《 广东土木与建筑》!“““年第#期 随着经济的不断发展， 高层乃至超高层建 筑越来越多， 而它们的基础施工设计、 方法及 过程都对其周围邻近的建筑结构物产生一定 的影响， 其后果有时甚至会极其严重， 这在工 程实践中已屡见不鲜如在锤击桩基础施工 中， 打桩振动容易造成附近建筑物墙体、 地面 等出现裂缝； 钻孔灌注桩虽可以避免上述不良 影响， 但当桩穿过砂层时， 若未能及时用泥浆 护孔， 则会造成涌砂、 塌孔等， 对周围已有建筑 物构成威胁基础施工的环境效应， 即各种桩 型及深基坑开挖施工对周围环境造成的不良 影响， 是当前城市建设中特别突出的问题 $振动对结构物的危害 目前对建筑物受振动而破损的机理的研 究还不够透彻， 但总的来说， 建筑物对振动的 敏感程度与下列因素有关： !建筑物的动、 静力特性及现状； “建筑物的基础条件； #地基和建筑材料中振动波的传播特性； $振动历时及其幅频特性 不同类型的建筑物， 其规模、 材料、 建造方 法和基础类型可能存在较大的差异振动的类 型、 强度、 频率、 波长以及相对于建筑物主轴的 入射角等， 对是否产生结构破坏均有重要影响 另外， 建筑物的静力状态以及位移、 阻尼 和温度变化对结构的影响， 也可能是分析中的 重要因素。
例如对于那些在静应力作用下已接 近临界稳定状态的结构物， 即使是非常小的振 动也有可能使之产生严重的破坏， 因此可粗略 地将振动引起的建筑结构物破损分成两种类 型， 一是直接由振动引起的破坏， 即建筑物先 前完好， 也没有异常应力变化， 其破损纯粹由 振动造成； 二是间接由振动引起的破坏， 如在 有些情况下， 振动使地基产生较大的位移或强 度发生较大的衰减（ 如饱和粘土软化和饱和砂 土液化） ， 继而导致建筑物出现破坏现象 要精确地确定建筑物的容许振动， 其分析 过程既十分复杂又不实用， 目前各国采用的有 关指标也存在差异我国和瑞典等国常用竖向 质点速度峰值!%， 而德国和瑞士则使用质点速 度峰值拟矢和即!&， 其定义为： 式中，!’、!(、!%分别是各方向实测质点的速度 峰值由于同一质点的)个分量速度峰值在实 际工程中极少同时出现， 所以不少人认为!&的 定义并非十分合理为了便于比较， 可采用下 面的!&与!%的换算公式： !%*（“+#,$+“）!& !%*（“,“+#）!& !施工振动的类型 目前， 在基础施工中产生的振动类型主要 有爆破振动和打桩、 压桩、 强夯等 !+$爆破振动 在人工控孔桩等深基础施工中， 往往由于 要进入中风化和微风化岩层而需用爆破方法 来凿进深度， 爆破引起的振动有可能使邻近建 筑物产生破损。
由于地基和建筑构件所受的动 应力大小主要与质点振动速度有关， 控制质点 振动速度就显得非常重要我国对爆破振害已 作过大量的测试、 调查和分析， 并已颁布实施 桩基础施工对周边建筑物的影响 王霄志 （ 广州市怡和机电工业工程有限公司-$““““） 212 z 2 y 2 xr ])()()[(VVVV++= （ 水平分量占优势） （ 竖向分量占优势） · 施工技术 · .$// 《 广东土木与建筑》!“““年第#期 了国家标准 《 爆破安全规程》 （$%#&!!’(#） ， 表 )列出了其中对一些主要建（ 构） 筑物的地面质 点安全振动速度的规定值应用时除了控制质 点振动速度外， 还要考虑爆破振动的持续时间 对建筑物的累积破坏作用， 振动主频率与建筑 物固有频率之间的关系等因素 !*!打桩、 压桩、 强夯等 这类施工引起的振动一般难以直接导致 建筑物破坏， 除非邻近建筑物搭建简易且已较 为陈旧在静荷载作用下使用正常的多年建筑 物在强烈振动产生的动荷载作用下， 可能发生 地基液化、 振沉、 地基滑动等振害， 导致开裂、 倾斜甚至倒塌等各类事故我国尚没有正式颁 布这类振动的控制标准 作为参考之用， 表!和 表+列出了瑞典和德国技术规范的有关规定。
