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强夯振动效应监测在某工程中的应用

文档作者：毕卫国，李文涛，王超，马洪涛文档来源： (山东省土木工程防灾减灾重点实验室(山东科技大学)		点击数：	更新时间： 2025年11月18日
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112
施工技术
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY
2013年11月下
第42卷第22期
DOI：10．7672／s鲥s2013220112
强夯振动效应监测在某工程中的应用
毕卫国，李文涛，王超，马洪涛
(山东省土木工程防灾减灾重点实验室(山东科技大学)，山东青岛266510)
[摘要]基于重庆茄子溪码头陆域基础施工工程实例，采用强夯加固的方案进行地基处理的过程中，现场使用了l
台Tc一4850振动测试仪对强夯振动信号进行监测，以确定合理的夯击能及不开挖减振沟时建筑物的安全距离，预
测施工中可能出现的情况并及时采取措施，确保了周边建筑物的安全，保证了施工的顺利进行。
【关键词]地下工程；地基；强夯；监测
[中图分类号】Tu472．3 [文献标识码]A [文章编号]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矿ciF以E增ineer打lg D如口s￡er Pre”ent如n口nd肘nigotion
(_s^dndo，培Cmi秽e，苫it，，q厂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 工程概况
该工程场地地势低洼，填土厚度较大，陆域基
础采用强夯加固的方案进行地基处理。
强夯处理区域按回填厚度的不同共分为2个施
工区域，A区强夯处理面积约78 367m2，场地回填土
平均厚度为16m，已基本回填完成，拟采用
7 000kN·m能级进行强夯处理；C区强夯面积约
4 152m2，场地平均回填厚度6m，已部分回填完成，
拟采用3 000kN·m能级进行强夯处理。在强夯区边
界处为减少对周边建筑物的振动可适当减少夯
击能。
强夯A区的周边环境复杂(见图1)，离夯区最
近的民房距离约40m；在夯区外42m处有1栋堡
坎，紧邻堡坎有一座砖混楼房，由于堡坎自身地基
的不均匀沉降，已出现了多条裂缝，并有外张的趋
势；离夯区尚未回填部分约7m处有1栋陈旧楼房，
也存在裂缝和不均匀沉降。在夯区和居民区之间
[作者简介]毕卫国，教授，E—majl：414837294@qq．com
[收稿日期】2013m5-17
沿夯区边界有一条深达基岩的管网沟槽，可起到减
振沟槽的作用。一一长征航诤一一一哟航：睁一一
图1强夯周边环境
Fig．1 SurrOunding envirOnment Of dynamic
compaction area
2强夯振动机理和评价标准
2．1振动机理分析
在进行强夯时，夯锤以冲击力贯人地基内，能
量是通过夯锤底部和侧面以弹性波传播的应变能
形式向外扩散而传递的，传播速度最快的是压缩
波，剪切波次之，瑞利波最慢。随着夯锤入土深度
的增加，强夯振动在地面的影响范围也增大。由于
万方数据
毕卫国等：强夯振动效应监测在某工程中的应用
强夯往往是连续施加的，当多次重复具有一定振幅
的振波叠加就会使土体孔压增加，总应力增大，应
变能累积加大，从而引起地面建筑物的振动烈度
增大。
为确定强夯施工对周围建筑物的影响及可能
产生的危害程度，划分强夯振动的影响范围，在强
夯施工过程中进行振动实测非常必要。
2．2振动评价标准
国内外对于强夯对建(构)筑物安全允许振动
的评价方式有多种，常见的有振动强度法、质点振
动功率法和时程曲线反应谱法等，但没有国家法定
的标准。主要是根据建(构)筑物的实际情况按照
《爆破安全规程》GB6722—2011确定其安全等级，
考虑到强夯振动的累积作用可能对建筑物有影响，
强夯振动设防时采取提高一级安全等级设防的方
式确定强夯安全振速。
2．3本工程涉及建(构)筑物设防标准的确定
经技术人员鉴定本工程周边居民区的平房、楼
房属《爆破安全规程》中规定的一般砖房，已开裂的
堡坎属非抗震大型砌块建筑物，其振动安全允许标
准为2．0—3．0cm／s，采取提高一级安全等级设防标
准，即：本强夯工程中涉及的主要建(构)筑物的震
动安全允许标准为0．5～1．5cm／s。
3强夯振动监测
3．1 监测系统
根据相关规程、测试目的以及对振动测试仪的
总体要求选用TC4850振动测试仪。
3．2测点布置
根据相关文献的规定和甲方的实际要求，在现
场共设2个实测监测点和1个相似试验点，按照在
最不利位置布点的原则，测点1设置在夯区外围离
夯区边线最近的砖混民房一角；由于夯区外侧的堡
坎自身地基的不均匀沉降，出现许多裂缝，并已有
外张的趋势，测点2设置在堡坎处；在离强夯A区
未回填部分约7m处还有一陈旧楼房，自身有裂缝
和不均匀沉降，为保证此楼房安全，选择在已经回
填尚未强夯的部分做一个强夯相似试验，确定安全
的夯击能，该测点为相似试验测点。强夯施工工程
测点布置如图2所示。
3．3监测方案
1)分别将监测仪器布置在测点1、测点2处，在
现回填坡顶线处依次用7 000，6 000，5 000kN·m的
夯击能逐级进行夯击，达到收锤标准为止，收集各
组监测数据。若7 000kN·m夯击能能够使2个测点
的振速都满足设防要求，此夯点的监测结束；若
7 000kN·m夯击能不能满足设防要求，降低夯击能
图2 强夯施工工程测点布置
Fig．2 Layout 0f dynamic cOmpaction monitOring pOints
