摘要：随着我国基建工程的大力发展，因修筑道路机械施工振动导致周边民居损坏的纠纷越来越多，通过对民居的鉴定、振动试验和理论分析，判断施工振动对周边民居的安全影响范围，从而保障爆破点周边居民的生命财产安全。
关键词：施工振动；振动试验；影响范围
一、引言
随着我国经济的快速发展，为了让百姓交通出行便利，需要修建大量的道路工程，大型机械是道路工程施工过程中最常用的机具，但在道路的施工作业过程中，对周边民居造成振动损坏的纠纷时有发生，导致居民和建设单位之间经常发生冲突，甚至引起群发性事件，在此情况下，对机械施工振动是否对周边民居的安全造成了影响进行鉴定分析尤为重要，因此，通过对民居的现状勘察、振动测试产生的速度峰值结合相关规范分析施工振动对房屋是否造成影响，及时化解双方矛盾，维护社会稳定，切实保障双方的合法权益，具有重要意义。
二、施工振动测试实例
2.1 工程概况
某公路标段在施工初期阶段投入了较多大型压路机对道路进行施工，据附近民居百姓反映，压路机在施工过程中，周边房屋有不同程度的震感。为评估压路机在施工过程中对周边房屋的影响程度，并测定压路机施工行走对居民房屋产生的振动速度，根据委托方要求，在施工场地沿线20m~100m范围内的民居结构基础位置布置测点，通过连续采样记录，获得压路机施工过程中在测试位置产生的振动速度以及频率。施工现场及其周边民居情况见下图1。
2.2 压路机参数
柳工压路机工作质量22t，型号为CLG622，额定功率为128 KW，振幅为2.1/1.0 mm，频率为30/32 HZ，生产年为2010年，出厂编号AR008739。
2.3 机载振动影响分析
机械运行时产生的体波不断地传入土中并向四周发散，遇到地表界面后，在地表的表面张力及质点的重力作用下叠加而成面波面波，是地面振动的传播形式。地面振动以振动轮为振源中心，振动能量由面波沿地表面在大约一个波长区域深度内向四周传播引起地面振动其余，由体积波向纵深传播。
振动能量的传播是按波动规律衰减的，机械振动通过地基土介质以体波和面波的形式将其能量不断地向外扩散同时振动能量又部分被土介质吸收从而形成与距离有关的几何阻尼衰减及与土介质有关的粘滞阻尼衰减，随着振动距离增大，振动将不断衰减直至消失，在衰减过程中振动轮的基频不会发生改变。
2.4 振动测试设备
振动测试设备包括惠普便携式笔记本电脑、东华DH3817动态信号采集分析系统，东华DH610磁电式振动传感器（通频带为0.17~80Hz），分DH610V（竖向速度传感器）和DH610H（水平速度传感器）两种。
2.5 测点布置
现场观测发现，施工现场与居民区之间多为软土田地，为测得压路机工作状态对房屋的真实振动影响情况，故将测点布置在居民房屋基础处。从距离施工场地最近20m处的房屋到距离施工场地最远100m处房屋，三个测试点距压路机施工路线的距离分别是20m、27m、61m，以便反映距离施工路线的远、中和近三种情况。每个测点沿三个方向正交方向布置拾振器，分别为竖直向上垂直地面（竖向）、水平向垂直压路机行走路线（径向）、水平向平行压路机行走路线（切向）。采样频率为100Hz，当压路机在施工行进方向的一侧启动前10秒开始采样，至压路机经过测点正前方，一直到压路机在施工行进方向的另一侧停止后10秒为采样时间长度。图2为三个测点平面布置关系图。
图2：测点布置图（单位：m）
三、试验结果与分析
3.1 峰值速度和主振频率
本次测试基于压路机振动对周边房屋的最不利工况，即测试距离施工现场最近的民居，获得压路机开启强震的工作状态下的振速和频率。根据施工现场勘察情况，选了三个关键测点，每个测点包含三个方向（径向、切向、竖向），每个方向有两个通道即两个速度计，共六个通道。各测点最大响应速度分量峰值速度和主振频率为：1#测点1-3通道的切向最大速度分量值为0.028cm/s，峰值速度为0.028cm/s，峰值频率为22.363Hz；2#测点1-5通道的竖向最大速度分量值为0.134cm/s，峰值速度为0.134cm/s，峰值频率为21.875Hz；3#测点1-5通道的竖向最大速度分量值为0.020cm/s，峰值速度为0.020cm/s，峰值频率为22.168Hz。
注：每个测点布置三个方向拾振器，竖向指竖直方向、径向是水平垂直指向压路机行走路线方向、切向是水平平行压路机行走路线方向。
3.2 机械振动对房屋破坏的判定规则
施工机械振动对建筑的影响判断可参考GB 6722-2014爆破安全规程13.2.2规定中，振动对地面建筑物、电站（厂）中心控制设备、隧道与巷道、岩石高边坡和新浇大体及混凝土的爆破振动判据，采用保护对象所在地基础质点峰值振动速度和主振频率。安全允许标准如下表3。
3.3 结论
根据试验采样记录的速度时程可知，振动频率在10Hz~50Hz之间，保护对象为一般民用建筑，但考虑房屋建设质量不高，从最保守的角度，将其归入第一类保护对象（安全允许质点振动速度最小，评价结果对民居所有权人最有利）。根据规范查得安全允许质点振动速度为0.45~0.9cm/s，允许速度值取下限值0.45cm/s。
本次测试中距离压路机施工现场最近，且震感最明显的第二测点的峰值速度为0.134cm/s，显著小于规范允许值0.45cm/s，而其他测点的三个方向速度最大值均远小于允许值。可判断在压路机工作状态下，依据GB 6722-2014爆破安全规程的规定，其振动对施工场地20m~100m范围内的民房是安全的，但在此振动速度下，人体会感觉有震感，可能会引起房屋积灰及空鼓的粉刷层脱落等。
四、结语
目前道路施工过程中因振动影响引起建设单位与周边居民的纠纷十分频繁，建设单位可在施工过程中设置减振沟是公路减少振动影响的有效方法，尤其是对于经过居民密集区域的路段可以有效避免因为施工及日后运营期间车辆振动的影响，减少对沿线民居的危害，也避免居民担心施工过程产生的振动会导致自己的房屋出现损坏。
参考文献：
[1]杨海斌，路基碾压对周边房屋的影响[J]，陕西建筑，2016。
[2]国家标准，《地基动力特性测试规范》（GB/T 50269-97）。
[3]国家标准，《爆破安全规程》（GB 6722-2014）。
论文作者:宁梦
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/26
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