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桩基施工振动对建筑物影响的测试方法

城市建设的建设过程中，特别是在旧城的改扩建中，桩基施工已经得到了广

泛的应用。但因为桩基施工通常是强迫振动的过程，所产生的工程激振可能会对

周边建筑物造成影响，危害居民的生命财产安全。随着工程测振技术不断的发展，

也就提供了解决此类问题的办法。但是因为地下振动的过程非常复杂性，优化评

价方法与测试手段以及确定合适计算模型是决定测振质量的关键。本文介绍了桩

基施工振动对建筑物影响的测试原理与方法，分析了具体的工程案例，以供参考。

标签：桩基施工振动建筑物测试

1引言

桩基施工时引起相邻地段地基土应力重新分布、变形，由于振动能量的扩散

从而引起周围建筑物、构筑物变形产生危害，这一问题已引起建筑业内人士的高

度重视，国内外均开展了此项测试工作，并得出了相关的经验数据与结论。

例如，稳态振动法、跨孔法、深标点水准仪进行观测以及磁环式沉降仪进行

观测等等。

由于土体一般较为复杂性，进行振动测试的目的也大都不一样相，因此经验

数值具有局限性。

利用各种监测方法对周围建筑物、构筑物影响跟踪测试，利用先进的仪器设

备将桩基施工振动的整个过程科学准确的记录下来，可以直观的明确责任，缓和

矛盾，确保城市建设工作的顺利进行，节约造价，加快进度，保证邻近的建筑物

在施工的过程中能够正常使用。

2测试的原理与方法

2.1振动特性分析

在进行桩基施工的过程中，地下某个部位会在一段时间内连续产生瞬间激

振，地层内各个质点因为受迫振动会通过波动的形式由振源通过地层半空间传播

到外处，为于振源区时主要是体波，当传播到一定距离之后就会变成主导波。

当地层的质点受迫发生振动时，土体单元会受到剪應力与正应力的应变作

用，实际的体系可以看做是具有单位高度与横截面积的土柱构成的一种离形体

系。

假设土体的质量集中在该层中由上到下的几个离散点，当土中的某一个单元

发生激振时就会产生相应能量的振动，这种地下振动的特性通常用振动的频率、

持续时间以及振动幅度表示，除此之外它和地层结构，振源机制及介质的动力特

性都有密切的关系。

当振动超出某一个限定的数值之后，地层土体所受到的瞬间振动荷载将会大

于其本身所能承受的最大值，这样就会导致地基基础以及建筑物上部的构件失去

稳定性，对建筑物的耐用性造成威胁，严重的还会对居民的生命与财产安全造成

威胁。

2.2计算模型

由打桩引起的振动，其传播是一个非常复杂的过程，施工组织方案、桩基形

式以及施工机械等都会对打桩时产生的地振动效应造成影响，而岩土的性质与结

构是对地振动效应造成影响的主要因素。

目前，工程界对因为爆破而造成振动的测试技术已经非常成熟，通常都是先

经过多次的模拟试验，然后在运用最小二乘法拟合出实验的结果，这样就会得到

一个经验公式以及对振动进行估算的主要参数。测试桩基造成振动的技术与测量

爆破造成振动的公式相似。但最科学的方法就是将891-2型拾振器埋设在桩基影

响面的测试点之上，测得影响面的振幅，带入计算质点的最大加速度或是振动速

度，这样就可以得出指点地震的烈度。质点振动速度的公式为：V=A0/μm。

其中A0代表的是某处质点所测得振动幅值的最大值，单位是cm，μ表示

所用测试仪器的灵敏度，m表示所用测试测试仪器系统的增益值。

2.3仪器标定

使用灵敏度较高的VC63B测振仪器测试影响面上某个点的振动速度，并将

该点质点的振动速度随振源强度以及时间的变化情况记录下来，再通过上述的公

式计算分析。在测量之前，还应对测振仪器以及与之相配套的891-2型拾振器的

灵敏度进行标定，如下图图1所示，其中1代表的是振动台，2代表的是加速度

传感器，3代表的是速度传感器，4代表的是电荷放大器，5代表的是测量放大

器，6代表的是功率放大器，7代表的是信号发生器，8代表的是测振仪。

利用关系式对仪器以及891-2型拾振器在某一个振动速度下，频率的改变引

起系统输出幅频变化的特性：μ=A/V，其中μ表示仪器系统的灵敏度，A表示不

同频率下的振幅，单位是毫米，V表示的是输入振动的速度。在求得仪器的灵敏

度后，在实际工程振动测试时，只要将仪器和传感器置于待测的某一处，并固定

其放大倍数，再测得在振动的某一瞬间的最大振幅值，就可以按上式直接计算出

由于锤击等强迫振动而引起的该质点的振动速度V。

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