再行监测。
2)将仪器布置在测点1，在夯击区域边界离测
点1最近的位置(垂线位置)依次用5 000，4 000，
3 000kN·m的夯击能逐级进行夯击，达到收锤标准
为止，收集各组监测数据。若5 000kN·m夯击能能
够使测点1的振速满足设防要求，测点l的监测结
束；若5 000kN·m夯击能不能满足设防要求，降低
夯击能再行监测。
3)将仪器布置在测点2，在夯击区域边界离测
点2最近的位置(垂线位置)依次别用5 000，4 000，
3 000kN·m的夯击能逐级进行夯击，达到收锤标准
为止，收集各组监测数据。若5 000kN·m夯击能能
够使测点1的振速满足设防要求，测点1的监测结
束；若5 000kN·m夯击能不能满足设防要求，适当
降低夯击能再行监测。
4)在回填区域选取一点作为夯击点，分别在离
夯点7，10，13m处布置监测仪器，用1 000kN·m的
夯击能进行夯击，达到收锤标准为止，收集各组监
测数据，这里的数据是在1 000kN·m的夯击能下夯
点与测点之间没有开挖减振沟槽时相应距离的
振速。
4监测结果及数据分析
4．1 实测部分
4．1．1 监测结果
按照监测方案和监测协议的内容，施工单位分
别在夯点A(与测点l对应的夯区边界)和夯点B
(与测点2对应的夯区边界)处用5 000kN·m的夯
击能，夯点c(现有坡顶回填线)处用7 000kN·m的
夯击能进行了5次夯击。强夯振动监测最大速度如
表l所示。
4．1．2数据分析
由表1可知，对于同一测点最大振速随着振动
次数的增加而逐渐增大，原因主要是夯击后夯点处
土层密度增大，吸收能量变弱，传递出去的能量增
大，但当夯击达到一定次数后(本工程为5次后)振
万方数据
114 施工技术第42卷
测点夯点
夯点与测
点距离／m
夯击能／
(kN·m)
夯击次数及最大速度／(cm·s“)
第1次夯击第2次夯击
切向径向垂向切向径向垂向
Dl D(相似
D2 试验点)
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
速的最大值趋于稳定，要进行多次夯击取其较大值。
本强夯工程所涉及的主要建(构)筑物的振动
安全允许标准为O．5～1．5cm／s。由表1中的数据
可知，在7 000kN·m的夯击能下测点l处的最大振
速仅为0．18cm／s，测点2处的最大振速仅为
O．09cm／s；在5 000kN·m的夯击能下测点1处的最
大振速为O．38cm／s，测点2处的最大振速为
0．27cm／s。均小于振动安全设防标准。综上所述，
目前的夯击方式产生的振动对夯区周边涉及的主
要民房及堡坎处于安全状态。
4．2相似试验部分
4．2．1 监测结果
在回填区域选取一个合适点作为夯击点，分别
在离夯点7，10，13m处布置监测仪器，用1 000kN·m
的夯击能进行了2次夯击。强夯振动监测最大速度
如表2所示。
4．2．2数据分析
参考相关的文献资料，在不开挖减振沟槽的条
件下，强夯引起的振动按下式进行计算：
y(r)=等∽等峨㈠’)
式中：r为夯点中心到监测点的距离(m)；r0为夯锤
的半径，此处r0=1．26m；％为夯锤从空中自由落体
到地面的速度，此处K=7．6m／s；y(r)为距夯点中
心为r的地面速度峰值(m／s)；．|}。，I|}：为无量纲近场
效应系数，由r=r0时y=％，有．j}，+．|}：=盯／2。
按照相似试验中实测的数据，可以反算出而。，||}：
的数值，结合当地实际的工程地质条件，取l|}。=
0．04，l|}：=1．53，将J|}，，尼：代入上式，按照O．5cm／s
的设防标准，可得安全距离r=50m。
所以在不开挖减振沟槽的条件下，用
1 000 kN·m的夯击能进行夯击，参照《爆破安全规
程》，选择安全振动速度为0．5cm／s作为判据，根据
实测数据可确定该强夯施工场地在最不利情况下
强夯施工振动的安全距离为50m。
5 结语
1)在现有坡顶线处以7 000kN·m的夯击能、夯
区边界以5 000kN·m的夯击能进行夯击作业虽然
可能会使人群有振感，但这种振动对周边的砖混民
房和构筑物(堡坎)的影响在规程要求的标准之内。
2)在目前强夯区与居民区之间的强夯区边界
开挖的管网沟槽实际上起到了减振沟槽的作用，在
该沟槽回填前，应完成夯区的强夯工作。
3)强夯区内尚未回填的部分在回填完成进行
夯击时，其安全距离为50m，如果这个安全距离不能
满足施工的需要，可在夯区边界开挖减振沟槽，以
保证施工的顺利进行。
4)考虑到该基础工程要进行长时间的强夯处
理，对周边的建(构)筑物因多次强夯振动产生的损
伤累计效应应给予关注。
参考文献：
[1] 中国工程爆破协会．GB6722—20ll爆破安全规程[s]．北
京：中国标准出版社，2011．
[2]尹坚，张良涛．地基强夯振动测试分析及防振动措施[J]．铁
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[3] 施有志．强夯引起的振动规律及环境效应分析[J]．岩土工程
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[4] 杨印旺．强夯法在黄土地区某高填方工程中的应用[J]．施
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[5]ⅡS147一l一2010港口工程地基规范[S]．北京：人民交通出
版社．2010． 毕卫国，李文涛，王超，马洪涛
(山东省土木工程防灾减灾重点实验室(山东科技大学)，

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