打樁振動(dòng)分析及防治措施

1、解決方案示范文本 | Excellent Model Text 資料編碼：CYKJ-FW-163編號(hào)：_打樁振動(dòng)分析及防治措施審核：_時(shí)間：_單位：_打樁振動(dòng)分析及防治措施用戶指南：該解決方案資料適用于為完成某項(xiàng)目而進(jìn)行的活動(dòng)或努力工作過(guò)程的方案制定，通過(guò)完善工作思路，在正常運(yùn)行中起到指導(dǎo)作用，包括確定問(wèn)題目標(biāo)和影響范圍、分析問(wèn)題并提出解決方案和建議、成本計(jì)劃和可行性分析、實(shí)施和跟進(jìn)?？赏ㄟ^(guò)修改使用，也可以直接沿用本模板進(jìn)行快速編輯。摘 要  通過(guò)分析研究打樁振動(dòng)機(jī)理、打樁振動(dòng)對(duì)周圍建筑物產(chǎn)生的不良影響，提出施工中應(yīng)采取的防治措施，以期有效地預(yù)防和減輕打樁振動(dòng)影響。關(guān)鍵詞 

2、 打樁振動(dòng) 振動(dòng)影響 防治措施1  引言樁基礎(chǔ)是常見的基礎(chǔ)形式，它解決了建筑物軟土地基容易產(chǎn)生過(guò)大沉降和不均勻沉降等問(wèn)題。預(yù)制樁因施工快速方便、質(zhì)量容易保證、適宜于極軟弱地基等優(yōu)點(diǎn)經(jīng)常被采用，常用的預(yù)制樁有混凝土方樁、PHC 管樁及鋼管樁等。樁基礎(chǔ)的施工通常都離不開振動(dòng)型機(jī)械，樁錘對(duì)樁身的沖擊不但產(chǎn)生噪聲，而且引起樁身及樁周圍附近土體的強(qiáng)烈振動(dòng)，這種振動(dòng)以彈性波的形式向更遠(yuǎn)范圍的土體擴(kuò)散傳播，造成打樁區(qū)及其鄰近土體的水平位移和豎向位移，對(duì)周圍建筑物產(chǎn)生損傷，影響建筑物的安全和正常使用，對(duì)地下管線的正常使用和安全造成影響，對(duì)人們的正常工作、生活造成嚴(yán)重影響。2  打樁振動(dòng)機(jī)理

3、分析打樁振動(dòng)是一種脈沖衰減的瞬間錘擊強(qiáng)迫振動(dòng)，振動(dòng)波向四周輻射，形成了振動(dòng)影響場(chǎng)，其等振線呈封閉環(huán)形，類似平靜湖面投入一石子，形成漣漪，逐漸散開、消失。打樁時(shí)，錘擊能量只有很小的一部分損失在錘墊和樁墊的壓縮及樁的彈性變形和樁與土的摩擦上，大部分打樁能量通過(guò)樁尖和樁側(cè)向外擴(kuò)散、傳遞振動(dòng),能量轉(zhuǎn)化為體波( 壓縮波、剪切波) 和面波( 瑞利波) 傳到土里，首先壓縮波到達(dá)，剪切波次之，瑞利波后到，振動(dòng)能量壓縮波占7%，剪切波占26%，瑞利波占67%，且體波衰減比面波快。面波是影響振動(dòng)程度的主導(dǎo)波，并且隨著距離的增加而影響增大。在離振源一定距離以外，對(duì)于位于或接近于地面的建筑物及其基礎(chǔ)，面波在振動(dòng)中起主

4、導(dǎo)作用。隨著樁入土深度的增加，打樁振動(dòng)在地面的影響范圍也增大。由于打樁是連續(xù)施加的，具有一定振幅的振波疊加使土體孔壓增加，總應(yīng)力增大，應(yīng)變能累積加大，從而引起地面建筑物的振動(dòng)烈度增大，出現(xiàn)地面隆起、變形和位移等現(xiàn)象。3  打樁引起的振動(dòng)影響一般常用柴油打樁機(jī)產(chǎn)生的打樁振動(dòng)，其主頻率域約為20 Hz 30 Hz，與周圍既有建筑物的固有頻率相差甚遠(yuǎn)，不會(huì)引起共振。打樁振動(dòng)的能量很小，一般不會(huì)超過(guò)300 kN/m，每次打樁的間隔時(shí)間大于振動(dòng)的持續(xù)時(shí)間，每次打樁產(chǎn)生的振動(dòng)能量是不可疊加的。打樁產(chǎn)生的振動(dòng)波源，主要集中在樁端處一定范圍，該長(zhǎng)度大約為1 /10 樁長(zhǎng)。隨著樁尖入土深度的不同，振源

