CN107036774A - 一种强夯作业对混凝土结构振动影响的评估技术 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种强夯作业对混凝土结构振动影响的评估技术，首先通过在无强夯作用下的原位振动测试初步分析地表条件、在强夯振源处至混凝土结构施工处(或其它既有混凝土结构)进行场地振动衰减测试；有、无强夯作用(以及强夯振动作用力不同)条件下混凝土施工条件振动测试、评估和对比，并参考《建筑工程容许振动标准》进行量化评估。

Description

一种强夯作业对混凝土结构振动影响的评估技术
技术领域
本发明涉及一种强夯作业对混凝土结构振动影响的评估技术，属于建筑设计领域。
背景技术
目前，传统技术中，强夯对混凝土结构影响的评判方法主要有两种：第一，采用单一的混凝土施工管理检测方法；其次，采取人为管理进行直观判断。由于施工现场周边环境复杂，且这两种方法层次、技术手段以及目标处理对象单一，难以保证评估的准确性和有效性，易对混凝土振害产生评估误差甚至错误。总结之，传统技术具有以下缺点：
(1)现场检测，评估标准无法量化确定。传统技术手段中，多是在强夯施工过程中，出现振动问题后，开始实施振动控制措施，导致方法被动、效果差；且采取的方法多是依赖经验性、单一性手段，实际效果不明显。
(2)人为管理判断主观性强，不可靠。人为管理存在很多不确定性，每个人的评判标准不同，会直接导致在强夯现场出现振动问题评判、振害预估、振动诊断以及诊治措施等存在差异，没有合理、可靠、有效、科学化的处理方案。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种强夯作业对混凝土结构振动影响的评估技术，其实现评估可量化确定。
本发明的再一目的在于提供一种强夯作业对混凝土结构振动影响的评估技术，其解决了采取方法单一性、经验性，人为判断主观性强等技术问题。
为了达到上述目的，本发明提供一种强夯作业对混凝土结构振动影响的评估技术，包括步骤：1)无强夯作用下振动测试：从振源处选定m个检测起点、从待测混凝土结构处选定n个检测终点，m、n分别为自然数，在无强夯作用下测定从上述各起点至上述各终点的振动响应，得到在无强夯作用下场地覆土的传递情况，公式为FSo,mn＝RBo,n/RAo,m，其中，RAo,m、RBo,n为起点A0,m和终点B0,n在无强夯作用下实测原位振动响应，FSo,mn为传递系数；选择不同的起点A0,m和终点B0,n分别测试，进而分别得到不同的振动响应RAo,m、RBo,n以及不同的传递系数FSo,mn；2)额定强夯作用下振动测试：在额定强夯作用下，测定所述m起点至所述n终点的振动响应，得到在额定强夯作用下场地覆土的传递情况，公式为 FSmax,mn＝RBmax,n/RAmax,m，其中，RAmax,m、RBmax,n为起点Amax,m和终点Bmax,n在额定强夯作用下实测原位振动响应，FSmax,mn为传递系数；选择不同的起点Amax,m和终点Bmax,n分别测试，进而分别得到不同的振动响应 RAmax,m、RBmax,n以及不同的传递系数FSmax,mn；3)将所述无强夯作用、额定强夯作用下混凝土结构振动响应形成传递关系量表，无强夯作用与额定强夯作用二者之间的其它强夯作用的传递系数进行线性插值得到；4) 根据其他强夯作用下检测起点的振动响应与得到的其它强夯作用下的传递系数，可知检测终点振动响应的评估值，将评估值与国标值对比，若|评估值-国标值|/国标值<10％，现场施工可进行，否则不可进行现场施工。
在根据本发明所述的强夯作业对混凝土结构振动影响的评估技术中，所述标准值为《建筑工程容许振动标准》，判断的公式为：|评估值-国标值|/ 国标值<10％，可进行现场施工，否则不可进行现场施工。
在根据本发明所述的强夯作业对混凝土结构振动影响的评估技术中，所述振动响应为振动响应位移、振动响应加速度、振动响应速度与振动响应频率。
在根据本发明所述的强夯作业对混凝土结构振动影响的评估技术中，所述待测混凝土结构为已建，在建混凝土结构或者预制构件。
本发明的有益效果：
