某桩基及路基施工振动对临近房屋影响检测与分析

余永生 （黟县建筑工程质量监督站，安徽 黄山 245500）

随着我国建设工程的数量越来越多，规模越来越大，施工振动对周围房屋造成损坏的事件也时有发生。目前，振源的种类主要分三类：一类是可以模拟再现的振源，如打桩、打夯、碾压、锤击等；另一类是不可以模拟再现的振源，如拆房、爆炸等；第三类振源处于两者之间，如人工爆破，有时可以完全模拟再现，有时不可以模拟再现。

一般来说，房屋的振动损坏都是不可以完全模拟再现。第一种是在振动之前即开始介入鉴定，这种鉴定的难度低一点，在振动发生前，先了解振源的形式、特点和性质，对房屋的现状进行详细的检测和记录，并测定房屋的自振频率和阻尼比。第二种是在振动完成之后才介入鉴定：这种振动损坏的鉴定工作难度较大。由于振动之前房屋的损坏情况不清楚，且未检测房屋的动力特性，在振动过程中没有跟踪测试振源的振动情况和振动数据及检测房屋的受振情况，只能检测到房屋的振后损坏结果。本文以第二类振源的案例为基础，分析该振源发生情况下的检测要点。

1 工程概况

某道路桥梁施工过程中，桥梁基础采用钻孔灌注桩。前期施工过程中，该工程灌注桩成孔采用旋挖钻施工沉孔，因部位桩位钻孔过程中遇到岩石层，钻孔主要采用冲击钻成孔。另外，引桥基础临近路基施工过程中，因与相邻房屋距离较近详见图1 所示，且临近房屋多为上世纪90 年代的二层砖混结构自建房屋。检测前，临近房屋周边业主认为该工程施工中产生的振动对相邻房屋安全产生了不利影响。

图1 引桥基础与相邻房屋图

2 检测范围及内容

2.1 检测内容

该工程检测为振动完成之后才介入鉴定，振动损坏的鉴定工作难度较大。振动之前房屋的损坏情况不清楚，只能检测到房屋振后的损坏结果。前期产生的振动未检测房屋的动力特性，在振动过程中没有跟踪测试振源的振动情况和振动数据及检测房屋的受振情况。本工程房屋大多为自建房，建设年代较早，此类房屋墙体粉刷空鼓、装饰层老化、门窗洞口过梁变形、温度及材料收缩开裂较为普遍。依据相关业主投诉内容，结合我省类似工程检测内容，将具体检测内容分为三部分：第一部分是上部住宅承重墙体结构裂缝调查及观测点布置；第二部分是桥梁桩基施工（锤击成孔）振动参数检测；第三部分是桥梁与道路施工前、后既有裂缝比对。

2.1.1 承重墙体结构裂缝调查及观测点布置

本次业主投诉原因为相邻施工造成的结构安全性影响，因此检测期间重点是对结构安全存在影响的裂缝进行检测。因此，检测现场将以承重墙体两侧对称贯通裂缝作为检测重点，具体关注以下几类裂缝：明显的受压、受弯或受剪裂缝；纵横墙连接处出现通长的竖向裂缝；承重墙体较大的贯穿性（墙体两侧同一位置）裂缝；其他显著影响结构整体性的裂缝。

前期（首次）检测中对裂缝进行统计并绘制裂缝图，使用裂缝测宽仪对裂缝宽度进行测量，并对测量位置进行标注、拍照。检测中对有明显端头的裂缝端部进行标识、拍照。抽选部分裂缝粘贴石膏点见图2 所示。前期裂缝调查目的为后期检测提供裂缝初始状态参考依据。

图2 抽选部分裂缝粘贴石膏点图

①裂缝长度标记：用于裂缝长度观测，在施工或其他干扰因素排除后，依据前期标记判断裂缝是否增长。

②石膏点：使用石膏或装饰腻子粉在裂缝处制作约1.5cm～3cm 石膏饼，裂缝扩展会引起石膏点开裂。

③裂缝宽度读数，用于裂缝对墙体构件影响评定。

2.1.2 施工振动参数检测

依据《建筑工程容许振动标准》（GB50868-2013）相关检测要求结合现场条件，在检测范围内选取具有代表性的相邻建筑物，使用动态信号采集系统对桥梁桩基施工过程产生振动进行检测，检测主要指标为质点速度和频率。依据现场采集波形参考《建筑工程容许振动标准》（GB50868-2013）相关基础施工容许值进行分析，判定施工振动（短期）是否超出规范允许值。相关规范容许值详见表1 所示。

