吳 軍 （黃山市祁門縣建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，安徽 黃山 245400）

1 引言

近年我縣出現(xiàn)了多起因道路施工中碾壓振動(dòng)、樁基施工、爆破施工引起的周邊既有建筑受損的事件。施工企業(yè)在開(kāi)工建設(shè)初期未能對(duì)周邊房屋的裂縫進(jìn)行有效公正的排查，無(wú)法排除房屋裂縫與施工振動(dòng)的因果關(guān)系。委托多家檢測(cè)機(jī)構(gòu)均因無(wú)法區(qū)分既有裂縫及損傷與振動(dòng)的因果關(guān)系，裂縫及損傷成因分析過(guò)程中無(wú)法區(qū)分溫度應(yīng)力、材料收縮裂縫、裝飾層裂縫，從而使問(wèn)題無(wú)法有效解決。后期經(jīng)多方溝通協(xié)調(diào)采用了復(fù)原模擬施工振動(dòng)的方式，對(duì)相關(guān)振動(dòng)損傷問(wèn)題進(jìn)行了解決，獲得雙方認(rèn)可。

2 施工振動(dòng)初步調(diào)查

振動(dòng)損傷最大特征是群眾的對(duì)施工振動(dòng)心理恐慌。此時(shí)去了解與聽(tīng)取群眾的問(wèn)題反應(yīng)是初步了解振動(dòng)危害的基本方法。經(jīng)對(duì)多個(gè)振動(dòng)損傷投訴信問(wèn)題梳理，了解群眾反應(yīng)振動(dòng)影響基本內(nèi)容如下：房屋門窗顫響，桌面物體及燈具晃動(dòng)或掉落，室內(nèi)吊頂開(kāi)裂、掉落，墻體出現(xiàn)裂縫，檐口瓷磚、煙囪磚塊掉落，心理不安全感。

以上內(nèi)容都為振動(dòng)損傷投訴件中的表象，關(guān)鍵問(wèn)題是人體感受引起心理恐慌，相關(guān)的裂縫及房屋損傷加劇了恐慌情緒。在沒(méi)有有效證明的情況下，將其房屋出現(xiàn)的各類裂縫及損傷都?xì)w結(jié)為振動(dòng)影響。多數(shù)群眾將所感受的振動(dòng)描述為V 級(jí)或更高級(jí)的地震。《中國(guó)地震烈度表》(GB/T 17742 -2020)[1]中對(duì)各級(jí)地震作用下人、物及建筑反映進(jìn)行了詳細(xì)的描述。

3 振損檢測(cè)依據(jù)梳理

目前尚無(wú)某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)能涵蓋所有建筑物、其狀態(tài)和暴露持續(xù)時(shí)間的所有種類，相關(guān)研究樣本及數(shù)理統(tǒng)計(jì)存在一定局限性。但許多國(guó)家的法規(guī)及研究成果將建筑物的基礎(chǔ)上每秒幾毫米峰值點(diǎn)速度作為有明顯效應(yīng)的界限。質(zhì)點(diǎn)速度峰值為每秒幾百毫米時(shí)產(chǎn)生損傷的可能性很大。

3.1 地震參數(shù)與規(guī)范安全限值比對(duì)

日常投訴中群眾地震感受去描述施工及爆破振動(dòng)影響，因此相關(guān)檢測(cè)和處理中對(duì)地震參數(shù)進(jìn)行了解及解釋，可以一定程度緩解群眾的恐慌。本文引用《中國(guó)地震烈度表》(GB/T 17742 -2020)中各烈度下水平向地震動(dòng)參數(shù)，具體詳見(jiàn)表1所示。

表1 《中國(guó)地震烈度表》地震加速度與速度

本文對(duì)現(xiàn)行有關(guān)振動(dòng)對(duì)建筑物安全及影響的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)：《爆破安全規(guī)程》(GB 6722-2014)、《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50292-2015)、《建筑工程容許振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50868-2013)進(jìn)行梳理歸納，對(duì)各類建筑物在不同類型振動(dòng)下得安全及影響振動(dòng)速度限值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)歸納，詳見(jiàn)表2所示。

表3 《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》振動(dòng)速度安全限值

表4 交通振動(dòng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)影響在時(shí)域范圍內(nèi)的容許振動(dòng)容許值

表5 打樁、振沖基礎(chǔ)施工對(duì)建筑結(jié)構(gòu)影響在時(shí)域范圍內(nèi)的容許振動(dòng)容許值

表6 強(qiáng)夯施工對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)影響在時(shí)域范圍內(nèi)的容許振動(dòng)容許值

《爆破安全規(guī)程》(GB 6722-2014)與《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50292-2015)安全允許值或限值表中頻率為主振頻率，振動(dòng)速度為質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)相互垂直的三個(gè)分量的最大值。