本发明考虑在强夯作用下，产生的振动沿周围覆土传递至在建或既有混凝土结构的振动水平，进行测试后开展复合评估。将除夯实周围覆土之外 (包括但不限于)的影响对象列入强夯作用的影响范畴，具有创新意义，也符合实际工程安全、可靠、舒适的诉求。
本发明基于强夯产生的振源振动水平、振动沿传播路径衰减以及到达影响对象时的扰动水平，进行全方位、全天候振动测试，并在与国家标准对比的基础上，及时获得、更新评估报告。
本发明基于振动测试数据，及时、有效、准确地对强夯场地和混凝土结构进行评估，评估实现量化；可快速、直接获得受扰对象的振动水平，可作为现场施工能否持续顺利进行的有效依据。
附图说明
图1为强夯作业对混凝土结构振动影响的评估技术的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图进行详细说明。
如图1所示，强夯利用下夯击场地覆土，其巨大冲击力产生的能量向远处传播，会对在建或已建混凝土结构或预制构件造成振动影响。本发明是应用于基建场地存在强夯振动作用时，对混凝土结构施工处(或其它既有混凝土结构)受扰动水平的评估方法。强夯利用夯锤自由落下的巨大冲击能和所产生的冲击波反复夯击地基土，以达到加固地基的目的，但是高能级的强夯瞬间冲击能量的释放类似于小型地震，其振动能量沿地面向远处传播，对周围环境造成较大振动危害，影响其正常施工、使用功能下降甚至破坏。
本发明围绕基建场地使用的强夯技术，混凝土结构在有、无强夯作用下以及其它强夯振动作用力下，分别开展振源振动水平测试、强夯振动作用力衰减测试以及影响对象受扰动水平测试，并依据国家标准《建筑工程容许振动标准》进行评判，具体步骤如下：
1)原位振动测试：在无强夯作用下测定，从振源处至待测混凝土结构处形成一直线，沿地面在该直线上振源处间隔相同距离选定m个振源测点，即原位振动测试起点，分别标记为A0,1、A0,2、A0,3.....A0,m；待测混凝土结构处间隔相同距离选定n个影响对象测点，即原位振动测试终点，分别标记为 B0,1、B0,2、B0,3.....B0,n；这样获得在无强夯作用下场地覆土的传递情况，公式为RAo,m·FSo,mn＝RBo,n，其中，RAo,m、RBo,n为A0,m、B0,n点实测原位振动响应，振动响应可以为振动响应加速度、振动响应位移、振动响应速度和振动响应频率；FSo,mn＝RBo,n/RAo,m为传递系数，RAo,m、RBo,n为人为测定，计算机采集，并由计算机计算得到FSo,mn；以A0,1、A0,2、A0,3.....A0,m为纵行，以B0,1、B0,2、B0,3.....B0,n为横行制表1，分别变化原位测试起点A0,m与原位测试终点B0,n，进而分别得到A0,m、B0,n点的实测原位振动响应RAo,m、 RBo,n，并计算得到FSo,mn，将对应得到的传递系数FSo,mn填入表1中。
2)振动衰减测试：在额定强夯作用下测定，额定强夯作用为最大强夯作用，从振源处至待测混凝土结构处形成一直线，沿地面在该直线上振源处间隔相同距离选定m个振源测点，即原位振动衰减测试起点，分别标记为Amax,1、Amax,2、Amax,3.....Amax,m；待测混凝土结构处间隔相同距离选定n 个影响对象测点，即原位振动衰减测试终点，分别标记为Bmax,1、Bmax,2、 Bmax,3.....Bmax,n；这样获得在额定强夯作用下场地覆土的传递情况，公式为RAmax,m·FSmax,mn＝RBmax,n，其中，RAmax,m、RBmax,n为Amax,m、Bmax,n点为在额定强夯作用下实测原位振动响应，振动响应可以为振动响应加速度、振动响应位移、振动响应速度和振动响应频率； FSmax,mn＝RBmax,n/RAmax,m为传递系数，RAmax,m、RBmax,n为人为测定，计算机采集，并由计算机计算得到FSmax,mn；以Amax,1、Amax,2、Amax,3..... Amax,m为纵行，以Bmax,1、Bmax,2、Bmax,3.....Bmax,n为横行制表2，分别变化原位振动衰减测试起点Amax,m与原位振动衰减测试终点Bmax,n，进而分别得到Amax,m、Bmax,n点的实测原位振动响应RAmax,m、RBmax,n，并计算得到 FSmax,mn，将对应得到的传递系数FSmax,mn填入表2中。