振动“影响”规范限值条文 表1

2.1.3 房屋既有裂缝扩展情况比对

待桥梁及道路施工完毕后，依据前期裂缝观测结果对相关房屋裂缝进行再次调查。主要工作内容：裂缝数量是否增加；裂缝长度是否扩展；裂缝石膏观测点是否开裂，石膏点裂缝宽度测量。依据以上裂缝调查结果，对被测房屋裂缝扩展情况进行评定。

3 工程现场检测

3.1 房屋的裂缝及损伤现状调查

2020 年10 月期间派员前往工程现场，对该工程施工临近的部分房屋裂缝及损伤现状进行了调查，施工临近的房屋均有不同程度开裂及渗漏现象，个别房屋地面存在下沉明显，具体房屋既有损伤调查情况详见图3～图6。

图3 房屋既有损伤调查情况照片

图4 房屋既有损伤调查情况照片

图5 房屋既有损伤调查情况照片

图6 房屋既有损伤调查情况照片

3.2 房屋裂缝观测

在房屋裂缝及损伤现状调查完成后的基础上，每户抽取部分有代表性的裂缝布置石膏观测点，通过石膏观测点在检测周期中的变化情况，分析施工中产生的振动是否对房屋裂缝及损伤产生影响。分别于工程再次施工前、施工过程中及施工完成后（最后观测日期为2020年12 月）分三个阶段对石膏观测点的状态进行了观测。同时，在工程第一阶段施工完成后，对临近房屋是否再次产生裂缝及损伤情况进行调查。对该房屋中共布置石膏观测点196 个，在检测期间有172 个石膏观测点开裂，22 个石膏裂测点未开裂，2 个石膏裂测点被破坏，开裂比例为87.76%。另外，临近的部分房屋进行裂缝及损伤情况进行了调查，其中多数房屋出现新的裂缝（多为门窗洞口处的斜向裂缝、纵横墙之间及墙顶与楼板之间的脱开裂缝）及地面下沉等不同程度的损伤。

3.3 施工振动参数检测

依据《建筑工程容许振动标准》（GB 50868-2013）相关检测要求及结合现场条件，分别选取在临近的加油站及榨油坊房屋外墙根部地面安放拾振器，捕捉工程施工过程中房屋外墙根部地面处振动参数（质点速度和频率），依据现场采集波形参考《建筑工程容许振动标准》（GB 50868-2013）中基础施工容许值，判断施工振动（短期）是否超出规范允许值。施工产生的振动在临近加油站房屋及榨油坊房屋外墙根部处最大振动速度及频率详见表2及图7～图9。

振动最大振动速度及频率表 表2

图7 最大振动速度及频率图

图8 最大振动速度及频率图

图9 最大振动速度及频率图

2020年11月10日工程施工时实测临近加油站及榨油坊房屋外墙根部产生的振动值（振动速度）分别为2.783mm/s 与1.874mm/s，为居住建筑规范容许值的98%与68%。相关业主反映检测期间桩基施工设备与既往设备型号不符，成孔速度、落锤提升高度均低于前期，但检测期间地面仍然有明显振感。

4 结论

①本次工程施工临近的39 户房屋均有不同程度开裂及渗漏现象，个别房屋地面存在下沉明显。在被测房屋中布置的石膏观测点中，石膏裂测点开裂比例为87.76%。施工完成后，再次对裂缝及损伤情况进行了调查，大部分房屋出现新的裂缝（多为门窗洞口处的斜向裂缝、纵横墙之间及墙顶与楼板之间的脱开裂缝）及地面下沉等不同程度的损伤。

②施工时实测临近的加油站及油坊房屋外墙根部产生的振动值（振动速度）分别为2.783mm/s 与1.874mm/s，为居住建筑规范容许值的98%与68%。相关业主反映检测期间桩基施工设备与既往设备型号不符，成孔速度、落锤提升高度均低于前期，但检测期间地面仍然有明显振感。

③测房屋均为自建砖混房屋，附属用房多为简易砖瓦结构，基本无抗震构造措施（未设置构造柱及圈梁等），房屋整体性及抗震措施较差，易受外界因素（如振动、水位变化等）影响，工程施工产生的振动对周边建筑物结果存在明显影响。