+主要隔振措施 既然已经清楚振动会对建筑物产生破坏 影响， 那么预防这类破坏就很有意义了如果 采取有效的预防措施， 则不仅能避免建筑破坏 事故、 人员伤亡、 严重经济损失等， 还可以保证 施工按照规定工期完成， 不致因出现事故而停 工停产， 甚至与周围社区产生矛盾和纠纷 建筑施工等引起的地基振动， 大多是以表 面波的形式向远处扩散实践证明， 沿振动的 传播路径设置明 沟、充填沟和排 桩等屏障，则其 后方区域的地基 振动就有可能得 以降低，如图) 所示 由振源产生的表面波传播到隔振屏障时， 将会发生反射和透射， 并且在其两端和底部还 会出现波型转换和波绕射； 屏障背后的地面振 动由透射波和绕射波组成， 总能量一般要低于 屏障前入射波的能量， 这些区域的地面振动强 度由此将得以降低但由于在屏障体两端的绕 射波较强， 其附近地面振动降低的程度往往比 屏障后中间部位要差其次， 屏障前方的局部 区域因反射波作用而会出现地面振动放大的 现象从屏障类型看， 充填沟的隔振效果一般 不如明沟 作为评价地基隔振效果的常用指标， 地基 振幅衰减系数!,定义为!!!)（!)、!!分别为 隔振前、 后地面某点的位移振幅） 。
当!,-)时， 屏障才具有隔振效果美国有些学者认为!,! “*!.时， 屏障的隔振效果才理想， 笔者认为应 根据防振体的容许振动来确定!,的临界值 在设置明沟隔振时， 沟深是影响隔振效果 表)我国对爆破地面质点安全振动速度的规定值 建（ 构） 筑物类型 振动速度 （// 0） 土窖洞、 土坯层、 毛石房屋)“ 一般砖房、 非抗震的大型砌块建筑!“1+“ 钢筋混凝土框架房屋.“ 水工隧洞)““ 交通隧洞).“ 矿山 巷道 围岩不稳定但支护良好)““ 围岩中等稳定但支护良好!““ 围岩稳定且无支护+““ 表!瑞典技术规范关于打桩、 强夯和交通振动的规定 建筑类型 “,（// 0） )“1+“23+“1#“23 混凝土结构、 工业建筑、 钢结构)!)!1)( 带混凝土基础的建筑、 混凝土和砖墙((1)! 砖砌空心墙建筑、 木梁上的地板1( 对振动特别敏感和历史性建筑++1. 表+德国技术规范（4567).“） 关于瞬态振动的规定 建筑类型 “,（// 0） -)“23)“1.“23.“1)““23 办公室、 工业厂房 及类似建筑 !“!“17“7“1.“ 民用住宅及类似建筑1).).1!“ 对振动特别敏感 和历史性建筑 ++1((1)“ 图)地基隔振机理示意图 绕射波 透射波反射波入射波 · 施工技术 · &!’’ 《 广东土木与建筑》!“““年第#期 的关键因素，而沟宽的影响则要区别对待， 当 沟深较大时， 沟宽对隔振效果影响较小； 沟深 较小时， 其隔振效果随沟宽的增大而提高。
在隔振沟设计中， 还要注意土层成层性的 影响在上硬下软的层状地基中， 地表振源引 起的振动将主要在地表硬土层中传播， 设计时 可近似将这一硬土层当成均匀地基考虑； 但对 于上软下硬的层状地基，土层界面的反射、 折 射波会对较远处地表的振动起增强作用在这 种情况下， 要保证达到要求的隔振效果， 沟底 宜设置在下卧硬土层一定深度处 由此可知， 要想用明沟有效地隔离地基传 来的低频振动， 其沟深必须足够大， 但这显然 会给施工和维护带来不便和困难在这种情况 下， 可以采用充填沟来隔振理论和试验研究 结果表明， 充填沟隔振效果与其主要影响因素 之间的关系可用下式表示： 式中，!$为隔振沟形状因子；!%为填充材料波速 因子；!&为隔振沟横截面积因子；!!为充填材料 质量密度因子 充填沟隔振效果与所用的充填材料直接 相关，在工程中用来充填隔振沟的材料很多， 软性材料有粉煤灰、泡沫塑料和充气膜等， 硬 性材料有混凝土、 钢板和砾石等研究初步表 明， 软性材料对隔离地基高频振动要优于硬性 材料，而用后者来隔离低频振动则更为有效 由于软性材料费用一般低于硬性材料， 在保证 隔振效果不受影响的情况下， 尽量采用软性材 料较为实际。