3)在无强夯作用、额定强夯作用下混凝土结构振动响应对比，并形成传递关系量表，可作为其它强夯作用下混凝土结构振动响应的速查依据，无强夯作用与额定强夯作用中间的其它强夯作用的传递系数可采用线性插值的方法得到；
以强夯作用力为横坐标(范围为0到最大作用力)，以传递系数为纵坐标作图，因此采用线性插值的方法可以得到无强夯作用于额定强夯作用之间其它强夯作用下的传递系数。
线性插值法是指使用连接两个已知量的直线来确定在这两个已知量之间的一个未知量的值的方法。
4)根据其他强夯作用下检测起点的振动响应与得到的其它强夯作用下的传递系数，可知检测终点振动响应的评估值，将评估值与国家标准《建筑工程容许振动标准》进行对比，以在现场快速评判，若|评估值-国标值|/国标值<10％，现场施工可顺利进行，否则现场施工不可进行。
根据《建筑工程容许振动标准》可知，在频率为1-100Hz时，居住建筑的容许振动速度峰值为6mm/s。根据表中的数据例如Fs0,22、Fsmax,22，采用线性插值的方法得到其他强夯作用下(例如100N)的传递系数为0.58，在100N的作用力下计算机采集的检测起点的速度为10mm/s，通过计算得知检测终点的速度为5.8mm/s，通过计算可知|评估值-国标值|/国标值＝3.3％<10％，现场可以顺利施工；进一步可以得知检测终点速度的评估值须小于6.6mm/s才可以顺利施工。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (4)

1.一种强夯作业对混凝土结构振动影响的评估技术，包括步骤：
1)无强夯作用下振动测试：从振源处选定m个检测起点、从待测混凝土结构处选定n个检测终点，m、n分别为自然数，在无强夯作用下测定从上述各起点至上述各终点的振动响应，得到在无强夯作用下场地覆土的传递情况，公式为FSo,mn＝RBo,n/RAo,m，其中，RAo,m、RBo,n为起点A0,m和终点B0,n在无强夯作用下实测原位振动响应，FSo,mn为传递系数；选择不同的起点A0,m和终点B0,n分别测试，进而分别得到不同的振动响应RAo,m、RBo,n以及不同的传递系数FSo,mn；
2)额定强夯作用下振动测试：在额定强夯作用下，测定所述m起点至所述n终点的振动响应，得到在额定强夯作用下场地覆土的传递情况，公式为FSmax,mn＝RBmax,n/RAmax,m，其中，RAmax,m、RBmax,n为起点Amax,m和终点Bmax,n在额定强夯作用下实测原位振动响应，FSmax,mn为传递系数；选择不同的起点Amax,m和终点Bmax,n分别测试，进而分别得到不同的振动响应RAmax,m、RBmax,n以及不同的传递系数FSmax,mn；
3)将所述无强夯作用、额定强夯作用下混凝土结构振动响应形成传递关系量表，无强夯作用与额定强夯作用二者之间的其它强夯作用的传递系数进行线性插值得到；
4)基于上述传递系数，利用在实际强夯作用下检测起点的振动响应，计算检测终点振动响应的评估值，将评估值与标准值比较，来判断是否可以进行施工。
2.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于，所述标准值为《建筑工程容许振动标准》，判断的公式为：|评估值-国标值|/国标值<10％，可进行现场施工，否则不可进行现场施工。
3.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于，所述振动响应为振动响应位移、振动响应加速度、振动响应速度与振动响应频率。
4.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于，所述待测混凝土结构为已建，在建混凝土结构或者预制构件。
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