。例如，李福民等[12]基于強(qiáng)夯振動加速度實(shí)測結(jié)果，采用量綱分析方法研究了振動加速度與夯擊能量、地基土特性及傳播距離之間的關(guān)系；并指出一定規(guī)模的隔振溝具有良好的隔振效果。程祖鋒等[13]通過對某強(qiáng)夯處理工程振動監(jiān)測結(jié)果的分析，指出強(qiáng)夯振動速度、加速度隨著夯擊次數(shù)的增大而增大，而振動位移卻相反；并且，強(qiáng)夯振動速度、加速度、位移隨著深度的增大基本呈反“S”型衰減。邵慧等[14]對不同能級強(qiáng)夯的施工進(jìn)行了數(shù)值模擬，指出在相同場地條件下，峰值徑向加速度約是峰值豎向加速度的2倍，但徑向加速度比豎向加速度衰減更快，且豎向振動的持續(xù)時間大于徑向振動持續(xù)時間；豎向、徑向加速度衰減幾乎不受強(qiáng)夯能級和土層厚度的影響。安惠澤等[15]基于某站場地強(qiáng)夯處理工程振動速度的測試結(jié)果，研究了強(qiáng)夯振動在水平方向的衰減規(guī)律和主振頻率的變化情況；并以地表振動速度為判別標(biāo)準(zhǔn)，利用振動速度衰減規(guī)律擬合公式計算了不同夯能下臨近構(gòu)筑物的安全距離。陸偉東等[16]對強(qiáng)夯振動機(jī)制及振動特征進(jìn)行了分析，并對建筑物受振動影響和人體受振動影響的評價標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分進(jìn)行了探討；建議采用天然地震烈度和爆破安全振動速度綜合判別強(qiáng)夯振動效應(yīng)對建筑物影響，以及采用相關(guān)城市區(qū)域環(huán)境振動控制標(biāo)準(zhǔn)來評價強(qiáng)夯振動對人體的影響。褚宏憲等[17]根據(jù)某強(qiáng)夯處理地基工程的振動監(jiān)測結(jié)果，分析了強(qiáng)夯擊數(shù)與振動速度之間的關(guān)系，并提出了采用振動速度變化來確定有效擊數(shù)和強(qiáng)夯參數(shù)的觀點(diǎn)；另外還指出，強(qiáng)夯振動的地震效應(yīng)以水平徑向振動分量為最大。方磊等[18]對某強(qiáng)夯處理地基工程的振動加速度進(jìn)行了監(jiān)測，基于實(shí)測結(jié)果回歸出了振動加速度衰減公式，依據(jù)抗震設(shè)計規(guī)范確定了臨近構(gòu)筑物的安全距離。與文獻(xiàn)[18]類似，倪永軍等[19]對某強(qiáng)夯工程的振動速度實(shí)測結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計分析，參照烈度分級和爆破安全規(guī)程評價了強(qiáng)夯的地震動效應(yīng)，并給出了不同類型結(jié)構(gòu)的允許安全距離。楊龍才等[20]以彈性體理論為基礎(chǔ)，研究了強(qiáng)夯的徑向和豎向振動量沿地基深度的衰減特性，認(rèn)為豎向振動量是引發(fā)環(huán)境安全的主要因素；并基于實(shí)測數(shù)據(jù)，分析了振動加速度及振動速度隨距離的衰減規(guī)律，以及隔振溝的隔振效果。

本文結(jié)合某核電廠強(qiáng)夯加固工程案例，在強(qiáng)夯試驗(yàn)期間運(yùn)用多種原位測試方法，對不同能級強(qiáng)夯引起防滲墻的振動速度值以及對防滲墻抗?jié)B性能和完整性的影響進(jìn)行了動態(tài)測試；基于試驗(yàn)結(jié)果，確定了滿足防滲墻安全要求的強(qiáng)夯能級；并結(jié)合現(xiàn)場條件，提出了正式強(qiáng)夯期間防滲墻的振動速度控制標(biāo)準(zhǔn)。本案例采用的監(jiān)控方案和測試方法可為類似工程的強(qiáng)夯振動評價提供重要參考。