3.2 振動(dòng)影響限值說(shuō)明

《建筑工程容許振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50868-2013)總結(jié)了國(guó)內(nèi)建筑工程振動(dòng)領(lǐng)域的科研成果，比較和借鑒了先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)、基本儀器和設(shè)備、動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)、交通振動(dòng)、建筑施工振動(dòng)等。

①容許振動(dòng)值應(yīng)按頻率線性插值確定；

②當(dāng)無(wú)法在基礎(chǔ)處評(píng)價(jià)時(shí)，評(píng)價(jià)位置可取最底層主要承重外墻的底部。

《爆破安全規(guī)程》(GB 6722-2014)中的一般民用建筑物、工業(yè)商業(yè)建筑安全允許質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度與《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50292-2015)中的砌體結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋振動(dòng)速度安全限值與《中國(guó)地震烈度表》（GB/T 17742-2020）V 及烈度速度范圍接近。依據(jù)《中國(guó)地震烈度表》（GB/T 17742-2020）中V 級(jí)烈度損傷特征描述，《爆破安全規(guī)程》(GB 6722-2014)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50292-2015)安全限值下可能在房屋門窗、屋頂、屋架顫動(dòng)作響，灰土掉落，個(gè)別房屋墻體抹灰層出現(xiàn)細(xì)微裂縫。因此《爆破安全規(guī)程》(GB 6722-2014)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50292-2015)相關(guān)限值較為安全可靠。

《中國(guó)地震烈度表》（GB/T 17742-2020）相關(guān)各級(jí)烈度峰值及范圍均為水平向地震參數(shù)?！侗瓢踩?guī)程》(GB 6722-2014)與《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50292-2015)在判定方法中都選取振動(dòng)相互垂直的三個(gè)分量最大值。在設(shè)計(jì)規(guī)范中僅對(duì)8 度大跨度及大懸挑構(gòu)件考慮豎向地震作用。建筑物抵御豎向振動(dòng)能力高于水平向。在人為振動(dòng)中除爆破產(chǎn)生徑向縱波為水平作用，其余設(shè)備類振動(dòng)多為豎向振動(dòng)。因此以振動(dòng)三向分量最大值作為安全限值偏安全。

《建筑工程容許振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50868-2013)所列“影響”允許值均嚴(yán)于《爆破安全規(guī)程》(GB 6722-2014)與《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50292-2015)中“安全”限值。規(guī)范中將限值分為基礎(chǔ)及頂部樓面兩個(gè)部分獨(dú)立評(píng)價(jià)。由數(shù)據(jù)可知隨頻率降低影響允許值強(qiáng)度降低。

《建筑工程容許振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50868-2013)對(duì)于未達(dá)到國(guó)家現(xiàn)行抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的城市舊房和鎮(zhèn)(鄉(xiāng))村未經(jīng)正規(guī)設(shè)計(jì)自行建造的房屋的容許振動(dòng)值，宜按表限值70%確定?？紤]到了村民自建房屋的特殊性，該規(guī)范使用起來(lái)更為便利。

3.3 振動(dòng)對(duì)既有建筑的影響

振動(dòng)對(duì)既有建筑的影響與安全及檢測(cè)評(píng)估實(shí)施最大難點(diǎn)是損傷已產(chǎn)生后進(jìn)行，原始現(xiàn)場(chǎng)條件往往無(wú)法重現(xiàn)，此時(shí)需要的是現(xiàn)場(chǎng)模擬復(fù)原，在這個(gè)過(guò)程中雙方對(duì)相關(guān)模擬復(fù)原條件會(huì)產(chǎn)生較大爭(zhēng)議，主要有以下幾點(diǎn)：

①震源設(shè)備不一致（壓力機(jī)、打樁機(jī)、爆破藥量）；

②振動(dòng)實(shí)施人員及操作對(duì)振動(dòng)強(qiáng)度影響較大，如設(shè)備啟動(dòng)功率、運(yùn)行速度、爆破單孔藥量、起爆方式；

③自然環(huán)境及震源發(fā)生點(diǎn)無(wú)法再次實(shí)施；

④評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法科學(xué)反應(yīng)各類建筑物的差異，對(duì)規(guī)范限值選取存在認(rèn)知差異。

對(duì)待爭(zhēng)議問(wèn)題目前僅能通過(guò)調(diào)閱資料，調(diào)回原有設(shè)備盡可能讓雙方協(xié)調(diào)達(dá)成一致，并在雙方監(jiān)督見(jiàn)證下完成現(xiàn)場(chǎng)復(fù)原振動(dòng)采集工作。關(guān)于規(guī)范限值無(wú)法全面反映各類建筑物差異，依據(jù)《建筑工程容許振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50868-20136）8.0.3 中對(duì)于未達(dá)到國(guó)家現(xiàn)行抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的城市舊房和鎮(zhèn)(鄉(xiāng))村未經(jīng)正規(guī)設(shè)計(jì)自行建造的房屋的容許振動(dòng)值，按表居住建筑限值的70%確定。

