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河堤施工中振动测试安全判据的初步探讨

文档作者：袁明道潘展钊陈夫文档来源： 1．广东省水利水电科学研究院 2．武汉大学水利水电学院 3．广东省水利重点科研基地，		点击数：	更新时间： 2021年07月12日
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第8期
2010年8月
广东水利水电
GUANGDONG W ATER RES0URCES AND HYDROPOW ER
No．8
Aug．2010
河堤施工中振动测试安全判据的初步探讨
袁明道 。，潘展钊。 ，陈 夫 。
(1．广东省水ft,1水电科学研究院，广东广州 510610；
2．武汉大学水利水电学院，湖北武汉430072；3．广东省水利重点科研基地，广东广州510610)
摘要：以粤东某河堤施工为例，考虑水利工程特殊性，选定一个振动测试的判据，通过有效的现场测试，进行房屋振动测
试分析和探讨，并在振动影响及危害程度评判上进行了有效的探讨，供同类工程借鉴参考。
关键词：河堤施工；房屋振动；振动测试；安全判据
中图分类号：TU311．3 文献标识码：B 文章编号：1008—0l12(2010)O8—0026—02
前言
目前在水利工程河堤施工过程中，常常采用压路机
进行河堤施工，如土方填筑、分层压实等作业，在施工过
程中会产生一定程度的振动危害，对周边构筑物安全和
人们生活产生不良的影响，一旦产生争端往往会影响工
程进程或损坏群众切身利益。如何在现场布设振动监
测点进行振动测试，评估压路机施工对周边建筑物的影
响，有十分重要的现实意义。
但是，截止到目前，没有明确的水利工程振动测试安
全的专业评判标准。为此，我们以粤东某河堤施工为例，
结合工程经验，考虑水利工程的特殊性，尝试选定一个振
动测试的安全判据，进行房屋振动测试分析和探讨。
1 振动测试安全判据的选定
压路机在河堤施工过程中，所产生的振动延续时间
长，振动的主振频率较低。经比较，发现压路机所产生的
振动与天然地震所产生的振动较为相似。因此，我们考
虑，可否从《中国地震烈度表》(GB／T17742—1999)人手，
结合《爆破安全规程》(GB6722—2003)，来判别压路机施
工振动是否对建筑物造成影响以及影响的程度。
目前国内较多使用振动速度或加速度作为振动强度
的衡量标准，为了与《爆破安全规程》(GB6722—2003)相
匹配，本文以振动速度作为测试判据的物理量。根据《中
国地震烈度表》，烈度为I～烈度Ⅳ时，仅门窗受到影响。
烈度为V度时房屋受到轻微影响(房屋震害现象为：门
窗、屋顶、屋架颤动作响，灰土掉落，抹灰出现微细裂缝，
有檐瓦掉落，个别屋顶烟囱掉砖)，其对应的水平向地面
运动峰值速度为2～4cm／s(0．02～0．04m／s)。此后，随
烈度增强，震害明显，峰值速度也明显增大。
《爆破安全规程》规定：“地面建筑物的爆破震动判据，
采用保护对象所在地质点峰值振动速度和主振频率”。
结合《中国地震烈度表》和《爆破安全规程》：
1)若河堤周边保护类别为“土窑洞、土坯层，毛石
房屋”时，在不同频率条件下，安全允许振速为0．5～
1．5cm／s。
2)压路机在河堤施工过程中，振动的主振频率较
低，一般在20～30Hz，极少超过50Hz，安全允许值的数
值接近下限值。振动频率为10～50Hz时，其安全允许
振速为0．7～1．2cm／s。
3)压路机施工过程中，通常是持续性较长的振动，
允许安全值应同时考虑人体的承受能力，不宜取上限值
作为安全值。
4)水利施工现场周围的建筑物通常以村民自建的
砖混结构为主，或者更差，新旧程度和建筑质量均不一
致，为确保周围建筑物的安全，安全判据要综合考虑施
工中的各种因素。
5)振动是十分复杂的物理过程，振动测试应测试
垂直向、水平径向、水平切向等三维量值的最大值。
因此我们选定取振动速度1．Ocm／s作为振动测试
的安全允许值，即安全判据。
2 某河堤振动测试的应用
2．1 某河堤施工简述
某大堤东堤工程位于广东省梅江左岸，2009年2
收稿日期：2010—06—30； 修回日期：2O LO一07—20
作者简介：袁明道(1972一)，男，高级工程师，主要从事水利：r程、岩土工程的设汁、咨询及安全评估等工作。
· 26 -
2010年8月 第8期 袁明道，等：河堤施工中振动测试安全判据的初步探讨
月22日，施工在堤段桩号4+040～4+100过程中，使
用徐工YZ18JD型(18t)压路机进行土方填筑、分层压
