强夯加固振动规律分析

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1、强夯加固振动规律分析夏怡(责卅14交通规划勘察设计研究院)摘要：通过工程实例对强夯加固地基振动进行测试，分析了振动速度，频础混凝土的影响，由于强夯诱发的振动荷载与混凝土初始应力应变率与距离及夯点下沉量的相应关系，通过试验数据统计，得到经验公式和参的耦合作用，使新浇混凝土更容易损伤、破坏。数，并作为强夯加固地基建筑物安全距离的估算方法。关键词：强夯振动速度频率安全距离0引言强夯法是法国Menard技术公司首创的一种地基加固方法，亦称为动力固结法(DCM法)，迄今已为国内外广泛采用⋯。强夯法常用来加固碎石、砂土、粘

2、性土、杂填土、湿隐性黄土等各类地基土。由于具有施工简单，经济效益显著而受到各国工程界的重视。由于强夯是利用重锤自由下落产生的强大振动能量来改善土体物理力学性能的，强烈的冲击会引起土体振动，并导致邻近建筑物的破坏。在采用0204o608O强夯法处理地基时，首先要面临的问题是强夯引起的振动对邻近建筑物的稳定性影响。本文以某核电站配套设施所在场地地基处理工水、距离(m)程为例进行振动实测分析，并对强夯引起的振动规律进行分析，进而图1水平速度距离的关系曲线对强夯施工安全距离进行了讨论和确定。1强夯振动的衰减规律强夯振动

3、是由冲击型振源引起的振动，振动为一自由振动，在落锤接触地表的瞬间产生强大；中击性振源，振源随后即消失，强夯的冲击能量以波的形式由振源向土体深层和地面传播，锤底附近的土体颗粒在受到重锤挤压后最先产生振动，其波动能量逐渐向外扩散。由于存在振动波的几何阻尼和地基土的材料阻尼，振动会迅速衰减。强夯中所产生的波动为纵波(P)、横波(s)、瑞利波(R)，所占的相对能量l。分一剖1

4、l5430lO别为：P波占7％，S波占26％，R波占67％。R波占总波能的2／3，o1o!o：jo4o)060708O沿着一个圆柱波阵面径向地向

5、外传播，其能量密度随离开波源距离水’旺离(n)的增大而衰减】。由于其传播路径局限于半空间的表面附近，对附近图2垂直速度与距离的关系曲线地面建筑物的破坏力较大，其衰减规律与场地的岩土力学性质有直该工程对振动控制的要求为：龄期为1天的混凝土，质点振接关系。动峰值不得大于1．5cm／s，根据速度衰减函数，以水平速度控制其安由于土体的弹塑性动态响应问题，以及土体材料力学性质的非全距离为21米，以垂直速度控制其安全距离为20米，两个值相差线性，难以用常规解析方法对该力学过程进行求证。在强夯施工过程不大。中，通过现场监测，

6、以实测的振动速度值和振动主频率值来获取该工3I2振动速度与夯点下沉量的关系程所在场地的振动经验公式来，进而评价强夯所产生的振动效应是在同一夯点水平和垂直振动峰值速度随夯点地表的沉降迅速增行之有效的。加，在沉降量达到1．1m左右以后，增加速度减缓。161#夯点最后42工程实例击的峰值速度以及167#夯点最后3击峰值速度基本相等。在同一2．1测试条件施工条件下夯点下沉量与下部回填土的性质，架空程度，以及局部的2．1．1场地工程地质条件。某电站配套设施区有相当多的设施不均匀性有关，其总的规律是随着夯点地表的沉降，振动

7、峰值迅速增位于挖泥填海而形成的回填区内，该场地回填是在清除海底淤泥的加后逐渐趋于水平。该规律反映了土体的挤密过程，最大振速与土体基础上，采用土夹石回填水上部分而形成的。该区域原始地形起伏较密实程度相关。回填土在夯击前是松散的，前几击挤密的幅度很明显大，经挖填和场地平整，地面较为平缓。的，后几击由于土体密实度提高，弹性模量的增加，土体强度趋于稳2．1．2测试目的。振动速度随距离的衰减规律，振动主频率的分定，同一夯击能下变形量逐渐减小。此时振动峰值速度较大，但振速布规律。为强夯区附件建筑物确定安全距离提供依据。增加

8、较缓或不增加。在最大振速与沉降量曲线上近似水平部分，其对2．1．3强夯参数。锤重300kN，落距为20m，单点夯击能量为6应的击数为强夯有效击数。在进行强夯振动速度衰减评价时，如果采000kN·m；夯锤为圆柱形平底扁锤，锤径为2．0m。用最大振动速度进行控制，可以以最后一夯的振动峰值速度为准。2．1．4测试仪器和测点布置。采用的测试仪器主要有：CDSP3．3振动频率的一般规律(WS—INV)海量数据数字记录仪，891一¨型速度传感器以及Vib’目前关于强夯振动衰减规律的预测研究仍以振动速度峰值为SYS数值振动信

9、号采集分析系统。共布置5个测点，分别距夯点主，而对于频率的研究则不多。因此，通过实测数据对强夯振动频率1O．5m，2O．5m，35m，38l5m，75m。进行预测研究，对于了解和掌握强夯振动频率的衰减规律、降低强夯3强夯振动的衰减特征对临近建筑物振动的破坏效应具有重要的意义3．1振动速度与距离的关系强夯振动频率随夯心距的增加逐渐衰减，频率较高时，周期较为了反映强夯的振动特征，在同一施工