某樁基及路基施工振動對臨近房屋影響檢測與分析

余永生 （黟縣建筑工程質量監督站，安徽 黃山 245500）

隨著我國建設工程的數量越來越多，規模越來越大，施工振動對周圍房屋造成損壞的事件也時有發生。目前，振源的種類主要分三類：一類是可以模擬再現的振源，如打樁、打夯、碾壓、錘擊等；另一類是不可以模擬再現的振源，如拆房、爆炸等；第三類振源處于兩者之間，如人工爆破，有時可以完全模擬再現，有時不可以模擬再現。

一般來說，房屋的振動損壞都是不可以完全模擬再現。第一種是在振動之前即開始介入鑒定，這種鑒定的難度低一點，在振動發生前，先了解振源的形式、特點和性質，對房屋的現狀進行詳細的檢測和記錄，并測定房屋的自振頻率和阻尼比。第二種是在振動完成之后才介入鑒定：這種振動損壞的鑒定工作難度較大。由于振動之前房屋的損壞情況不清楚，且未檢測房屋的動力特性，在振動過程中沒有跟蹤測試振源的振動情況和振動數據及檢測房屋的受振情況，只能檢測到房屋的振后損壞結果。本文以第二類振源的案例為基礎，分析該振源發生情況下的檢測要點。

1 工程概況

某道路橋梁施工過程中，橋梁基礎采用鉆孔灌注樁。前期施工過程中，該工程灌注樁成孔采用旋挖鉆施工沉孔，因部位樁位鉆孔過程中遇到巖石層，鉆孔主要采用沖擊鉆成孔。另外，引橋基礎臨近路基施工過程中，因與相鄰房屋距離較近詳見圖1 所示，且臨近房屋多為上世紀90 年代的二層磚混結構自建房屋。檢測前，臨近房屋周邊業主認為該工程施工中產生的振動對相鄰房屋安全產生了不利影響。

圖1 引橋基礎與相鄰房屋圖

2 檢測范圍及內容

2.1 檢測內容

該工程檢測為振動完成之后才介入鑒定，振動損壞的鑒定工作難度較大。振動之前房屋的損壞情況不清楚，只能檢測到房屋振后的損壞結果。前期產生的振動未檢測房屋的動力特性，在振動過程中沒有跟蹤測試振源的振動情況和振動數據及檢測房屋的受振情況。本工程房屋大多為自建房，建設年代較早，此類房屋墻體粉刷空鼓、裝飾層老化、門窗洞口過梁變形、溫度及材料收縮開裂較為普遍。依據相關業主投訴內容，結合我省類似工程檢測內容，將具體檢測內容分為三部分：第一部分是上部住宅承重墻體結構裂縫調查及觀測點布置；第二部分是橋梁樁基施工（錘擊成孔）振動參數檢測；第三部分是橋梁與道路施工前、后既有裂縫比對。

2.1.1 承重墻體結構裂縫調查及觀測點布置

本次業主投訴原因為相鄰施工造成的結構安全性影響，因此檢測期間重點是對結構安全存在影響的裂縫進行檢測。因此，檢測現場將以承重墻體兩側對稱貫通裂縫作為檢測重點，具體關注以下幾類裂縫：明顯的受壓、受彎或受剪裂縫；縱橫墻連接處出現通長的豎向裂縫；承重墻體較大的貫穿性（墻體兩側同一位置）裂縫；其他顯著影響結構整體性的裂縫。

前期（首次）檢測中對裂縫進行統計并繪制裂縫圖，使用裂縫測寬儀對裂縫寬度進行測量，并對測量位置進行標注、拍照。檢測中對有明顯端頭的裂縫端部進行標識、拍照。抽選部分裂縫粘貼石膏點見圖2 所示。前期裂縫調查目的為后期檢測提供裂縫初始狀態參考依據。

圖2 抽選部分裂縫粘貼石膏點圖

①裂縫長度標記：用于裂縫長度觀測，在施工或其他干擾因素排除后，依據前期標記判斷裂縫是否增長。

②石膏點：使用石膏或裝飾膩子粉在裂縫處制作約1.5cm～3cm 石膏餅，裂縫擴展會引起石膏點開裂。

③裂縫寬度讀數，用于裂縫對墻體構件影響評定。

2.1.2 施工振動參數檢測

依據《建筑工程容許振動標準》（GB50868-2013）相關檢測要求結合現場條件，在檢測范圍內選取具有代表性的相鄰建筑物，使用動態信號采集系統對橋梁樁基施工過程產生振動進行檢測，檢測主要指標為質點速度和頻率。依據現場采集波形參考《建筑工程容許振動標準》（GB50868-2013）相關基礎施工容許值進行分析，判定施工振動（短期）是否超出規范允許值。相關規范容許值詳見表1 所示。

