·學(xué)術(shù)研究· 強夯振動監(jiān)測與分析 胡 鈞’，李 昊2 (1.華東電力設(shè)計院，上海 200002; 2，無錫市城建職工大學(xué)，江蘇無錫 214031) 摘要:探討了強夯振動機理和評價標(biāo)準(zhǔn)分析了振動監(jiān)測儀器設(shè)備及測試技術(shù)，并通過工程實例研究了 振動監(jiān)Ail在劃分強夯振動影響范圍、計葬地基能黃吸收系數(shù)、確定最大夯擊數(shù)以及強夯加固深度等方 面的應(yīng)用。 關(guān)健詞 強夯;振動監(jiān)測;環(huán)境 巾圖4}}號，TITd77.3{1 空獻壇識碼 A Abstract: Vihranun -  during dynamic ro  mpaction and standard for evaluation are discussed herein. Vibration monitoring instruments andechniques ae also analyzed. The application of the said monitoring to the calculation of  the coefficient of energy absorption of  ground and to the determination of  the  depth of  consolidation by compaction are sudied. Key words: dynamic co  mpaction; vibn,nua monitoring;  environment 1 引言 強夯施工過程中夯錘落地瞬間，部分動能轉(zhuǎn)化 為沖擊波，以夯點為中心以波的形式向外傳播川，并 引起地表振動，這種振動在一定條件下可能成為振 害，影響到附近建筑物的安全。為了評價強夯振動的 危害程度.進行振動監(jiān)測是非常必要的。 在地基加固強夯過程中，布置一條測線實測振 動加速度或速度，通過對實測數(shù)據(jù)進行分析計算，可 以得到地面振動〔垂直向、水平徑向、水平切向)衰 減規(guī)律及強夯對環(huán)境影響的評價。同時，由于強夯的 特點，這種振動監(jiān)測可以應(yīng)用于確定強夯最大夯擊 數(shù)、強夯加固范圍、地基能量吸收系數(shù)，為強夯試驗 和隔振設(shè)計提供依據(jù)。 增大，應(yīng)變能累積加大，從而引起地面建筑物的振動 烈度增大。 為確定強夯施工對周圍建筑物的影響及可能產(chǎn) 生的危害程度，以及對精密儀器和人體的影響，劃分 強夯振動的影響范圍，在強夯施工過程中進行振動 實測是非常必要的。 國外對振動的評價標(biāo)準(zhǔn)有多種，常見的有振動 強度法、質(zhì)點振動功率法和時程曲線反應(yīng)譜法等[z) 但目前通用振動對人體的影響是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織中 的機械振動和沖擊技術(shù)委員會研制的IS02631標(biāo)準(zhǔn)。 本文推薦國家標(biāo)準(zhǔn)《中國地震烈度表》(GB/T17742 一1999)作為的振動對應(yīng)表，也是強夯監(jiān)測的評定標(biāo) 準(zhǔn)(表1)e 2 強夯振動機理分析和評價標(biāo)準(zhǔn) 強夯時夯錘以沖擊力貫人地基內(nèi)，能量是通過 夯錘底部和側(cè)面以彈性波傳播的應(yīng)變能形式向外擴 散而傳遞的，能量轉(zhuǎn)化為體波和面波傳到土里，首先 壓縮波到達，剪切波次之，瑞利波后到。其中振動能 量壓縮波占?%，剪切波占26%,瑞利波占67%，且 體波衰減比瑞利波快因此，面波成為影響振動程度 的主導(dǎo)波，并且隨著距離的增加而影響增大。隨著夯 錘人土深度的增加，強夯振動在地面的影響范圍也 增大。