某市政道路路基強夯振動影響分析

王健

摘? ? 要：本文結合工程實例介紹強夯施工的原理和施工中振動監測方案，對監測數據進行分析研究找出強夯施工的安全距離以指導現場施工。

關鍵詞：強夯;振動;振動速度最大值;監測;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法，是反復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。當夯點周圍一定范圍內的地表振動強度達到一定數值時，會引起地表和建筑物、構筑物不同程度的損傷和破壞，并產生振動和噪聲等公害。隨著強夯加固技術的推廣和應用，上述影響已引起人們的關注，因此有必要對強夯引起的地面運動變化規律及其振動強度對建筑物和構筑物的影響進行研究。

2? 監測任務

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

3? 地質情況，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。層厚 1.30m～5.20m，層底標高-19.87m～-6.22m，層底埋深 11.20m～27.30m。

④強風化板巖：灰黃色，結構大部分破壞，礦物成分顯著變化，巖芯呈碎屑狀，手可折斷，遇水易軟化?？梢妿Ш?1.20m～5.70 m，孔（層）底標高-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。停夯標準，最后兩擊平均沉夯量不大于200mm。

5? 監測依據

本次強夯監測受影響區域的樓房屬于《爆破安全規程》中規定的鋼筋混凝土結構房屋，參照GB 6722—2014《爆破安全規程》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準： f≤10Hz、安全允許質點振動速度1.5cm/s～2.0cm/s。

6? 監測方案

強夯振動傳播可分為垂直向、水平向（分徑向和環向），其中水平徑向振動速度最大，本次監控以不同距離處的水平徑向數據進行分析。

根據試驗目的，采用固定監測點、移動夯點的方式。選取一廢棄建筑物做試驗，距離監測建筑物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，各夯點中心間距取5m，從最遠端開始試夯，夯擊能取8000kN·m，試夯時夯點與建筑物之間的場地條件應與正式強夯施工時保持一致，避免因場地條件發生變化導致監測結果無法準確反應實際振動情況。

7? 監測數據

8? 數據分析

從監測數據和夯擊距離與振動速度最大值關系曲線可知：

（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）本次監測30m～55m范圍內Vmax變化較大，55m～80mVmax逐漸趨于平穩。

9? 結論與應用

（1）強夯施工引起的振動，并不完全取決于夯擊能的大小，它與土的性質關系很大，如強夯前期土質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;隨著夯擊次數增加，土體強度趨于穩定，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意義。

（3）本次采用8000kN·m夯擊能進行試驗，當達到停夯標準距夯擊點距離為45米時Vmax為1.39cm/s小于GB 6722—2014《爆破安全規程》規范要求值1.5cm/s，因此本次道路強夯施工應在上述距離之外按設計要求進行強夯施工。

參考文獻：

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