振動“影響”規范限值條文 表1

2.1.3 房屋既有裂縫擴展情況比對

待橋梁及道路施工完畢后，依據前期裂縫觀測結果對相關房屋裂縫進行再次調查。主要工作內容：裂縫數量是否增加；裂縫長度是否擴展；裂縫石膏觀測點是否開裂，石膏點裂縫寬度測量。依據以上裂縫調查結果，對被測房屋裂縫擴展情況進行評定。

3 工程現場檢測

3.1 房屋的裂縫及損傷現狀調查

2020 年10 月期間派員前往工程現場，對該工程施工臨近的部分房屋裂縫及損傷現狀進行了調查，施工臨近的房屋均有不同程度開裂及滲漏現象，個別房屋地面存在下沉明顯，具體房屋既有損傷調查情況詳見圖3～圖6。

圖3 房屋既有損傷調查情況照片

圖4 房屋既有損傷調查情況照片

圖5 房屋既有損傷調查情況照片

圖6 房屋既有損傷調查情況照片

3.2 房屋裂縫觀測

在房屋裂縫及損傷現狀調查完成后的基礎上，每戶抽取部分有代表性的裂縫布置石膏觀測點，通過石膏觀測點在檢測周期中的變化情況，分析施工中產生的振動是否對房屋裂縫及損傷產生影響。分別于工程再次施工前、施工過程中及施工完成后（最后觀測日期為2020年12 月）分三個階段對石膏觀測點的狀態進行了觀測。同時，在工程第一階段施工完成后，對臨近房屋是否再次產生裂縫及損傷情況進行調查。對該房屋中共布置石膏觀測點196 個，在檢測期間有172 個石膏觀測點開裂，22 個石膏裂測點未開裂，2 個石膏裂測點被破壞，開裂比例為87.76%。另外，臨近的部分房屋進行裂縫及損傷情況進行了調查，其中多數房屋出現新的裂縫（多為門窗洞口處的斜向裂縫、縱橫墻之間及墻頂與樓板之間的脫開裂縫）及地面下沉等不同程度的損傷。

3.3 施工振動參數檢測

依據《建筑工程容許振動標準》（GB 50868-2013）相關檢測要求及結合現場條件，分別選取在臨近的加油站及榨油坊房屋外墻根部地面安放拾振器，捕捉工程施工過程中房屋外墻根部地面處振動參數（質點速度和頻率），依據現場采集波形參考《建筑工程容許振動標準》（GB 50868-2013）中基礎施工容許值，判斷施工振動（短期）是否超出規范允許值。施工產生的振動在臨近加油站房屋及榨油坊房屋外墻根部處最大振動速度及頻率詳見表2及圖7～圖9。

振動最大振動速度及頻率表 表2

圖7 最大振動速度及頻率圖

圖8 最大振動速度及頻率圖

圖9 最大振動速度及頻率圖

2020年11月10日工程施工時實測臨近加油站及榨油坊房屋外墻根部產生的振動值（振動速度）分別為2.783mm/s 與1.874mm/s，為居住建筑規范容許值的98%與68%。相關業主反映檢測期間樁基施工設備與既往設備型號不符，成孔速度、落錘提升高度均低于前期，但檢測期間地面仍然有明顯振感。

4 結論

①本次工程施工臨近的39 戶房屋均有不同程度開裂及滲漏現象，個別房屋地面存在下沉明顯。在被測房屋中布置的石膏觀測點中，石膏裂測點開裂比例為87.76%。施工完成后，再次對裂縫及損傷情況進行了調查，大部分房屋出現新的裂縫（多為門窗洞口處的斜向裂縫、縱橫墻之間及墻頂與樓板之間的脫開裂縫）及地面下沉等不同程度的損傷。

②施工時實測臨近的加油站及油坊房屋外墻根部產生的振動值（振動速度）分別為2.783mm/s 與1.874mm/s，為居住建筑規范容許值的98%與68%。相關業主反映檢測期間樁基施工設備與既往設備型號不符，成孔速度、落錘提升高度均低于前期，但檢測期間地面仍然有明顯振感。

③測房屋均為自建磚混房屋，附屬用房多為簡易磚瓦結構，基本無抗震構造措施（未設置構造柱及圈梁等），房屋整體性及抗震措施較差，易受外界因素（如振動、水位變化等）影響，工程施工產生的振動對周邊建筑物結果存在明顯影響。