由于強夯往往是連續(xù)施加的，當(dāng)多次重復(fù)具有 一定振幅的振波疊加就會使土體孔壓增加，總應(yīng)力 2000年第‘期 3 測振儀器設(shè)備和測試方法 (1)儀器設(shè)備 測振系統(tǒng)由拾振器、電荷放大器、測振儀(含放 大、濾波功能)、計算機、打印機及電纜組成。為了掌 握整套系統(tǒng)的整體靈敏度、頻率特性、儀器間線性動 態(tài)特性，保證測試結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，整套測振設(shè)備在 試驗前均要進行標(biāo)定，并以標(biāo)定的數(shù)值進行計算[al (2)濺試方法 測振點不應(yīng)設(shè)存浮砂她,草她、松軟的地層和冰 收稿日期:2000-04-16;修訂日期:2000-06-08 作者簡介胡鈞(1972-  )，男(漢族)，上海人，碩士.工程師 工程勘察Geoteehnical  Investigation占Surveying 萬方數(shù)據(jù) 強夯振動評定標(biāo)準(zhǔn) 表1 強烈 振動程度 v .../mm am.}}mt,· e2 二 無感 室內(nèi)個別靜止中人有感覺 室內(nèi)少數(shù)價止中人有感覺，門窗輕徽作響 室內(nèi)多數(shù)人有感覺。門窗作響 室內(nèi)人普遍有感覺，房屋灰土掉落，抹灰出現(xiàn)徽細裂縫 多數(shù)人站立不穩(wěn)，房屋損壞。姍體出現(xiàn)裂縫 房屋輕度破壞，開裂。小修可繼續(xù)使用 房屋中等破壞，結(jié)構(gòu)破壞，需修復(fù)才能使用 房屋嚴(yán)重破壞，如墻局部倒下，修復(fù)困難 30 60 130 250 550 (20-40) (50~ 90) (100-180) (190-350) (360--710) 310 (220- 440) 630 (450-890) 1250 (900--1770) 2500 (1780^-3530) 5000 (3540^-7070) 于丁lee仆ee|注月|仆Jes幾.圖 凍層上，較好的辦法是在每測點處打一根長50 cm, 截面為100  X 100  mm,木樁，拾振器固定安裝在木樁 頂端。拾振器放置根據(jù)需要，測垂直振動衰減就垂直 放置，測水平振動衰減時就水平放置，拾振器擺的振 .動方向始終與量測波的傳播方向一致’ ]。測線沿振 動衰減的方向進行布置。由于近距離衰減快，遠距離 衰減慢，一般5m以內(nèi)每隔Im布一測點，5-J15 m范 圍內(nèi)，每隔2。布置一測點，15m以外每5m布置一 測點 當(dāng)夯錘舉起后，儀器進人采集狀態(tài)，采集時間設(shè) 置為15S強夯振動全過程可以被記錄下來每夯擊 一次作為一個文件儲存。 距離衰減曲線(垂直向、水平徑向、水平切向)見圖 2、圖3;地基能量吸收系數(shù)隨距振源的距離而變化見 圖40 試臉區(qū)n 夯擊蜘攻) ‘一-一匕一一二一一一土-一一上 1  2  3  4  5  6  7 夯擊數(shù)與振動加速度關(guān)系曲線 4 實例分析 4.1 工程實例1 (1)概況 某工程場地工程地質(zhì)條件復(fù)雜，沖溝內(nèi)分布厚 度不等的填土。通過對多種地基處理方案的技術(shù)經(jīng) 濟分析比較，采用強夯加固方案。 強夯試驗場地面積為21  X 35 m`，分成工、1兩 個區(qū)域，夯點間距均為3.  50 m夯錘質(zhì)量為I  9o kg, 底面直徑為2.40 m在I區(qū)夯擊能采用l600 kJ,  1 區(qū)夯擊能采用2400 kje (2)測點、測線布置 單點夯擊試驗試區(qū)I、皿分別布置1個測點，距 離夯擊點約10 m,測試水平徑向地面振動加速度。強 夯試驗試區(qū)I、Q分別布置測線I、1，每條測線設(shè) 7個測點，各測點距離強夯點邊緣距離1.5, 2.5, 4, 6, 10,  20,  30 m，每條測線按垂直向、水平徑向、水 平切向三個方向布置拾振器。 (3)測試結(jié)果 單點強夯試驗夯擊數(shù)與地面振動加速度關(guān)系曲 線見圖1。