王军

摘 要：本文通过工程实例研讨强夯置换和碎石桩施工时与地面产生振动对CFG桩的质量影响，主要分析水平振动波传导速度和影响范围，确定强夯置换、碎石桩与CFG桩施工时的安全距离，指导强夯置换、碎石桩和CFG桩的施工先后顺序。

关键词：强夯置换 碎石桩 CFG桩 振动波 安全影响范围 施工顺序

1 引言

成都天府国际机场试验段根据地基处理深度不同，分别采用了强夯置换、碎石桩、CFG桩三种施工工艺。各施工工艺之间的特点为，强夯置换和碎石桩施工便捷效率高，但施工中产生的振动对周边影响较大。CFG桩施工快捷，混凝土浇筑后对周边的环境要求较高，避免扰动，防止桩身断裂。由以上特征可以知道，强夯置换和碎石桩施工与地面产生的振动对CFG桩影响较大。以众多学者的研究为指导，对强夯置换和碎石桩施工过程中产生的振动波现场测试，通过试验数据，分析强夯置换、碎石桩和CFG桩之间的施工安全距离，科学合理的安排各施工工艺之间的先后顺序。

2 现场试验

2.1地质概况

①耕植土：灰褐色、松散、湿～饱和，主要由黏土组成，含大量植物根系，主要分布在耕地、沟谷中，厚度0.70m～1.00m。②淤泥：灰色～灰黑色，流塑，夹有机物及腐植质，无摇振反应，稍有光泽，韧性低，干强度低，有腐臭味。主要分布在部分农田、河谷以及沟渠底部，层厚0.7m～2.70m。③黏土：褐灰色，次为灰白色，软塑，含大量灰白色黏土条带，光泽度一般，韧性中等，干强度中等。局部出露于农田、河谷、冲沟地带，钻孔揭露层厚1.10m～9.80m。其它与本次实驗无关的底层不在累述。

2.2机械设备及实验仪器

2.2.1机械设备。①强夯置换机械型号、夯锤规格及设计夯击能量：抚挖5000A；夯锤直径1.2m；锤重34.3T；强夯置换能级为：3000KN.m。②碎石桩机械型号：DJ-90KS③CFG桩机型号：CFG-23

2.2.2实验仪器。实验仪器型号：爆破测振仪（ZAYQ-021）

2.3监测点的布置

2.3.1强夯置换监测点的布置。以强夯置换夯点中心为起点，沿水平方向布设三条观察通道，三条通道夹角均为120度，每条通道以强夯置换点中心为起点，分别在10m、15m、20m、25m、30m、35m、40m、45m、50m、55m、60m处安置点爆破测振仪。

2.3.2碎石桩监测点的布置。以碎石桩桩位中心为起点，沿水平方向布设三条观察通道，三条通道夹角均为120度，每条通道以碎石桩桩位中心为起点，分别在5m、10m、15m、20m、25m、30m、35m处安置点爆破测振仪。

2.4试验监测内容。测试强夯置换和碎石桩施工中所产生地面振动对CFG桩的影响。测试强夯置换和碎石桩振动波的传导速度。

3 试验结果与分析

3.1强夯置换试验结果与分析。因软弱土层较厚，测试从夯坑有一定强度且不吸锤开始。本次强夯置换测试单点连续夯11击，根据夯沉量，监测距离分析振动波在不同深度的水平传导速度。

强夯置换施工中产生的振动波，随着距离的增大而变小，夯坑的深度增大而变小。夯坑的深度增加坑底土石密度的提高，在距离震源中心50m-60m之间，振动波由小逐渐变大。新浇筑大体积混凝土基础面上的质点安全震动速度，混凝土浇筑后0～3天受振动波的影响最大，波速必须控制在15mm/s～20mm/s之间或更小，25m～45m之间振动波传导速度最大值平均为0.6mm/s，小于0～3天最小振动波15mm/s。强夯置换和CFG桩的安全距离应在25m以远处确定。

3.2碎石桩试验结果与分析。通过三个步骤对碎石桩进行测试，第一步沉管，第二步拔管，第四步反插，通过三个步骤分析振动波在不同深度的水平传导速度。

第一步沉管监测，地面下0.5米处，距离震源5米，振动波传导最大值22.7mm/s；地面下4米处，距离震源10米，振动波传导最大值15.1mm/s；地面下10.1米处到达持力层，距离震源15米，振动波传导最大值9.6mm/s。第二步拔管监测，地面下9米处，距离震源20米，振动波传导最大值4.7mm/s。地面下2米处，距离震源35米，振动波传导最大值1.2mm/s。第三步反插监测，地面下9米处往下，距离震源25米，振动波传导最大值8.6mm/s；地面下4米处往下，距离震源30米，振动波传导最大值3.9mm/s。

以上数据可以得知碎施工中产生的振动波，其波形变化复杂，随着距离的增大而变小，施工深度增大而变小。反插时桩身密实度的提高，振动波传导速度变大。新浇筑大体积混凝土基础面上的质点安全震动速度，混凝土浇筑后0～3天受振动波的影响最大，波速必须控制在15mm/s～20mm/s之间或更小，15m～35m之间振动波传导速度最大值平均为7.6mm/s，小于0～3天最小振动波15mm/s。碎石桩和CFG桩的安全距离应在15m以远处确定。

4 结语

强夯置换和碎石桩产生的振动波传导速度与距离、深度及地层密度息息相关，随着距离的增大振动波变小，加固深度的增大振动波变小，地层密度低振动波变小。

考虑到其它因素，最终确定强夯置换与CFG桩的安全距离为30米，碎石桩与CFG桩的安全距离为20米。各施工工艺之间的施工顺序依次为：强夯置换、碎石桩、CFG桩。

通过本次试验得出的成果适用于类似本项目特征的区域，由于地质构造差异较大，设计参数不同，选用设备型号功率不同所产生的振动波传导速度也不同，通过本次测试进一步了解强夯置换和碎石桩施工过程中产生的振动波，对周边环境及构筑物的影响，对类似于CFG桩及混凝土浇筑项目的质量控制提供参考。

参考文献：

[1] 田浩.某高速路基强夯施工振动测试及对周边建筑影响范围分析[J].中外建筑，2014（2）：114～116

[2] 康勇.强夯振动规律及施工安全距离的研究[J].中国水运（下半月），2013（5）：256～248.