强夯施工振动对相邻钻孔灌注桩影响试验研究

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1、强夯施工振动对相邻钻孔灌注桩影响试验研究程书昌，刘文东，何林（中国化学工程第一岩土工程有限公司，河北沧州061001）摘要：强夯法是地基处理的一种常用方法，而强夯施工振动往往对周边建（构）筑物产生不利影响，从而制约了其应用范围。本文结合某沿海地区松散填土场地强夯工程实例，通过分析论证、振动试验等手段，重点分析了强夯振动对相邻钻孔灌注桩可能产生的影响，并提出了解决方案，同时根据实测结果，提出了强夯安全距离的确定。关键词：强夯；振动；安全距离0.前言强夯法加固地基具有施工简单、效果好、使用经济等特点，从而在世界

2、范围内得到广泛应用。然而强夯作为一种冲击型震源，在夯锤落地的瞬间会产生强大的冲击波，从夯点向外传播，其中面波仅在地表传播引起地表振动，由于振动几何阻尼和地基土材料阻尼作用，一般在很短时间内（约0.4～1.0s）消失，同时其振动强度随着与夯点距离的增加而减弱，当夯点周围一定范围内的地表振动强度达到一定数值时，会引起地表与周围建筑物的共振，从而使之产生不同程度的损坏与破坏等环境危害；同时由于连续夯击，造成地面振动的强度比较大，因而强夯振动对周围环境将具有更大的潜在危害性。本文以某化工品仓储项目强夯施工为例，根据

3、实测结果论证其对临近钻孔灌注桩可能产生的危害性及强夯施工安全距离的确定。1.工程概况某化工品仓储项目位于广东省珠海市临港工业区高栏岛，拟建总库容为200万m³的化工品储罐区，其中最大单体储罐容积为2.5万m³，项目总占地183702㎡，地基设计采用强夯法施工。根据基岩埋深不同，施工场地划分为10000kN·m、8000kN·m、6000kN·m和3000kN·m能级4个作业区。施工场地地层自上而下分布为碎石层、冲填土、块石层、淤泥、细砂、中粗砂、黏土、砂质黏性土、中风化层，其中中风化岩层顶面埋深约3～35m

4、。强夯施工前，场地南侧公用管廊钻孔灌注桩正在施工。钻孔灌注桩桩径Φ1000，混凝土强度等级C25，桩端持力层为中风化花岗岩，桩长8～38m，自东向西桩长逐渐增加。其最近处距设计夯点仅3.93m（图1）。Ⅳ区（10000kN·m）Ⅲ区（8000kN·m）Ⅱ区（6000kN·m）Ⅰ区（3000kN·m）夯点征地红线Φ1000钻孔桩建筑红线3.93m图1钻孔桩与夯点相对关系示意图2.强夯振动影响分析强夯施工前，桩基施工单位认为强夯振动将对钻孔灌注桩产生不利影响。在建设单位的协调下，两家施工单位组织设计、监理、检测

5、等单位以及相关专家参加的专题论证会。经讨论认为：⑴强夯夯击引起的振动是一种瞬时型的冲击振动，地基土的强度和强夯能级决定了振动的影响程度和传播距离，地基土强度越低（土越软、空隙越大）、强夯能量越小，振动也越小、传播距离越近。⑵本场地靠近管廊处为虚填的山皮石，根据国家地震局制定的《中国地震烈度表》和国家标准《动力机器基础设计规范》，并参考以往工程经验和相关资料：a.在距离夯点5m以内，土体振动加速度大于0.5～1.0g，速度大于50mm/s，振幅大于1mm。该距离内振动将对地面上一般建筑物造成一定程度破坏，此范

6、围为振动破坏区，振感较大。b.距离夯点5～15m，该区域内的地面振动加速度在0.2～0.5g，速度在30～50mm/s，振幅在0.2～1.0mm。这样的振动对一般建（构）筑物有振感，但不会对结构造成影响，此范围为振动影响区。c.距离夯点15m以外，此区域的振动加速度小于0.2g，振动速度小于30mm/s，振幅小于0.2mm，振感不大。这种振动只对精密仪器、精密仪表、精密机械会有一定的影响，对一般建（构）筑物不会造成影响，属于振动安全区。⑶为降低强夯振动对钻孔灌注桩的影响，距桩基15m范围内强夯施工应待桩身混

7、凝土龄期7d以后进行，且考虑到建筑红线以北12m范围内征地用途为消防通道，该区域（距钻孔灌注桩15m范围内）强夯仅进行1500kN·m满夯处理。⑷经设计变更后，本工程的强夯与钻孔灌注桩具有如下特点：a.能量低：本场地采用的是在虚填山皮土上的夯实处理，能级很低，振动影响较小。b.土松散：本工程靠近管廊处属于虚填山皮土地基加固，填土结构松散，空隙较大，本身具有对振动波的吸收作用，减轻了振动波的向外传播。c.在地下：钢筋混凝土钻孔灌注桩桩径较大，桩体本身与土体之间有一层润滑剂――即泥皮的保护，况且，临近桩的施工对

8、其影响要超过强夯影响。⑸可设置防振减震措施：施工前在管廊与强夯施工区域之间（临近管廊一侧）设置隔振沟，同时，钢筋混凝土钻孔灌注桩的桩顶也在地面以下，是振动的天然屏障，都起到了隔离振动、减小振动的作用。鉴于以上分析并采取可靠措施后可以得出结论，无论从地层条件、施工能级分析和环境条件看，本工程施工都不会对附近钻孔灌注桩和管廊结构造成不良影响。3.试验根据上述分析，强夯施工单位委托监测单位在施工前分别进行了隔振沟作用测