实，周边少量房屋的墙壁发生少量细小裂缝。据现场了
解，压路机碾压产生振动所影响的房子，离施工点距离
在l0～20m之间。
本河堤段附近主要为砖混结构建筑，为村民自建的
建筑物，其新旧程度及建筑质量不一。
2．2 振动测试的实施
测试采用仪器有加拿大生产的BlastMateⅢ型振动
监测仪1台，UBOX20016型爆破振动记录仪2台，国家
地震局哈尔滨工程力学研究所生产的DLS一200型多
功能力平衡拾振器6只。仪器系统工作流程见图1。
图1 仪器系统工作流程不恿
仪器的主要技术指标如下：
1)BlastMate m型振动监测仪及配套拾振器
量程：254mm／s；分辨率：0．127mm／s；触发级别：
0．127～254mm／s，步长0．01ram／s；精度：15Hz时为3％ 。
2)UBOX20016型爆破振动记录仪及配套拾振器
量程：±1V、±2V、±5V、±IOV程控；A／D分辨率：
16Bit；信噪比：≥76dB；通频带：0—100kHz；输入阻抗：
1 Mn；输入电容：<~25pF；最高采样率：200ksps／CH。
测试过程中，充分了解了压路机施工情况，测试点
位选在离施工点较近的建筑物地表；拾振器确保与地表
完全偶合，当摆放地表为水泥路面时，采用石膏粉加以
粘合，当摆放地表为土层时，采用脚钉固定并插入土中。
共选取4个典型测试点(即村民房屋所处位置)，
分别在不同的堤段，如图2所示为测点A、测点B、测点
C与河堤的垂直距离示意图。其中测点A架设
UBOX20016型爆破振动记录仪，测点距为18m；测点
B、测点C、测点D均架设BlastMatem型监测仪，测点距
分别为7m、4m和15m。各测点均为三分向记录。
2．3 测试结果分析
测试结果见表l。取每个测点最大的3个记录列
于振动测试结果表中，振动频率则取各个测点的平均
图2 震动试验点与震源相对距离示意(单位：m)
表1 典型测点振动速度测值
值(图3为典型测点A的典型记录波形)，结果表明：
1)在河堤实施压路机施工中，根据房屋结构和振
动频率选择其安全允许振速，本文以振动速度为基本物
理量，选定量值1．0cm／s作为建筑物震动的安全判据。
2)振动强度与测点的距离有关，距离越大，振动强
度越小。除了测点A是在所监测的房子门前外，其他3
个测点均距所监测的房子还有5～10m的距离。各个
测试点依距离所记录到的最大振动速度分别为B点：
0．71cm／s，C 点：0．57cm／s，D 点：0．28cm／s，A 点：
0．16cm／s。
3)4个测试点所记录到的最大振动速度为
0．71cm／s，小于安全允许值(1．0cm／s)，不会对监测房
屋的安全造成影响。
4)在一定条件下，振动可引起人的主观感觉，当振
动强度大到一定程度时，振动可引起人的不安的感觉，
进而可对人体产生较大的心理影响 (下转第42页)
· 27 ·
2010年8月第8期 广东水利水电 No．8 Aug．2010
3 结论
1)依据建模方差最小原则，用优化的GM(1，1)模
型初始值确定白化权函数中的常数c，是合理、科学的，
摒弃了传统GM(1，1)模型以第1点作为初始值的弊
病。
2)优化的GM(1，1)模型的拟合效果比传统的GM
(1，1)模型和多项式拟合模型有了一定的提高，且能达
到良好的精度。
3)大坝变形监测分析中应用优化的GM(1，1)模
型是可行且有效的，预报结果良好。
参考文献：
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(本文责任编辑罗睿)
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一
垂直向
水平径向
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水平切向
图3 典型测试点A的典型记录波形示意(2009年3月31日)
· 42 ·
和生理影响，直至危害人体健康。因此，除了确定振动
对建筑物的影响外，应进一步研究振动对人体的危害，
如根据振动频率和振动加速度值来选择其安全允许的
暴露时间。
3 结论
在河堤实施压路机施工中，参照《中国地震烈度
表》、《爆破安全规程》，选定振动速度1．Ocm／s为建筑
物震动的安全判据，应用于水利工程中河堤施工振动是
否安全的参考标准，在水利工程实践中作了有意义的尝
试。
参考文献：
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(本文责任编辑马克俊)

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