2 工程概況

某核電廠擬建循環(huán)水排水管GD的部分段、CC虹吸井及排水暗涵CD區(qū)域?yàn)樗槭靥顓^(qū)，填石主要由微風(fēng)化花崗巖、微風(fēng)化流紋巖及微風(fēng)化熔結(jié)凝灰?guī)r等開山碎石組成，塊徑2～30 cm不等，局部含大塊填石；填石層顆粒級配極不均勻，密實(shí)度差異較大，局部含黏性土較多。由于擬建區(qū)域均為松散回填區(qū)，回填時間較短且未經(jīng)分層壓實(shí)，土含量較少或填石較大，在使用荷載作用下將產(chǎn)生一定變形，對擬建構(gòu)筑物產(chǎn)生不利影響。根據(jù)設(shè)計要求，需對該區(qū)域進(jìn)行強(qiáng)夯加固處理，以提高密實(shí)度和承載力，保證構(gòu)筑物的安全使用。

將擬建區(qū)域的上部回填層開挖至設(shè)計標(biāo)高后形成A、B、C 3個強(qiáng)夯基坑區(qū)，如圖1(a)所示。根據(jù)設(shè)計要求，B區(qū)擬采用7 000 kN?m能級強(qiáng)夯加固，A、C區(qū)擬采用5 000 kN?m能級強(qiáng)夯加固。

根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》[21]規(guī)定，應(yīng)在待處理地基場地選取試驗(yàn)區(qū)域進(jìn)行強(qiáng)夯試驗(yàn)，并進(jìn)行必要的測試，以檢驗(yàn)設(shè)計參數(shù)和強(qiáng)夯的實(shí)際加固效果。

圖1 強(qiáng)夯加固區(qū)示意圖Fig.1 Sketch of dynamic consolidation area

在基坑邊坡靠海側(cè)20 m處的回填區(qū)內(nèi)布置有海工防滲墻，如圖1(b)所示。該防滲墻為掏槽法施工的塑性混凝土防滲墻，設(shè)計深入黏土層不小于4 m或進(jìn)入微風(fēng)化巖層不小于 1 m，墻體深度為 30～40 m，厚度為0.8 m。防滲墻墻體由水泥、鈉基膨潤土、黏土、砂石、外加劑、水等材料配比而成，通過試驗(yàn)確定的配合比見下表1，其28 d的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表2。

表1 塑性混凝土配比（單位：kg）Table 1 The mixing proportion of plastic concrete (unit: kg)

表2 塑性混凝土28 d物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)Table 2 Physico-mechanical properties of plastic concrete with age of 28 days

由于海工防滲墻位于松散回填地層中，埋深較大且上部位于基坑邊坡附近，墻體材料力學(xué)參數(shù)不高；強(qiáng)夯施工振動可能會導(dǎo)致墻體開裂或墻體段間搭接面處開裂；同時，松散邊坡在強(qiáng)夯振動下有可能產(chǎn)生不均勻沉降，間接對防滲墻造成破壞，使?jié)B水量增加和基坑水位上升，嚴(yán)重影響整個核電廠的施工進(jìn)度。因此，合理、準(zhǔn)確地評價強(qiáng)夯振動對防滲墻安全的影響是進(jìn)行強(qiáng)夯施工的前提。

3 監(jiān)控方案及原位測試方法

3.1 防滲墻安全監(jiān)控方案

由于目前尚未有國家規(guī)范明確規(guī)定防滲墻的安全允許振動速度值。因此，無法采用控制振動速度值的方法對其進(jìn)行安全監(jiān)控。必須結(jié)合強(qiáng)夯試驗(yàn)，同步對防滲墻進(jìn)行抗?jié)B性能、完整性的動態(tài)檢測，及時掌握施工振動對防滲墻的影響；并基于測試結(jié)果，確定強(qiáng)夯能級、振動速度、防滲墻安全狀態(tài)之間的相互關(guān)系；給出保證防滲墻安全的最大允許強(qiáng)夯能級；并進(jìn)一步提出適合現(xiàn)場條件的防滲墻振動速度控制標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)正式的強(qiáng)夯施工。