5、的深度發(fā)生變化，引起振源的頻率及振動(dòng)衰減特性也發(fā)生變化。打樁振動(dòng)對(duì)周圍建筑物的振動(dòng)影響主要與樁錘的能量、樁錘的錘擊頻率、離打樁區(qū)的距離、打樁區(qū)的土體特征、周圍建筑物的結(jié)構(gòu)有關(guān)。打樁引起的振動(dòng)時(shí)間約為0.4 s 1 s，對(duì)周圍建筑物的影響隨離打樁點(diǎn)距離的增大而減少，加速度幅值隨離樁位距離增加而衰減。打樁振動(dòng)沿地表傳遞，在50 m 左右地方的振動(dòng)達(dá)到環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的要求，100 m 左右地方的振動(dòng)已經(jīng)小于一般環(huán)境振動(dòng)測(cè)量?jī)x器的最小量程，完全符合環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的要求。土體作為振動(dòng)波的傳導(dǎo)介質(zhì)，堅(jiān)硬勻質(zhì)密實(shí)時(shí)衰減較小，松散或斷層中衰減大。當(dāng)樁打入飽和軟粘土?xí)r，基本上靠樁自重及樁錘重量壓入，或輕擊打入，振動(dòng)

6、衰減大，振動(dòng)影響較小; 當(dāng)樁進(jìn)入硬土層，特別是進(jìn)入持力層時(shí)，土體密實(shí)堅(jiān)硬，樁愈難打，樁錘連續(xù)重?fù)?，振?dòng)衰減小，振動(dòng)影響就大。打樁振動(dòng)影響除了可能使周圍建筑產(chǎn)生裂隙破壞之外，還可能使周圍場(chǎng)地產(chǎn)生不均勻沉降，并導(dǎo)致建筑的地基土失效。4  打樁振動(dòng)的防治措施當(dāng)打樁點(diǎn)與周圍房屋的距離較小且房屋的抗震能力較低時(shí)，為了安全施工，人們必須在編制施工計(jì)劃的同時(shí)編制施工振動(dòng)預(yù)防計(jì)劃，按照工程設(shè)計(jì)規(guī)模和工地周圍環(huán)境實(shí)際，提出施工振動(dòng)預(yù)防措施，主要從振源上降低振動(dòng)、從振動(dòng)傳播途徑上降低振動(dòng)以及建筑物的監(jiān)控三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行考慮，以便有效地把打樁振動(dòng)影響控制在允許范圍之內(nèi)。打樁振害防治主要有隔振溝、樁屏蔽、改進(jìn)樁

7、型設(shè)計(jì)、改進(jìn)打樁技術(shù)等減振措施。根據(jù)已有工程實(shí)踐，隔振溝對(duì)溝邊測(cè)點(diǎn)效果顯著，遠(yuǎn)離溝效果不佳；隔振溝對(duì)高頻能量隔振效果優(yōu)于低頻; 屏蔽區(qū)大小與隔振溝深度和長(zhǎng)度成正比，與溝至振源距離有關(guān)，與溝寬影響不大。隔振溝充填物應(yīng)選擇兩種介質(zhì)波阻抗差異盡量大的材料，如空隙、砂、粉煤灰等。樁屏蔽有單排、多排布樁、板樁等形式，樁屏蔽效果與樁長(zhǎng)、樁距、波長(zhǎng)、入射角等有關(guān)。打樁要確定合理的施工順序和打樁速率，應(yīng)保持樁機(jī)勻速鉆進(jìn)，避免操作不當(dāng)突然變速或加振，使土層強(qiáng)度有足夠的恢復(fù)時(shí)間，以減少持續(xù)振動(dòng)引起軟土地基的不均勻沉降或避免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生疲勞效應(yīng);應(yīng)由近向遠(yuǎn)處打樁，在空曠場(chǎng)地應(yīng)按先中央后周圍，由里及外的順序打樁。區(qū)域大，

8、用跳打可使鄰近建筑物變形趨于均衡，減少差異變形，減少建筑物的傾斜; 區(qū)域小采用間隔打樁，減少土體側(cè)向擠壓力。打樁應(yīng)盡可能重錘輕擊，這樣可以減輕打樁振害。同時(shí)應(yīng)對(duì)可能受影響的建筑基礎(chǔ)進(jìn)行定期定點(diǎn)的沉降變形觀測(cè)(水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)從打樁場(chǎng)址影響范圍以外引入) ，以便及時(shí)了解和控制建筑基礎(chǔ)及建筑物的變形情況。軟土地區(qū)打樁引起振動(dòng)的主頻較低，遠(yuǎn)離振源振動(dòng)幅值較小，振動(dòng)主頻更接近建筑物自振頻率，易產(chǎn)生共振，應(yīng)引起監(jiān)測(cè)重視。5  結(jié)語(yǔ)預(yù)制樁有著工期短、質(zhì)量可靠等優(yōu)點(diǎn)，但打樁振害影響了預(yù)制樁在城區(qū)建設(shè)中的應(yīng)用，因此，研究、預(yù)測(cè)和控制打樁振害有著相當(dāng)重要的社會(huì)意義和現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)對(duì)振動(dòng)機(jī)理、振動(dòng)破壞和防治措施的分析，為減輕施工振動(dòng)對(duì)周圍建筑物、構(gòu)筑物和需保護(hù)工程設(shè)施及周圍居民點(diǎn)的影響提供參考依據(jù)。參 考 文 獻(xiàn)1 JGJ 94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范S.2 DBJ