摘要：為了更加合理地評估道路施工時(shí)的振動對近接工程的影響，需對交叉施工現(xiàn)場進(jìn)行必要的監(jiān)測分析。根據(jù)傳感器布置方案收集振動數(shù)據(jù)，通過對杭州某建筑工程深基坑和相關(guān)建筑物進(jìn)行振動測試，分別從x、y、z三個(gè)方向來研究道路壓路機(jī)振動工作時(shí)對其的影響。研究表明：埋設(shè)在隔震溝內(nèi)側(cè)一值小于2cm/s時(shí)振動壓路機(jī)的振動不對該建筑構(gòu)成影響。

關(guān)鍵詞：道路振動施工；近接工程；基坑支護(hù)；監(jiān)測；傳感器；建筑工程 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U416 文章編號：1009-2374（2017）10-0152-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.10.076

1 概述

隨著城市化的快速推進(jìn)，大型越江隧道、大規(guī)模軌道交通以及連續(xù)性高架道路等各類市政基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目大范圍的密集建設(shè)，這些工程由于建設(shè)周期短、任務(wù)重以及工期緊，經(jīng)常存在交叉施工，特別是軟土地區(qū)上的深基坑開挖施工使原本就具有的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)更加突出，一旦發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)事故，將可能造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和社會影響。目前，我國對該領(lǐng)域研究相對較少，道路施工特別是對深基坑工程的影響目前還停留在概念和經(jīng)驗(yàn)階段，而且目前的研究方法還不能進(jìn)行動態(tài)信息反饋，因此有必要對振動施工現(xiàn)場進(jìn)行研究。

2 布置傳感器

由于杭州某建筑工程深基坑與道路屬于近接交叉工程（僅距2～3m），為了對路面、樓板等重要控制區(qū)域進(jìn)行有效監(jiān)測，及時(shí)反饋現(xiàn)場數(shù)據(jù)，以便對交叉施工工程實(shí)行科學(xué)化管理，避免盲目施工造成的安全、質(zhì)量隱患，特在深基坑附近樓房首層頂板布設(shè)振動傳感器。另外，對維護(hù)結(jié)構(gòu)或隔震溝靠近基坑一側(cè)埋置一般振動傳感器并將傳感器連接至TC-4850型爆破測試儀進(jìn)行自動數(shù)據(jù)采集。在壓路機(jī)開始振動壓實(shí)之前，用水調(diào)和石膏，將傳感器固定在所確定的位置上，待石膏中水分蒸發(fā)，石膏硬化后，傳感器就被牢固地固定在測試位置上。將傳感器連接線與測試主機(jī)連接，調(diào)整測試參數(shù)，即可開始采集數(shù)據(jù)。傳感器布置如圖1所示：

3 現(xiàn)場振動監(jiān)測

在開始測試振動數(shù)據(jù)之前，先要將主機(jī)的各項(xiàng)測試參數(shù)調(diào)整到位，以便在壓路機(jī)開始振動碾壓時(shí)，可以準(zhǔn)確快速地采集到振動數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)采集的正確及時(shí)。主機(jī)數(shù)據(jù)采集參數(shù)設(shè)置見表1所示。振動碾壓測試過程以及壓路機(jī)位置實(shí)物圖見圖2所示。壓實(shí)位置就在隔震墻外側(cè)，距離隔震墻僅50cm。

圖2 振動碾壓過程

共有兩臺振動測試儀拱采集數(shù)據(jù)，集成傳感器布置在樓房首層頂板上。普通傳感器布置在隔震墻上，在同一位置不同距離布置，兩只傳感器垂直于道路方向上相距1.5m。即隔震墻距離壓路機(jī)1.5m，樓房首層底板傳感器距壓路機(jī)3m。根據(jù)傳感器性質(zhì)，分別采集同一位置不同距離的平行于道路、垂直于道路和鉛垂方向的振動速度，以了解壓路機(jī)振動工作時(shí)三個(gè)方向分別對基坑及在建建筑物的影響。

4 振動測試結(jié)果及分析

4.1 振動傳感器測試結(jié)果

現(xiàn)場測試時(shí)，平行于道路方向?yàn)閤軸，垂直于道路方向?yàn)閥軸，垂直于xy平面即鉛垂方向?yàn)閦軸，普通振動傳感器（埋設(shè)在隔震墻內(nèi)側(cè)）振動測試結(jié)果如圖3所示：

圖中最上面曲線為x軸，中間曲線為y軸，最下面曲線為z軸，根據(jù)圖中波形曲線可知，y軸方向振動速度對基坑影響最大，為0.03～0.04cm/s，x軸方向振動速度次之，為0.01～0.02cm/s，z軸方向振動速度影響最小，其速度值小于0.01cm/s。

而位于首層頂板的集成傳感器振動測試結(jié)果表明z軸、x軸、y軸方向振動速度對基坑影響依次增強(qiáng)，且最大振動速度為0.001～0.005cm/s。該值均在爆破振動效應(yīng)（見表2）可接受范圍內(nèi)。