因此，強(qiáng)夯施工振動對海工防滲墻安全的影響監(jiān)控工作應(yīng)包括強(qiáng)夯試驗(yàn)、正式施工兩個階段，其中強(qiáng)夯試驗(yàn)階段要進(jìn)行多種原位測試工作，并提出防滲墻的振動速度控制標(biāo)準(zhǔn)，是監(jiān)控工作的關(guān)鍵。

根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康模谠O(shè)計強(qiáng)夯能級最高的B區(qū)選取距防滲墻最近的區(qū)域作為試驗(yàn)區(qū)（見圖 1(a)）。試驗(yàn)區(qū)尺寸為24 m×24 m；設(shè)計擬進(jìn)行2遍點(diǎn)夯、1遍滿夯，夯點(diǎn)布置和施工順序如圖2所示。強(qiáng)夯試驗(yàn)時，夯點(diǎn)布置參數(shù)不變，通過調(diào)節(jié)落錘（直徑2 m、重25 t）的高度來改變強(qiáng)夯的能級。

圖2 點(diǎn)夯的夯點(diǎn)布置圖Fig.2 Layout of points of dynamic compaction

通過分析認(rèn)為，強(qiáng)夯振動可能對防滲墻造成的破壞分為兩種情況：①墻體微裂縫擴(kuò)展或開裂造成的滲透性增大；②墻體段間搭接面開裂造成的滲透性增大。對于前者，本文采用現(xiàn)場壓水試驗(yàn)來測試其滲透系數(shù)；對于后者，則采用超聲檢測的方法來測試。防滲墻安全監(jiān)控的內(nèi)容和流程如圖3所示。

圖3 防滲墻安全監(jiān)控流程圖Fig.3 Flow chart of security monitoring of cutoff wall

強(qiáng)夯試驗(yàn)前，先通過原位測試獲取防滲墻的有關(guān)參數(shù)值；強(qiáng)夯試驗(yàn)時，從最小能級（3 000 kN·m）開始強(qiáng)夯，每能級按點(diǎn)夯順序由遠(yuǎn)及近完成1列夯點(diǎn)（見圖 2），并同步進(jìn)行原位測試，記錄該能級引起防滲墻的振動速度值，以及該（能級）振動速度強(qiáng)度下防滲墻有關(guān)參數(shù)的變化情況。通過對比防滲墻夯前、夯后相關(guān)參數(shù)值的變化情況，確定振動對防滲墻的影響；若沒有造成不利影響，則進(jìn)行下一能級強(qiáng)夯；否則暫停強(qiáng)夯，并持續(xù)進(jìn)行測試，觀察后續(xù)變化情況。重復(fù)上述強(qiáng)夯試驗(yàn)和原位測試工作，直至確定出強(qiáng)夯的最大允許夯能。最后，基于原位測試結(jié)果，依據(jù)振動速度衰減規(guī)律和現(xiàn)場條件，提出防滲墻振動速度控制標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)正式強(qiáng)夯期的強(qiáng)夯施工。在正式強(qiáng)夯期間，除進(jìn)行振動速度值監(jiān)測外，還利用水位孔觀測水位的變化情況，進(jìn)一步驗(yàn)證以振動速度值為控制特征的監(jiān)控工作。

3.2 防滲墻墻體原位測試方法

在強(qiáng)夯試驗(yàn)期間，對于防滲墻有可能發(fā)生的不同破壞類型，采用不同的原位測試手段進(jìn)行測試。

3.2.1 防滲墻墻體完整性測試

防滲墻墻體質(zhì)量一般根據(jù)鉆孔取芯芯樣的外觀檢驗(yàn)、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)及現(xiàn)場滲透系數(shù)試驗(yàn)三方面的結(jié)果來進(jìn)行評價。前兩種方法費(fèi)時、費(fèi)力，不便于測定大規(guī)模墻體的局部性損傷，同時對防滲墻的破壞性也較大；因此，宜采用現(xiàn)場滲透系數(shù)試驗(yàn)的方法。