試驗區(qū)I、I的測線I、I地面振幅隨振源 ，，tO(mm) 平切向 0  10心 為a ，口0 圖2 側(cè)線I地面振幅隨距離衰減曲線 側(cè)mm， 水平切向 r-三三蘭華,(-) 0  100 為力 70.0 圖3 測線I地面振幅隨距離衰減曲線 (4)測振成果綜合分析 強夯施工夯錘落地瞬間，部分動能轉(zhuǎn)化為沖擊 波，從夯點以波的形式向外傳播這種地表振動的強 2 工程勘察Geotechnical  Investigation及Suveying 2000年第6期 萬方數(shù)據(jù) ;00  M O 300 r(_ ) 圖4 地基能量吸收系數(shù)隨距離變化曲線 度隨著與夯點距離的增加而減弱。振動實測表明，強 夯引起的振動是瞬時沖擊振動，振動頻率約5^-20 Hz,振動持續(xù)時間一般不超過is。錘土接觸的時間 約為0.  05 s，并為三角形波形。 由于加固地基的要求和地基土性質(zhì)的不同，強 夯試驗選擇了一定的夯擊能后，首先要確定單點夯 擊數(shù)，使之不超過該強夯能級的單點飽和夯擊能。在 單點強夯試驗時，隨著夯擊數(shù)的增加，土體被夯實， 加速度值不斷增大當(dāng)夯擊數(shù)達到一定時，加速度達 到峰值;如果繼續(xù)夯擊，則加速度值趨于定值峰值。 因此在距離夯點中心10。處布置測點進行加速度 振動測試，繪制夯擊數(shù)與加速度關(guān)系曲線，根據(jù)加速 度定值峰值對應(yīng)的夯擊數(shù)為最大夯擊數(shù)，相應(yīng)的即 飽和夯擊能 從圖1可見。隨著夯擊數(shù)的增加，土體被夯實，加 速度值不斷增加當(dāng)強夯區(qū)I  , u單點夯擊試驗分別 達到第6擊和第5擊時，加速度增加趨勢逐步減緩，由 此可見已接近最大夯擊數(shù)，此時夯擊能仍未飽和。 從振動位移隨距離衰減曲線‘圖2,圖3)可以看 出，近距離衰減快，遠距離衰減慢。圖2中水平切向衰 減曲線擬合方程為: log y一一0.  737·log x+0.844 在同一測點上，水平徑向振動最大，垂直向次 之，水平切向最小。 為了求取地基能量吸收系數(shù)，為動力基礎(chǔ)振動 和隔振設(shè)計提供地基動力參數(shù)，這是強夯進行振動 監(jiān)測的又一應(yīng)用。 地基土能量吸收系數(shù)。按式(1)計算: 一大 1 . 一 r。一 r In— 八1  -$1  + 12 1一 耳不」 ( ) 式中，a 一地基能量吸收系數(shù)(s/m);人— 激振 頻率(Hz)  ;;— 測點到夯點邊緣的距離;ro-—基 礎(chǔ)當(dāng)量半徑(m);  A—距振源r處的振幅值(m); A- 測試基礎(chǔ)的振幅值(m);氛— 無量綱系數(shù)。 從圖4可以看出，地基能量吸收系數(shù)a不是一個 定值。在近夯擊點處(5  m)，振動衰減很快，計算得 到的a值較大;到一定距離(20 m)后，a值比較穩(wěn) 定，趨向一個變化不大的值。因此，設(shè)計可以根據(jù)距 離振源遠近選用a值。 根據(jù)本次實測數(shù)據(jù)以及有關(guān)國內(nèi)外相關(guān)資料， 可將本次強夯試驗振動影響劃分為以下3個區(qū) ①振動破壞區(qū):距離夯點邊緣距離小于5 m。該 區(qū)域內(nèi)土體振動加速度大于5.  OOm/s'，速度大于 50mm/s,振幅大于。.  5 mm。該區(qū)域內(nèi)振動將對一般 建筑物造成破壞。 ②振動損壞區(qū):距離夯點5^30 m。該區(qū)域內(nèi)土 體振動加速度為0.  4^-5.  0  m/s'，速度為10^-50  mm/ s，振幅0.  1^-0.  5 mm。該區(qū)域內(nèi)振動將對一般建筑 物造成一定程度損壞。 ③相對安全區(qū):距離夯點大于30 m。該區(qū)域內(nèi)土 體振動加速度小于0.  4m/s'，速度小于10 mm/s，振 幅小于。.1  mm。該區(qū)域內(nèi)振動除對精密儀器設(shè)備有 一定影響外，對一般建筑物不會造成損壞。 