高填方路基填筑壓實(shí)作業(yè)對(duì)周邊密集民房群的影響分析

張家日

摘要：高填方路基填筑壓實(shí)作業(yè)會(huì)用到壓路機(jī)等重型作業(yè)裝備，作業(yè)期間產(chǎn)生的持續(xù)高強(qiáng)度振動(dòng)會(huì)對(duì)周邊密集民房群的安全造成嚴(yán)重威脅。文章以新建貴陽(yáng)樞紐某高填方路基施工現(xiàn)場(chǎng)為研究對(duì)象，對(duì)填筑壓實(shí)作業(yè)中壓路機(jī)的振動(dòng)特征進(jìn)行監(jiān)測(cè)，研究了減震溝對(duì)振動(dòng)波傳播規(guī)律的影響，從而分析了高填方路基填筑壓實(shí)作業(yè)對(duì)周邊密集民房群的影響，為消除路基施工對(duì)周邊房屋造成的安全隱患提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高填方路基;壓路機(jī);密集民房群;減震溝;振動(dòng)特征

中圖分類(lèi)號(hào)：U416.04 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.10.009

文章編號(hào)：1673-4874（2019）10-0029-03

0引言

如今，交通建設(shè)正迅猛發(fā)展，大量新建工程的開(kāi)展需考慮對(duì)周邊房屋的影響，施工中高強(qiáng)度振動(dòng)將會(huì)對(duì)周邊密集民房群的穩(wěn)定性造成嚴(yán)重威脅，直接影響周邊居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。現(xiàn)階段，施工振動(dòng)研究主要集中于工程爆破界。20世紀(jì)50年代，美國(guó)在水電站爆破施工建設(shè)過(guò)程中通過(guò)多組實(shí)驗(yàn)對(duì)比，得知減震溝槽對(duì)爆破振動(dòng)具有優(yōu)異的減振作用。但是減震溝槽的作用機(jī)理十分復(fù)雜，其不僅與巖石力學(xué)和爆破地震學(xué)相關(guān)，還涉及到波動(dòng)理論、彈性波能量理論等，因此僅從理論計(jì)算分析來(lái)研究減震溝槽的減震機(jī)理相當(dāng)困難且難以顧全。目前我國(guó)研究人員采用數(shù)值模擬軟件對(duì)減震溝的減震作用進(jìn)行分析，從計(jì)算模擬的結(jié)果數(shù)據(jù)中總結(jié)出減震溝的減震效果。

為減小路基施工對(duì)周邊民房群產(chǎn)生的影響，有必要對(duì)振動(dòng)波的傳播規(guī)律和施工振動(dòng)在減震溝施工前后對(duì)高填方路基周邊密集民房群的影響進(jìn)行研究，為消除路基施工振動(dòng)對(duì)周邊房屋造成的安全隱患提供重要依據(jù)，進(jìn)而保障周邊居民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

1工程概況

新建貴陽(yáng)樞紐小碧經(jīng)清鎮(zhèn)東至白云聯(lián)絡(luò)線(xiàn)的金陽(yáng)車(chē)站位于貴陽(yáng)市觀(guān)山湖區(qū)上麥村及下麥村，該段車(chē)站路基的最大填方高度為17.9m，AB組填料為7.5萬(wàn)m，過(guò)渡段級(jí)配碎石為6800m，表層級(jí)配碎石為1500m。該線(xiàn)路的D1K62+516.82-D1K62+750段左側(cè)為密集民房區(qū)域，大部分房屋為年代久遠(yuǎn)、無(wú)框架基礎(chǔ)的單磚墻結(jié)構(gòu)，并且多數(shù)房屋加蓋了2-3層，房屋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性極差。在進(jìn)行路基填筑壓實(shí)作業(yè)時(shí)，將會(huì)用到壓路機(jī)等重型作業(yè)裝備，作業(yè)期間產(chǎn)生的持續(xù)、高強(qiáng)度振動(dòng)將會(huì)對(duì)周邊密集民房群的穩(wěn)定性造成嚴(yán)重威脅。