在距試驗(yàn)區(qū)最近的防滲墻墻體中布設(shè)測試孔，強(qiáng)夯試驗(yàn)開始前及每一能級強(qiáng)夯后均進(jìn)行壓水試驗(yàn)，通過對比夯前、夯后滲透系數(shù)的變化情況來確定強(qiáng)夯振動對防滲墻的影響。若滲透系數(shù)不變，表明施工振動沒有對防滲墻造成影響；若滲透系數(shù)增加，表明強(qiáng)夯振動對防滲墻造成了影響，從而能夠及時地掌控防滲墻的安全狀態(tài)。

試驗(yàn)共布設(shè)了A、B兩個測試孔，考慮到基坑深度、加固影響深度、夯區(qū)與防滲墻間的距離，測試孔深度均為21 m。由于墻體材料的強(qiáng)度較低且含有人工碎石，測試鉆孔孔壁粗糙。直接采用封隔器注封，效果肯定不理想，需對孔口段進(jìn)行特殊處理。

如圖4所示，首先用φ110 mm鉆頭開孔至2 m，將鉆孔沖洗干凈，注入濃水泥漿封死；待水泥漿凝固后，采用φ76 mm鉆頭在原孔位開孔，并鉆孔至預(yù)定深度，再將鉆孔沖洗干凈；φ76 mm鉆孔水泥漿段的孔壁光滑且具有較高的強(qiáng)度，利用該段作為注封段，可以達(dá)到理想的封隔效果，順利進(jìn)行全段壓水試驗(yàn)。考慮到測試要求和目的，全段壓水試驗(yàn)更能反應(yīng)大面積墻體滲透系數(shù)的變化。

圖4 全孔壓水試驗(yàn)示意圖Fig.4 Water-pressure test of full hole

試驗(yàn)采用的最大水壓力為0.35 MPa。滲透系數(shù)按《水利水電工程鉆孔壓水試驗(yàn)規(guī)程》[22]推薦公式計算：

式中：K為巖體的滲透系數(shù)；Q為壓入流量；H為試驗(yàn)水頭；L為試驗(yàn)段長度；r為鉆孔半徑。

3.2.2 防滲墻搭接面的完整性測試

海工防滲墻采用分段施工，相鄰兩段搭接處相對較薄弱，強(qiáng)夯振動可能會導(dǎo)致墻體沿搭接面開裂。若采用壓水試驗(yàn)測定其滲透系數(shù)變化的方法來評價強(qiáng)夯振動對防滲墻搭接面的影響，費(fèi)工、費(fèi)時且獲取結(jié)果較慢。根據(jù)墻體搭接面的幾何分布特點(diǎn)，采用超聲跨斷面對測法來測定搭接面處縱波波速值，通過縱波波速的變化來評價強(qiáng)夯振動的影響，是一種更為快捷、可靠的測試手段。

如圖5所示，在a、b段防滲墻的搭接面兩側(cè)分別布設(shè)C、D鉆孔，兩測試孔孔距為1 m，深度均為21 m。在強(qiáng)夯前，用交叉斜測法確定不同深度的跨面縱波波速，在每一能級強(qiáng)夯后進(jìn)行復(fù)測；若強(qiáng)夯振動導(dǎo)致搭接面開裂，該位置對應(yīng)的縱波波速必然會發(fā)生變化；即通過對比夯前、夯后波速值的變化情況，及時掌握強(qiáng)夯振動對防滲墻段間連接處的影響。

圖5 防滲墻搭接面超聲檢測示意圖Fig.5 Ultrasonic testing of lap surface of cutoff

目前，強(qiáng)夯振動對塑性混凝土防滲墻的影響評價尚無規(guī)范可循。《水工建筑物巖石基礎(chǔ)開挖工程技術(shù)規(guī)范》[23]中采用巖體聲波波速在爆破前、后的變化率來判定爆破荷載作用下巖體的破壞程度：