由于本次強夯測振是在第一遍夯擊時實測，第 二遍及搭夯時振動影響將會有所加強;本次試驗場 地周圍有一寬、深近lm的排水溝，起一定隔振作用。 實際設(shè)計和施工時應(yīng)考慮這些因素，必要時采取一 定隔振和振動監(jiān)測措施。 4.2 工程實例2 (1)概況 試驗區(qū)位于杭州灣某地，面積為60  m X 30  m，試 駿區(qū)地形平坦，場地20 m深度內(nèi)為全新世沖積、海 積粉土、砂土。 強夯前進行了井點降水，井距20m，降水深度為 4 m。強夯點距3.  3 m，邊距0.  8 m ,錘重125 kN，錘 直徑2.5 m，落距16 m。單點夯擊能2000 kJ。夯點按 等邊三角形布置。強夯時，第一遍隔行不隔點，夯完 一遍后推平再夯第二遍。 (2)側(cè)振結(jié)果及分析 強夯前在夯點下不同深度及不同距離處埋設(shè)了 加速度傳感器，一組檢測水平方向地面振動加速度， 另一組量測不同距離不同深度處的加速度變化。 圖5是某夯點第四擊時振動加速度等值線，貫人 深度1.  2 m。夯錘下地面振動加速度最大為166.  5 m/ 5“，土中最大可達589.4  m/s'。從圖中可以看出，強夯 沖擊振動在地面?zhèn)鞑r，水平徑向加速度隨傳播距 2000年第6期 工租勘察Geotechnical  fnestigation及Suveying  3 萬方數(shù)據(jù) 離增大而很快衰減，土中加速度隨深度增加而急劇 衰減，土中加速度等值線呈梨形，表明該區(qū)內(nèi)各種應(yīng) 力都較大，出現(xiàn)一個上體屈服區(qū)，也即單點夯擊的加 固范圍。土中振動加速度在7 m深度處衰減為9.  8 m/s'，而此深度以上土體力學(xué)性質(zhì)強夯前后有明顯 變化，故確定為強夯加固有效深度 形。在同一測點上，水平徑向振動最大。垂直向次之， 水平切向較小 (2)強夯振動監(jiān)測最大加速度法是確定單點夯 擊試驗最大夯擊數(shù)和強夯加固有效深度的有效方法 之一。 (3)強夯施工過程中盡可能進行振動監(jiān)測，以實 測的加速度、速度值定量劃分強夯振動影響范圍，必 要情況下采取隔振措施，確保周圍建筑物和精密設(shè) 備的安全。 (4)地基能量吸收系數(shù)是一個變值，隨著離開夯 點距離而變化，動力基礎(chǔ)振動和隔振設(shè)計應(yīng)根據(jù)實 測數(shù)據(jù)取值。 致謝:對劉小青處長、高倚山書記對本文的大力 支持表示衷心的感謝。 參 考 文 獻 [11 朱曉曦等.降水強夯處理軟弱粉土地基試驗研究 地基處理， 1998. (2):29-34. [21 張忠苗等，打樁振動機理與r測防治.物探與化探 1993, (U;57-70. [3] 石沉振動最測與分析.上海:同濟大學(xué)出版社，1990. 28一30 [41 中華人民共和國機械工業(yè)部GB/下5069一97，地基動力特性 側(cè)試規(guī)范.北京 中國計劃出版社，1998. 159-170. 0Dl0 圖5 強夯時土中振動加速度等值線 5 結(jié)論 (1)振動實測表明，強夯引起的振動是瞬時沖擊 振動，振動頻率約5-20 Hz，振動持續(xù)時間一般不超 過1s錘土接觸時間為0.04--0.  1 5，并為三角形波 記卜健卜(卜曰)‘卜峭》‘卜Oo0心opopo0o0o卜》叼) 》Ka嘴)喊，悶，，。沖〔峭.)，沖叼》戍爭悶爭嘴爭屹卜戌)城》玲叱心補令沁.叫》嘴加尹CwO 峨o》0o0o0oO叫 (上接第40頁) (1)強度及柔性大。加筋土墻是重力式擋土墻， 墻寬約為墻高的7000,墻能夠承受較大的水平推力、 傾覆力和垂直力，地基承受的壓力分布比較均勻。加 筋土墻柔性大，可承受一定程度的地基不均勻沉降 和整體沉降。由于加筋土墻沒有剛性基礎(chǔ)，建造時， 地基隨著回填料的回填增高，地基土所承受的壓力 也不斷增加，從而加速了地基土的固結(jié)，提高了地基 的承載能力。 (2)質(zhì)量易控制。加筋上墻由預(yù)制件組合而成， 混凝土面板板塊和筋條都在工廠預(yù)制。