钻孔灌注桩施工对邻近建筑物振动影响监测分析.docx

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1、钻孔灌注桩施工对邻近建筑物振动影响监测分析摘要：桥梁桩基在采用冲击钻进行成孔作业时，会使邻近建筑物 受到冲击波的影响。为防止桩基施工过程中沿线邻近建筑物受涉及而 产生破坏，在桩基冲击钻作业时采用TC-4850测振仪对沿线邻近建筑 物地面的振动特性进行了现场监测。监测数据说明，冲孔时冲击产生 振动的振速沿测线方向衰减很快，在距作业点14m处的测点时振速均 已满足爆破平安规程相关要求，说明该工程桩基施工时，冲击振 动对线路邻近建筑物的影响在允许范围之内。关键词：桥梁工程；冲击钻；桩基础；监测中图分类号：U456. 3文献标志码：A0引言桥梁工程桩基础主要可分为沉入桩和灌入桩两种形式。按照桩基 施工

2、方法，又可将桩基分为钻孔灌注桩、沉入桩和人工挖孔桩三种类 别1。其中，钻孔灌注桩具备承载能力强、设备简单、施工方便等 优点，近些年来在桥梁工程中得到了广泛应用。钻孔灌注桩依据成桩 的方式又可分为泥浆护壁成孔、沉管成孔、干作业成孔和爆破成孔等 2-4o泥浆护壁成孔桩主要采用正反循环钻、冲击钻、旋挖钻和潜水钻 等设备进行成桩。其中，冲击钻在冲孔过程中伴随着冲击锤从高处落 下与地面土体碰撞势必产生巨大的动能5-6,冲击产生的大局部动 能将以应力波的形式逐渐扩散至周围地层，迫使邻近建筑物及地面产 生相应振动，进而给邻近建筑物的稳定性带来不利影响，甚至严重危 及结构的稳定性及其平安性能7-8 o基于此，

3、本论述依托工程实例，在某桥梁冲击钻桩施工时，对冲 击钻运行过程中的振动特性进行了现场测试,用以监测评价冲击钻孔 施工对沿线邻近建筑物产生的影响及影响程度。通过对冲击钻钻孔时 的主振频率和振动速度进行监测，提供现场检测的实际数据，以判断 其是否符合相关设计规范规程、现行振动平安规程及其它相关设计资 料及施工质量验收规范要求，并确定冲击波的振动传播范围，根据相 应的平安判据和允许标准，判断邻近建筑物是否受涉及及受影响程度。1工程概况某大桥的桥址属于丘陵河谷地貌单元，微地貌为缓坡、沟谷，线 位位于村庄农田及沟谷之上，邻近建筑物为一般农村自建砖瓦房和部 分土坯房。桥址区地形稍有起伏，自然坡度约5 ,地

4、面标高 2792. 1m2805. 9m。地表植被稍发育。勘察期间，沟谷流量相对较小， 水深约0. 15m。桥位处百年一遇洪水设计流量204. 46m3/s,设计水位 2788. 69m,最大冲刷线高程2782. 318m。本桥平面位于R=8600m的左 偏圆曲线上，纵断面纵坡1.21%；墩台径向布置。桥梁起点桩号 YK75+604,终点桩号YK75+810. 5,桥梁中心桩号YK75+707. 25,全长 206.5m,跨径组合为6X20+ (20+2*30) m,桥梁与路线前进方向右 偏角为90 o上部结构采用装配式预应力混凝土连续小箱梁。下部 采用双柱式桥墩，柱式台，肋板式桥台，墩台均采

5、用桩基础。根据本 桥地质情况，墩台基础均按照摩擦桩设计。平安红线设在距最外侧钻 孔灌注桩15m处。该工程工程墩、台桩基直径分别为1.6. 1.4. 1.2m,根据现场 桩基分布、地质条件、设计桩径、桩长等情况采用旋挖钻与冲击钻成 孔工艺，冲击钻主要在坚硬岩层中使用，河滩桩基施工前需提前筑岛。2冲击钻施工原理及特点2. 1冲击钻施工原理冲击钻在冲击成孔的施工过程中，采用了破碎原理，即冲击破碎 入岩工艺，利用冲击钻钻头对岩石进行冲击，冲击钻钻头由钢绳连接, 冲击起降时方便施工，大大增加工作效率，同时缩短施工时间。再利 用正循环或反循环排渣的方法将破碎时产生的岩石碎渣及时排出孔 外，在冲击钻进过程中

6、如此往复，直至其到达孔底的设计标高9。2. 2冲击钻特点冲击钻成孔作业时，因其具备不易塌孔，不易偏孔，沉渣较少, 成孔率高等特点，在钻孔灌注桩施工时应用甚广，尤其是对于河床或 地质为嵌岩、基岩等地质较为复杂时，往往采用冲击钻孔来进行成桩 孔作业10。3现场监控量测3. 1测点布置根据本桥梁工程的特点，采用TC-4850测振仪测试系统对冲击钻 作业过程中邻近建筑物附近地表振动进行监测，以确保建筑物所受冲 击波符合有关平安标准，测试仪器如图1所示。测试时选择沿线建筑物的地面振动质点进行测试，并选两个测线 进行开挖阶段测试，相互校核。每条测线上布设5个测点，分别进行 了 3次不同钻进深度的振动测试，