我國《爆破安全規(guī)程》對各個(gè)構(gòu)筑物的振動安全允許標(biāo)準(zhǔn)（節(jié)選）如表3所示。由于振動壓路機(jī)最大振動頻率為33Hz，而實(shí)測振動速度控制值小于2cm/s，因此振動壓路機(jī)在施工過程中的振動不對該建筑構(gòu)成影響。

4.2 樓板中應(yīng)力監(jiān)測

由于本工程的特殊性，道路與深基坑同時(shí)施工，要密切監(jiān)測緊挨道路一側(cè)換撐板帶和建筑樓板內(nèi)力，在現(xiàn)場施工時(shí)每隔一定間距預(yù)埋應(yīng)力傳感器進(jìn)行監(jiān)測。為了提高傳感器存活率以及測試時(shí)的便利性，導(dǎo)線平均預(yù)留長度為15～20m，在鋼筋網(wǎng)內(nèi)的導(dǎo)線，同樣埋置在第一層鋼筋網(wǎng)下，拉直且稍預(yù)留一定長度，用扎絲綁扎，但綁扎程度次于傳感器本身，這樣做的目的有兩個(gè)：一是保證在混凝土施工和養(yǎng)護(hù)期間的振動和收縮等變化引起導(dǎo)線變形，預(yù)留一定長度就可適應(yīng)以上影響而不會因此而拉斷導(dǎo)線；二是綁扎過緊在施工過程中會限制導(dǎo)線移動，也不利于保護(hù)傳感器。在穿出結(jié)構(gòu)物后，用綁帶將同一位置的所有傳感器導(dǎo)線綁扎在一起，集成一束順基坑邊緣向上鋪設(shè)在地面上，在測試時(shí)就可根據(jù)不同位置處傳感器編號迅速采集，通過自動采集箱將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送回室內(nèi)監(jiān)控設(shè)備上，可實(shí)現(xiàn)動態(tài)連續(xù)采集數(shù)據(jù)。

4.3 樓板內(nèi)應(yīng)力分布

監(jiān)測位置從負(fù)二層頂板到三層頂板，如圖4所示。所有位置受力均為壓應(yīng)力，同為壓應(yīng)力的情況下，負(fù)二層底板、負(fù)二層頂板及換撐板帶中的壓力較大，說明基坑換撐后，該位置起到支撐基坑穩(wěn)定的作用，但壓應(yīng)力值在混凝土結(jié)構(gòu)極限受壓范圍之內(nèi)，既保證了基坑的穩(wěn)定，又有利于混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

埋設(shè)傳感器之后，應(yīng)力值上升較快，且曲線多出現(xiàn)波動，但波動不劇烈。傳感器埋設(shè)之初監(jiān)測應(yīng)力值上較快是因?yàn)椋炷翝仓?、振搗、養(yǎng)護(hù)對其產(chǎn)生的影響以及在養(yǎng)護(hù)過程中混凝土本身產(chǎn)生收縮等變形，造成傳感器監(jiān)測值迅速上升。曲線波動較多，大多是因?yàn)槭┕み^程中車輛振動、施工機(jī)械振動對其產(chǎn)生的影響。從圖4還可知，建筑中間位置傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)波動大于上層和最底層，是因?yàn)樵谑┕み^程中，振動由地表傳到地下，中間位置最先受到影響，向上傳遞過程中振動能量在逐漸損失，向下傳遞過程中由于大地存在阻尼作用，其振動能量亦減小。但從數(shù)據(jù)整體來看，盡管存在波動，但應(yīng)力值較為平穩(wěn)。

5 結(jié)語

通過在振動傳感器采集同一位置不同距離的平行于道路、垂直于道路和鉛垂方向的振動速度，掌握了壓路機(jī)振動工作時(shí)三個(gè)方向分別對基坑及在建建筑物的影響并得出以下結(jié)論：（1）埋設(shè)在隔震溝內(nèi)側(cè)一值小于2cm/s。因此振動壓路機(jī)在施工過程中的振動不對該建筑構(gòu)成影響。一般振動傳感器振動測試結(jié)果表明z軸、x軸、y軸方向振動速度對基坑影響依次增強(qiáng)。其規(guī)律與首層頂板的振動測試結(jié)果一致，并且該值滿足相關(guān)規(guī)范要求；（2）在現(xiàn)場埋設(shè)應(yīng)力傳感器時(shí)，采用了特殊的綁扎工藝來提高傳感器在施工過程中的成活率。所有傳感器埋設(shè)完畢后，接入自動采集箱，提高采集頻率和便利性；（3）混凝土底層應(yīng)力大于上層應(yīng)力，這說明換撐過程中，底層結(jié)構(gòu)及換撐板帶起到支撐基坑作用。施工振動等影響會造成數(shù)據(jù)整體波動較大并且中間層受影響最大，在振動安全規(guī)范允許范圍之內(nèi)。

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作者簡介：俞春飛（1983-），男，浙江諸暨人，杭州（九喬）國際商貿(mào)城江干區(qū)塊建設(shè)指揮部辦公室（中國杭州四季青服裝發(fā)展有限公司）工程師，注冊二級建造師，研究方向：土木工程、市政基礎(chǔ)設(shè)施工程。

（責(zé)任編輯：小 燕）