施工現(xiàn)場(chǎng)使用大型機(jī)械為振動(dòng)壓路機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下頁(yè)表所示。

2振動(dòng)監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)

考慮無(wú)減震溝和有減震溝兩種工況，分別在減震溝施工前后測(cè)得相關(guān)數(shù)據(jù)。結(jié)合本項(xiàng)目高填方路基的技術(shù)條件和環(huán)境，初步擬定監(jiān)測(cè)方案及測(cè)點(diǎn)布置如圖1所示。

根據(jù)高填方路基施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，壓路機(jī)位于距路基邊緣5m處來(lái)回振動(dòng)，減震溝與路基坡腳水平距離為5.5m，民房與路基坡腳水平距離為9.5m，監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)于民房房屋靠近路基側(cè)外墻下的地面處。

3振動(dòng)波監(jiān)測(cè)結(jié)果

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采用Blasting VibrationAnalysis振動(dòng)分析軟件進(jìn)行微分運(yùn)算分析，得到監(jiān)測(cè)位置質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)峰值速度信號(hào)，其中測(cè)振儀記錄速率為16000sps，記錄長(zhǎng)度為1.000S。在減震溝施工前后，各監(jiān)測(cè)壓路機(jī)碾壓3次。

（1）減震溝施工前監(jiān)測(cè)點(diǎn)振動(dòng)監(jiān)測(cè)結(jié)果如表1-3所示。

（2）減震溝施工后監(jiān)測(cè)點(diǎn)振動(dòng)監(jiān)測(cè)結(jié)果如表4-6所示。

由表1-6可知，為能夠使模擬結(jié)果更貼近實(shí)際情況，可通過(guò)同時(shí)監(jiān)測(cè)X、Y、Z三軸方向的振動(dòng)速度峰值，進(jìn)而分析現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械振動(dòng)中民房的應(yīng)力響應(yīng)。從質(zhì)點(diǎn)速度峰值曲線(xiàn)上可以看出，民房受到的振動(dòng)響應(yīng)主要集中在Y方向上。Y方向上的相對(duì)速度曲線(xiàn)如圖2所示。

在減震溝施工后，第一次碾壓監(jiān)測(cè)的民房結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)衰減率為27.03%，第二次碾壓監(jiān)測(cè)的民房結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)衰減率為31.25%，第三次碾壓監(jiān)測(cè)的民房結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)衰減率為37.5%，平均衰減率為31.93%。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)監(jiān)測(cè)新建貴陽(yáng)樞紐小碧經(jīng)清鎮(zhèn)東至白云聯(lián)絡(luò)線(xiàn)的金陽(yáng)車(chē)站高填方路基工程施工，分析了周邊民房在機(jī)械施工時(shí)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)情況及減震溝施工前后振動(dòng)響應(yīng)衰減情況，得到如下結(jié)論：

（]）從減震溝對(duì)民房結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)的影響上看，民房結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)主要集中在丫方向上，減震溝在削減振動(dòng)速度方面作用效果明顯。

（2）在設(shè)置減震溝后，測(cè)點(diǎn)的速度峰值相較設(shè)置減震溝前都有大幅度下降，三次碾壓監(jiān)測(cè)的民房結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)衰減率分別為27.03%、31.25%、37.5%，平均衰減率為31.93%。說(shuō)明設(shè)置減震溝，能夠有效減小壓路機(jī)產(chǎn)生的施工振動(dòng)對(duì)周邊民房群的影響。

（3）在無(wú)減震溝作用下，結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)的振動(dòng)速度大于規(guī)范中安全允許質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度，房屋存在安全隱患;在減震溝作用下，結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)的振動(dòng)速度在規(guī)范中的安全允許質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度范圍內(nèi)，房屋暫不存在安全隱患。