7、屡次下挖监测以利于保证测试值的 准确性。其中前两个测点选择在沿线地面上，后3个测点为周围邻近 建筑物。各侧点距冲击钻作业点的距离分别为2m, 6m, 14m, 30m, 62nio测试过程中，测试仪器有0.05Hz和0.02Hz两种触发频率，采 样时间保持在10s40s之间。布设仪器时，确保Y方向朝向冲击钻 机点，现场布设如图2所示。测试过程中主要监测冲击钻进时地表质 点的振动速度和钻进不同深度施工工况下地表各质点的振动速度。3. 2测试结果分析以其中一条测线的测试数据为例进行分析。测线上5个测点第1 次下挖测试结果见表1所列。由表1可以看出，Y通道的振速值悬最大值，其距离冲击钻2m 的测点值

8、为1. 32cm/s,而距离冲击钻62m的测点值为0. 02cm/so冲 击钻进过程中，振速值由1号测点的L32cm/s逐渐衰减到5号测点 的O02cm/s,其主频率在10Hz20Hz之间。冲击钻施工时,1号测点测试所得典型振动效应波形如图3所示。测线上5个测点第2次下挖测试结果见表2所列。由表2可以看出，Y通道的振速值为最大值，其距离冲击钻2m 的测点值为L25cm/s,而距离冲击钻621n的测点值为0.02cm/s。冲 击钻进过程中，振速值由1号测点的1.25cm/s逐渐衰减到5号测点 的0.02cm/s,其主频率在10Hz20Hz之间。测线上5个测点第3次下挖测试结果如表3所列。由表3可

9、以看出，Y通道的振速值为最大值，其距离冲击钻2m 的测点值为1.16cm/s,而距离冲击钻62m的测点值为0. 02cm/so冲 击钻进过程中，振速值由1号测点的1. 16cm/s逐渐衰减到5号测点 的O02cm/s,其主频率在10Hz20Hz之间。现场监测数据说明，振速值除沿着测线方向不断衰减之外，随冲 孔深度的增加，振动速度值也在不断下降。1号测点在3次钻进冲击 作业时的最大振速由1.32cm/s逐渐衰减至1. 16cm/so 2号测点在3 次钻进冲击作业时的最大振速由0. 55cm/s逐渐衰减至0. 14cm/So 3 号测点和4号测点在3次钻进冲击作业时的最大振速均出现反弹现象, 这是

10、由于低频振动的特性所产生。5号测点在3次钻进冲击作业时的 最大振速均为0.02cm/s。此外，当测试主频范围在10Hz20Hz时， 依据爆破平安规程可得出，一般砖房的振动平安容许振速为 2. 3cm/s2.425cm/s, 土坯房的振动平安容许振速为0. 7cm/s 0. 825cm/so而从监测数据发现，在距离冲击钻孔点14m的地面时，3 次钻进所测的振速值分别为0. 55cm/s、0. 14cm/s和0. 14cm/s,其值 均远远小于平安的允许振速限值。说明当冲击钻作业时，冲击波传至 施工红线以外建筑物附近时的振速已衰减至平安允许振速限值，其影 响属正常范围之内不会危及邻近建筑结构的稳定

11、性。4结论(1)在冲击钻进作业过程中，其冲击产生的振速沿测线方向衰 减很快，传至距施工红线附近的测点时，振动波速远未到达平安允许 的限值，进一步说明临近邻近建筑物在冲桩施工时，所受冲击波的影 响符合有关平安标准。(2)试验监测结果说明在距离冲击钻14m处的2号测点的振速 就已衰减至平安允许振速限值，也可认为平安距离大体在141n左右。 同时也说明施工红线设置位置的合理性。(3)现场测试数据说明，其振动频率均在10Hz20Hz之间，属 于低频振动，在沿钻孔深度方向上，振动速度逐渐减缓，但也可能出 现反弹现象。参考文献：1宋兴彪.公路桥梁桩基础施工技术研究J.交通世界，2022 (17)： 131

12、-132.2周永强.桥梁桩基础工程钻孔灌注桩施工技术分析J.交通 世界，2022 (16)： 87-89.3张弛,桥梁钻孔灌注桩施工中假设干问题及质量管理策略J.建筑技术开发,2022 (10)： 55-56.4种生平，柴成平，季海兴.建筑工程土建施工中桩基础技术的 应用研究智能城市，2022 (14)： 147-148.5罗鸿，丁艳超，周银，等.冲击钻孔桩施工对临近建筑影响的 数值模拟分析J.中外公路，2022 (4)： 189-191.6唐成.桩基施工对周边房屋振动影响分析与研究J.科学技 术创新，2022 (18)： 159-161.7杜安裔.钻爆法施工对邻近埋地管道影响的现场监测分析J. 四川水泥，2022 (6)： 316-317.8孙拴虎，阎玉菌，李帅，等.冲孔桩施工对邻近土窑洞影响的 监测与窑居加固浅析J.低温建筑技术，2022 (9)： 96-99.9罗腾.铁路桥梁施工中冲击钻灌注桩质量控制分析J.郑州 铁路职业技术学院学报，2022 (1)： 42-44, 51.10田进春.冲击钻孔桩在软土桥梁基础中的应用J.西部交通科技，2022 (12)： 74-76, 90.