4 案例分析

本文案例為新建道路與相鄰既有房屋振損案件，經(jīng)過(guò)多次協(xié)商后，雙方達(dá)成具體復(fù)原試驗(yàn)條件，在雙方見(jiàn)證監(jiān)督下完成試驗(yàn)。

圖1 新建道路與相鄰既有房屋(1)

圖2 新建道路與相鄰既有房屋(2)

4.1 復(fù)原振動(dòng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)

2022年9月20 日，檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)用原施工碾壓振動(dòng)設(shè)備，在房屋旁便道上進(jìn)行模擬碾壓施工。振動(dòng)采集設(shè)備測(cè)點(diǎn)依據(jù)規(guī)范要求布置在一層地面及樓面處，對(duì)相關(guān)復(fù)原施工振動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，具體檢測(cè)結(jié)果、波形圖及部分測(cè)點(diǎn)位置詳見(jiàn)表7及圖3-圖20。

圖3 （通道1）水平向振動(dòng)時(shí)域波形全圖

圖4 （通道1）水平向振動(dòng)時(shí)域局部（放大）波形圖

圖5 （通道1）振動(dòng)頻域波形圖屋面振動(dòng)測(cè)試波形圖

圖6 （通道2）水平向振動(dòng)時(shí)域波形全圖

圖9 （通道3）豎向振動(dòng)時(shí)域波形全圖

圖10 （通道3）豎向振動(dòng)時(shí)域局部（放大）波形圖

圖11 （通道3）振動(dòng)頻域波形圖

圖12 （通道1）水平向振動(dòng)時(shí)域波形全圖

圖13 （通道1）水平向振動(dòng)時(shí)域局部（放大）波形

圖14 （通道1）振動(dòng)頻域波形圖

圖15 （通道2）水平向振動(dòng)時(shí)域波形全圖

圖16 （通道2）水平向振動(dòng)時(shí)域局部（放大）波形圖

圖17 （通道2）振動(dòng)頻域波形圖

圖18 （通道3）豎向振動(dòng)時(shí)域波形全圖

圖19 （通道3）水平向振動(dòng)時(shí)域局部（放大）波形圖

圖20 （通道3）振動(dòng)頻域波形圖

表7 振動(dòng)檢測(cè)結(jié)果及波形圖

一層振動(dòng)數(shù)據(jù)波形圖。

4.2 數(shù)據(jù)分析

依據(jù)《建筑工程容許振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50868-2013)振沖等基礎(chǔ)施工建筑結(jié)構(gòu)影響在時(shí)域范圍內(nèi)的容許振動(dòng)值并考慮未達(dá)到國(guó)家現(xiàn)行抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的城市舊房和鎮(zhèn)(鄉(xiāng))村未經(jīng)正規(guī)設(shè)計(jì)自行建造的房屋限值70%折減后進(jìn)行分析判定。

①一層地面振動(dòng)頻域波形分析結(jié)果在31 Hz 時(shí)，居民建筑基礎(chǔ)振動(dòng)速度峰值為插值計(jì)算為6.41 mm/s，實(shí)測(cè)4.9 mm/s，未超出標(biāo)準(zhǔn)限值；

②屋面振動(dòng)頻域波形分析結(jié)果在33 Hz 時(shí)，居民建筑基礎(chǔ)振動(dòng)速度峰值計(jì)算為4.2 mm/s，實(shí)測(cè)最大振動(dòng)速度7.5 mm/s，超出規(guī)范“影響”限值；

③一層及屋面測(cè)量結(jié)果均低于《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50292-2015)，未超出安全限值。

5 結(jié)論及研究展望

①本文羅列了各級(jí)地震下人體感受及房屋損傷概況及日常投訴中群眾反映現(xiàn)象，通過(guò)規(guī)范內(nèi)容羅列，便于疏導(dǎo)相關(guān)人員恐慌及抑制輿情發(fā)展。

②現(xiàn)有規(guī)范中振動(dòng)強(qiáng)度安全限值與V 級(jí)地震烈度強(qiáng)度峰值及范圍數(shù)值接近。但其取值為振動(dòng)三向分量中最大值，而非水平向振動(dòng)量值，因此該類限值較為安全。

③本文梳理現(xiàn)行規(guī)范中關(guān)于振動(dòng)對(duì)房屋安全及影響的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)及依據(jù)，為實(shí)際檢測(cè)評(píng)定提供一定支持。振動(dòng)損傷與振動(dòng)參數(shù)間聯(lián)系，應(yīng)通過(guò)持續(xù)性觀測(cè)進(jìn)一步驗(yàn)證。因此該類方法尚待加強(qiáng)研究。