式中：c0為巖體爆前聲波波速；c為巖體爆后聲波波速；當(dāng)η＞10%時，判定巖體質(zhì)量受爆破影響大。考慮到防滲墻墻芯材料為塑性混凝土，參照上述規(guī)范規(guī)定，采用防滲墻搭接面處聲波波速的變化率η來判定振動對防滲墻的影響程度：若η＞10%，判定強(qiáng)夯振動對墻體搭接面造成了破壞性影響，若η＜10%，說明強(qiáng)夯振動沒有對墻體搭接面造成破壞性影響。

3.2.3 振動速度監(jiān)測

強(qiáng)夯施工時，在防滲墻頂部、夯源與防滲墻之間布設(shè)振動速度監(jiān)測點(diǎn)，監(jiān)測強(qiáng)夯施工引起防滲墻處的振動速度值。每個監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)垂直向、水平徑向和水平切向3個方向的振動速度傳感器，實(shí)時監(jiān)測強(qiáng)夯施工引起的振動速度；分析不同能級強(qiáng)夯施工引起的振動速度大小及衰減特征，為強(qiáng)夯振動對防滲墻的影響評價提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

4 測試結(jié)果分析及安全評價

4.1 防滲墻墻體完整性測試結(jié)果及分析

每能級強(qiáng)夯施工完成后，及時利用壓水試驗(yàn)孔測定防滲墻的滲透系數(shù)，每孔每階段均進(jìn)行 2～3次測試，取均值作為該階段的滲透系數(shù)值。圖6為強(qiáng)夯試驗(yàn)期間防滲墻的滲透系數(shù)變化圖。

圖6 滲透系數(shù)隨夯能變化關(guān)系圖Fig.6 Attenuation relationships of permeability coefficient with dynamic compaction energy

對于小能級強(qiáng)夯（3 000、4 000 kN·m），兩段防滲墻的滲透系數(shù)基本不變；隨著強(qiáng)夯能級增加，防滲墻的滲透系數(shù)有一定程度增加；在6 000 kN·m的強(qiáng)夯施工后，兩段防滲墻的滲透系數(shù)均有明顯增加：其中，a段防滲墻的（A孔）的K值從3.6×10-7cm/s增加到5.4×10-7cm/s，增加幅度為50%；b段防滲墻的（B孔）的 K值從 5.8×10-7cm/s增加到7.2×10-7cm/s，增加幅度為 24%。因此，暫停強(qiáng)夯施工，并增加該能級強(qiáng)夯后的防滲墻滲透系數(shù)測試次數(shù)。后續(xù)測試結(jié)果表明，防滲墻的滲透系數(shù)逐漸趨于穩(wěn)定，并無持續(xù)增加的趨勢。7 000 kN·m能級強(qiáng)夯后的測試結(jié)果表明，防滲墻的滲透系數(shù)與上一能級強(qiáng)夯相比較變化不大，沒有呈現(xiàn)繼續(xù)增加的趨勢。

夯后a段防滲墻最大平均K值為5.4×10-7cm/s，b段防滲墻的最大平均K值為8.1×10-7cm/s，均可以滿足設(shè)計要求（10-6cm/s），也表明強(qiáng)夯振動沒有對其抗?jié)B性能造成破壞性影響。試驗(yàn)過程中，隨著強(qiáng)夯夯能的逐漸增加，防滲墻的K值呈現(xiàn)先增加后逐步穩(wěn)定的變化規(guī)律，對這種變化規(guī)律進(jìn)行如下討論：防滲墻處于松散回填層中，埋深較大且上部位于基坑邊坡附近；在強(qiáng)夯（6 000 kN·m）振動下，松散的基坑邊坡可能會產(chǎn)生一定程度的不均勻沉降，導(dǎo)致埋置其中的防滲墻產(chǎn)生變形，進(jìn)而引起防滲墻滲透系數(shù)的變化；當(dāng)邊坡不均勻沉降趨于穩(wěn)定后，防滲墻不再繼續(xù)產(chǎn)生變形，滲透系數(shù)也趨于穩(wěn)定。