此外， 沟深和沟宽也是影响充填 沟隔振效果的一个重要因素一般来说， 沟深 和沟宽越大， 其隔振效果越好， 但当两者之积 “#（ 沟的横截面积） 超过一定值后， 隔振效果 的增强将变得不明显， 这时就不宜再用增大沟 深和沟宽的方法来提高地基的隔振效果了 另外一种有效解决低频振动影响的方法 就是运用排桩来隔振， 如图!所示 设桩径为!$， 相邻桩孔间的净距为%， 则单 排圆孔进行有效隔振应满足以下条件： （为波长） 桩体材料包括铝、钢、 泡 沫塑料和聚苯乙烯塑料等 通常情况下%!“’(， 是排桩 具有隔振效果的上限 而且软桩比硬桩隔振更为 有效 影响排桩隔振效果的主要因素还有桩数&、 桩深#、 桩排数’及排距“等桩深应大于!倍 波长， 排桩的平面长度为()!&$*（&+,）%， 不宜取 得太小在相邻桩净间距%较大的情况下， 双排 桩对地基的隔振效果要明显优于单排桩； 当%较 小时， 两者的隔振效果差不多， 应视具体工程情 况合理地进行技术经济分析， 从而决定采取哪一 种隔振方案 (工程实例介绍 位于广州市中山八路的某广场，由数幢 !“-!.层高层住宅组成，在其中,幢高层的桩 基础施工时， 由于其周围有许多陈旧不堪的自 建民宅， 且距施工现场又很近， 因为沉桩的振 动和挤土作用的影响， 一些民宅和地面出现了 裂缝， 于是施工不得不停止。
于是采取了以下隔振措施， 即在靠近民宅 的一面， 采用单排钻孔灌注桩和水泥搅拌桩组 合排桩隔振， 钻孔灌注桩直径为/““00， 桩中 心距为!.““00， 桩深为,10， 水泥搅拌桩的布 置呈单排竖向排列，桩与桩之间互相搭接， 形 成壁厚为,!““00的水泥土挡墙， 见图.该水 泥搅拌桩保护墙由双头水泥搅拌桩组成， 桩截 面呈“/” 字型， 桩径断面尺寸为“’203,’!0， 桩 与桩之间搭接!“%0，桩深为,!0，水泥采用 (!14普通硅酸盐水泥，水泥掺合量为,(5， 水 灰比为“’1采用该措施后，继续进行桩基施 工， 并对邻近民宅进行观测， 未见裂缝进一步 发展， 收效良好 pacsr IIIIA???= 图!排桩隔振 示意图 25. 0 17. 02 R R ‡ l l s a R l R l 振源 %*!$ %*!$ · 施工技术 · 2.++ 《 广东土木与建筑》!“““年第#期 再举一个隔离深基施工保护邻近建筑物 的例子上海外滩天文台是具有一百多年历史 的古老建筑， 高$%&， 整个结构支承在一个直 径为’$&的桩台上， 桩台离地表!(%&黄浦江 越江隧道盾钩就在天文台附近通过， 桩台边线 离隧道中心线’$()&。
隧道中心线在地面以下 !“&处， 隧道顶部为淤泥质土， 隧道与天文台 的相对位置见图$ 天文台的保护采用树根桩技术， 具体方案 是在距离天文台外缘$&处，顺着隧道推进的 轴线方向打一排树根桩，相隔“(#&再打第! 排树根桩，每排平面长度为’$&，共计$%根 桩， 即两排总数为*$根 桩径!“+&， 桩长,“&， 中心距,“+&， 纵向配筋$!!)， 顶部浇筑截面为 ’(“&-’(“&的横梁， 把所有的树根桩连成一体 由于成桩过程中采用了二次压浆工艺， 桩间的 浆液是贯通的， 施工后实际上形成了一道连续 的钢筋混凝土墙为减少隧道施工时树根桩的 侧向位移，在距排桩’#&处设置了两组锚桩， 每个锚桩群由!,根直径!“+&，间距,“+&的 树根桩组成，锚桩群与排桩横梁之间用直径 )“&&的拉杆连接 当盾钩穿过该区时，基本保持每天’环 （ 约’(“&） 的推进速度， 控制出土量并注意及时 压浆在这种施工条件下， 地表在盾钩通过前 后都是隆起的， 盾钩上方地面出现垂直于隧道 轴线的明显裂缝，但是都没有超过距盾钩’$& 的树根排桩保护界限；位于天文台边缘的测 点， 其侧向位移、 倾斜度变化甚小可见树根排 桩墙起了明显的隔离作用。
以上只是针对防止打、 压桩振动而产生的 危害所。