高填方路基填筑压实作业对周边密集民房群的影响分析

张家日

摘要：高填方路基填筑压实作业会用到压路机等重型作业装备，作业期间产生的持续高强度振动会对周边密集民房群的安全造成严重威胁。文章以新建贵阳枢纽某高填方路基施工现场为研究对象，对填筑压实作业中压路机的振动特征进行监测，研究了减震沟对振动波传播规律的影响，从而分析了高填方路基填筑压实作业对周边密集民房群的影响，为消除路基施工对周边房屋造成的安全隐患提供了依据。

关键词：高填方路基;压路机;密集民房群;减震沟;振动特征

中图分类号：U416.04 文献标识码：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.10.009

文章编号：1673-4874（2019）10-0029-03

0引言

如今，交通建设正迅猛发展，大量新建工程的开展需考虑对周边房屋的影响，施工中高强度振动将会对周边密集民房群的稳定性造成严重威胁，直接影响周边居民的生命财产安全。现阶段，施工振动研究主要集中于工程爆破界。20世纪50年代，美国在水电站爆破施工建设过程中通过多组实验对比，得知减震沟槽对爆破振动具有优异的减振作用。但是减震沟槽的作用机理十分复杂，其不仅与岩石力学和爆破地震学相关，还涉及到波动理论、弹性波能量理论等，因此仅从理论计算分析来研究减震沟槽的减震机理相当困难且难以顾全。目前我国研究人員采用数值模拟软件对减震沟的减震作用进行分析，从计算模拟的结果数据中总结出减震沟的减震效果。

为减小路基施工对周边民房群产生的影响，有必要对振动波的传播规律和施工振动在减震沟施工前后对高填方路基周边密集民房群的影响进行研究，为消除路基施工振动对周边房屋造成的安全隐患提供重要依据，进而保障周边居民的生命和财产安全。

1工程概况

新建贵阳枢纽小碧经清镇东至白云联络线的金阳车站位于贵阳市观山湖区上麦村及下麦村，该段车站路基的最大填方高度为17.9m，AB组填料为7.5万m，过渡段级配碎石为6800m，表层级配碎石为1500m。该线路的D1K62+516.82-D1K62+750段左侧为密集民房区域，大部分房屋为年代久远、无框架基础的单砖墙结构，并且多数房屋加盖了2-3层，房屋结构的稳定性极差。在进行路基填筑压实作业时，将会用到压路机等重型作业装备，作业期间产生的持续、高强度振动将会对周边密集民房群的稳定性造成严重威胁。

施工现场使用大型机械为振动压路机，其主要技术参数如下页表所示。

2振动监测方案设计

考虑无减震沟和有减震沟两种工况，分别在减震沟施工前后测得相关数据。结合本项目高填方路基的技术条件和环境，初步拟定监测方案及测点布置如图1所示。

根据高填方路基施工现场实际情况，压路机位于距路基边缘5m处来回振动，减震沟与路基坡脚水平距离为5.5m，民房与路基坡脚水平距离为9.5m，监测点设于民房房屋靠近路基侧外墙下的地面处。

3振动波监测结果

对现场监测数据采用Blasting VibrationAnalysis振动分析软件进行微分运算分析，得到监测位置质点振动峰值速度信号，其中测振仪记录速率为16000sps，记录长度为1.000S。在减震沟施工前后，各监测压路机碾压3次。

（1）减震沟施工前监测点振动监测结果如表1-3所示。

（2）减震沟施工后监测点振动监测结果如表4-6所示。

由表1-6可知，为能够使模拟结果更贴近实际情况，可通过同时监测X、Y、Z三軸方向的振动速度峰值，进而分析现场机械振动中民房的应力响应。从质点速度峰值曲线上可以看出，民房受到的振动响应主要集中在Y方向上。Y方向上的相对速度曲线如图2所示。

在减震沟施工后，第一次碾压监测的民房结构振动响应衰减率为27.03%，第二次碾压监测的民房结构振动响应衰减率为31.25%，第三次碾压监测的民房结构振动响应衰减率为37.5%，平均衰减率为31.93%。

4 结语

本文通过监测新建贵阳枢纽小碧经清镇东至白云联络线的金阳车站高填方路基工程施工，分析了周边民房在机械施工时的结构振动响应情况及减震沟施工前后振动响应衰减情况，得到如下结论：

（]）从减震沟对民房结构振动响应的影响上看，民房结构振动响应主要集中在丫方向上，减震沟在削减振动速度方面作用效果明显。

（2）在设置减震沟后，测点的速度峰值相较设置减震沟前都有大幅度下降，三次碾压监测的民房结构振动响应衰减率分别为27.03%、31.25%、37.5%，平均衰减率为31.93%。说明设置减震沟，能够有效减小压路机产生的施工振动对周边民房群的影响。

（3）在无减震沟作用下，结构振动响应的振动速度大于规范中安全允许质点振动速度，房屋存在安全隐患;在减震沟作用下，结构振动响应的振动速度在规范中的安全允许质点振动速度范围内，房屋暂不存在安全隐患。