4.2 防滲墻搭接面完整性測試結(jié)果及分析

每能級強(qiáng)夯后，采用超聲跨面交叉斜測法及時測試防滲墻搭接處的波速值。實(shí)際測試過程中發(fā)現(xiàn)，各測點(diǎn)單次波速變化率不大。因此，采用波速總變化率來表征強(qiáng)夯振動造成的累積影響；以SCD表征C→D方向的波速總變化率、以SDC表征D→C方向的波速總變化率。不同深度的波速總變化率見圖7。

圖7 防滲墻不同深度的波速總變化率Fig.7 Total change rates of shear wave velocity

試驗(yàn)結(jié)果表明，SCD最大值為 4.5%，SDC最大值為 3.4%，兩個方向的聲波波速總變化率均小于10%；參考《水工建筑物巖石基礎(chǔ)開挖工程技術(shù)規(guī)范》[23]規(guī)定，認(rèn)為強(qiáng)夯試驗(yàn)的振動沒有對防滲墻段間搭接面的完整性造成破壞性影響。

4.3 振動速度監(jiān)測結(jié)果及分析

對某一能級的強(qiáng)夯，振動速度隨著夯源距的衰減公式可以表示為

式中：V為振動速度；D為夯源距；k、α為相關(guān)參數(shù)。通過夯源與防滲墻之間以及防滲墻頂部測點(diǎn)的振動監(jiān)測結(jié)果，回歸出了強(qiáng)夯振動速度的衰減規(guī)律公式。表3為不同能級強(qiáng)夯振動衰減公式的k、α值。

表3 不同能級強(qiáng)夯的振動衰減公式參數(shù)Table 3 Parameters of vibration attenuation under different dynamic compaction energies

防滲墻頂部振動速度監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測結(jié)果表明，對于不同能級的強(qiáng)夯施工，防滲墻處3個方向的振動速度均是垂直向振動速度值最大。圖8為防滲墻處垂直向振動速度最大值以及兩段防滲墻的滲透系數(shù)均值隨著夯能的變化圖。

圖8 不同能級強(qiáng)夯的振動速度值及滲透系數(shù)均值Fig.8 Vibration velocity and permeability coefficient under different dynamic compaction energies

圖8表明：垂直向振動速度最大值隨夯能的增加而增加，在測試范圍內(nèi)基本呈線性關(guān)系；而防滲墻的滲透系數(shù)呈現(xiàn)先穩(wěn)定后增加又趨于穩(wěn)定的變化規(guī)律,滲透系數(shù)并沒有隨著振動速度值增加而單調(diào)增加，說明防滲墻的滲透系數(shù)變化并不是強(qiáng)夯振動直接造成的，也驗(yàn)證了邊坡變形導(dǎo)致防滲墻變形和滲透系數(shù)變化的討論結(jié)果。

4.4 正式強(qiáng)夯期間防滲墻的安全監(jiān)控

依據(jù)強(qiáng)夯試驗(yàn)期間的原位測試成果，建立了防滲墻振動速度值和防滲墻安全狀態(tài)之間的聯(lián)系，可以通過防滲墻振動速度值來評價其所處的安全狀態(tài)；因此，僅需對正式強(qiáng)夯期間防滲墻處的振動速度值進(jìn)行監(jiān)測，通過對比實(shí)測振動速度值與振動控制標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系來間接監(jiān)控防滲墻的安全狀況。

根據(jù)振動監(jiān)測結(jié)果、式（3）及表3中的公式參數(shù)分析得出：7 000 kN·m能級強(qiáng)夯施工引起防滲墻處的振動速度值最大，其振動速度衰減公式為