所以質(zhì)量容 易保證和控制，砂質(zhì)回填土也可在工程開工前先進 行試驗檢查，淘汰不合格的材料。 (3)建造方法簡單。建造加筋土有一定的規(guī)范和 建筑步驟。偷E減料或錯亂程序不易發(fā)生。建造程序 簡單，質(zhì)量容易保證，沒有豆腐渣工程 (4)外表美觀，I_地整潔，美化環(huán)境。加筋土墻 面板預(yù)制件是在鐵模中由混凝土澆筑而成與現(xiàn)澆 混凝土墻不同，加筋土墻不用搭施工支架和模板。因 此，加筋土墻的建筑工地整潔、安全、沒有垃圾，對 工地附近的交通和環(huán)境影響不大面板預(yù)制件可以 變換款式，配合周圍景物，美化環(huán)境 參 考 文 獻 [11 Winkerkorn,  H.  F. and Fang,  H. Y. Foundaion Engineeing Handbook.  VanNosfrzndHeinholdCompany. 1975 4 工程勘察Geotechnical  lnvestigalim乙Suveying 2000年第6期 萬方數(shù)據(jù)  

中國素有基建狂魔之稱，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，催生出一種新的建筑行業(yè)-強夯。強夯即為地基處理的第一步，夯實地基，讓建筑更加堅不可摧。隨之而來的強夯企業(yè)越來越多，如雨后春筍。東盛云就是其中的一位。

31年前的今天，東盛云的創(chuàng)始人王國昌先生還是一名巖土工程勘察技術(shù)人員，在國企的工作中，讓他萌生了，下海創(chuàng)業(yè)的念頭，說干就干，依然辭去工作，不顧家人阻攔，擠身到強夯基建的隊伍中。這一干就是幾十年。

剛開始，由于只懂技術(shù)，不懂市場，導(dǎo)致第一單生意，做虧了，王國昌笑著說；“做生意，就算自己虧了，也不能讓客戶有損失，商譽是企業(yè)立根之本”。懷著這顆初心，后來業(yè)務(wù)逐漸壯大，大家都稱他為“老王”，都說“做生意，我們不看公司，就看老王，老王辦事我們放心”，這個“老”的稱呼，不僅是對東盛云公司王國昌先生的認(rèn)可，更是對東盛云公司技術(shù)和實力的認(rèn)可，更是對東盛云深耕強夯產(chǎn)業(yè)的貢獻的鑒證。

31載，東盛云承接的項目有市級重點項目，省級重點項目，國家級重點項目，若干。公司擁有各類型號強夯施工設(shè)備30余臺，包括宇通ytqh600、ytqh450，杭重hzqh5000等先進大型設(shè)備，，廣泛用于工業(yè)廠房、機場、港口、公路、鐵路等建筑的各種復(fù)雜地形，1000-20000kn.m地基強夯處理，公司在大量的工程實踐中，積累了豐富的施工經(jīng)驗和項目管理經(jīng)驗，涉及工程達200余項，質(zhì)量合格率95%。東盛云排水強夯憑著過人的技術(shù)和嚴(yán)格的管理規(guī)范，在多的項目中大放異彩，也讓東盛云在排水強夯領(lǐng)域占據(jù)一席之地，贏得了客戶的贊譽。

近年完成的強夯項目主要有：神農(nóng)架機場項目、武深高速嘉魚段項目、武漢集裝箱碼頭項目、普洛斯現(xiàn)代物流園項目、黃岡碧桂園項目、東風(fēng)汽車8萬輛商用車項目、中鐵重工聯(lián)合廠房項目、水布埡堆石面板壩壩基項目、中國海洋石油總公司惠州煉油項目、武當(dāng)山現(xiàn)代影視城項目、寧德時代宜昌邦普產(chǎn)業(yè)園項目、貴州遵義（茅臺）糧食物流園、新洋豐集團工廠擴建項目、南昌大盾構(gòu)機項目、福廈高鐵制梁場項目、安華集團擴建項目、勁牌酒業(yè)擴建項目、雄安新區(qū)項目、海格斯項目等。

這一個個項目記載著東盛云人走過的風(fēng)風(fēng)雨雨，也承載著東盛云人“做精品工程，創(chuàng)品牌豐碑”的初心和“重質(zhì)量講信譽”的宗旨。在國家政策的領(lǐng)導(dǎo)下，東盛云人將用無悔的青春和熱血，續(xù)寫東盛云傳奇，不忘初心砥礪前行，為了更好的明天。

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