根據(jù)現(xiàn)場條件，防滲墻距夯區(qū)邊界最小距離為20 m。根據(jù)式（4），計算得到垂直向、水平徑向和水平切向的振動速度值分別為：1.069、0.764、0.573 cm/s。因此，將正式強(qiáng)夯期間防滲墻的控制標(biāo)準(zhǔn)取為3個方向振動速度最大值≤1.0 cm/s，并取預(yù)警值為0.85 cm/s。當(dāng)振動超過預(yù)警值時，及時分析振動速度較大的原因、排除不安全因素，確保施工過程中防滲墻的安全。同時還應(yīng)該根據(jù)防滲墻的振動速度監(jiān)測結(jié)果，在必要時合理調(diào)整強(qiáng)夯能級。

4.5 正式強(qiáng)夯期及后續(xù)監(jiān)測結(jié)果

在強(qiáng)夯施工過程中，除進(jìn)行振動速度監(jiān)測外，還利用水位孔觀測水位變化情況，以驗(yàn)證以振動速度值為控制特征的監(jiān)控工作。

正式施工期間的振動監(jiān)測結(jié)果表明，實(shí)測振動速度值沒有超過振動控制標(biāo)準(zhǔn)。同時，正式強(qiáng)夯期間及夯后15 d的水位變化情況與長期觀測資料相比無明顯變化，表明強(qiáng)夯振動沒有對防滲墻完整性造成破壞性影響，也說明上述基于原位測試結(jié)果的振動速度值監(jiān)控方法是準(zhǔn)確和合理可行的。

5 結(jié) 論

本文在某核電廠強(qiáng)夯加固處理工程中，針對強(qiáng)夯振動對鄰近防滲墻影響評價無規(guī)范可循的情況：在強(qiáng)夯試驗(yàn)過程中，綜合運(yùn)用壓水試驗(yàn)、聲波試驗(yàn)等原位測試方法，對防滲墻墻體和段間搭接面的完整性進(jìn)行了動態(tài)測試；結(jié)合原位測試結(jié)果和防滲墻的振動速度監(jiān)測結(jié)果，提出了正式強(qiáng)夯期間防滲墻的安全控制標(biāo)準(zhǔn)。

（1）根據(jù)壓水試驗(yàn)結(jié)果：夯能由3 000 kN·m增加到7 000 kN·m時，防滲墻的滲透系數(shù)呈現(xiàn)先增加后保持穩(wěn)定的變化趨勢。表明強(qiáng)夯試驗(yàn)過程中的強(qiáng)夯振動對防滲墻墻體造成了一定程度的影響，但其抗?jié)B性能仍可以滿足設(shè)計要求。

（2）根據(jù)聲波試驗(yàn)結(jié)果：在強(qiáng)夯試驗(yàn)過程中，防滲墻段間搭接面的聲波波速總變化率均＜10%。表明強(qiáng)夯試驗(yàn)過程中的強(qiáng)夯振動沒有對防滲墻段間搭接面的完整性造成破壞性影響。

（3）根據(jù)振動監(jiān)測結(jié)果，回歸出了該場地條件下強(qiáng)夯振動速度的衰減規(guī)律公式。并結(jié)合原位測試結(jié)果和現(xiàn)場條件，提出正式強(qiáng)夯期間防滲墻的安全控制標(biāo)準(zhǔn)為3個方向振動速度最大值≤1.0 cm/s。

（4）長期的振動監(jiān)測結(jié)果表明：正式強(qiáng)夯期間的強(qiáng)夯振動也沒有對防滲墻的完整性造成影響；同時水位觀測結(jié)果表明，施工基坑的地下水位無異常變化；說明本文采用的防滲墻安全監(jiān)控方案是合理可行的，采用的原位測試方法是準(zhǔn)確可靠，能夠有效地保證海工防滲墻的安全。

本文的監(jiān)控方案和方法以原位測試試驗(yàn)為基礎(chǔ)，體現(xiàn)了防滲墻的實(shí)際受影響情況和安全狀態(tài)，更為合理和準(zhǔn)確，可以為類似工程的強(qiáng)夯振動安全性評價提供重要參考。

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