低频工业振动对小高层建筑的影响

低频工业震动对小高层建筑的影响摘要 建筑施工过程中产生的施工噪声、打桩振动、爆破震动等低频工业震动对周围建筑产生很多不利的影响，应采取相应的措施来避免这些不利的因素。关键词 施工噪声 打桩振动 爆破震动0 引言随着城市建设的发展，小高层及高层建筑日益增多，这必然对基础工程提出更高的要求，为此人们大量采用强夯法和桩基工程等增强基础的措施。伴随着这些操作会产生不同程度的振动、噪音和挤压等环境问题。这些都属于低频工业震动，会严重损害建筑物室内环境和使用寿命。1 低频工业震动对小高层建筑的影响随着人口的增长，土地资源日益紧缺，小高层建筑逐渐替代多层建筑，成为城市建设中最受欢迎的结构类型之一。小高层及高层建筑对基础工程的要求更高，大多采用桩基工程，并采用强夯法来提高地基承载力，在土方开挖时可能会采用爆破施工，在建设地下或上部结构时，各种不同的大型动力机械设备会发出很大的噪声。这些都是施工过程中最显而易见的低频震动，这些低频工业震动会对小高层建筑产生很多不利的影响。1.1 施工噪声在建筑施工现场，根据工程进度和施工工序的不同而采用不同的施工方法和施工机械。例如在基础工程中，有土石方爆破和开挖，挖掘沟道，平整和清理场地，强力打夯，强力打桩等作业；在主体工程中，有焊接和切割钢筋，立钢骨架或钢筋混凝土骨架，混凝土的搅拌、浇筑和振捣，大型预制构件的起吊和安装等作业；在施工现场，有载重汽车自始至终频繁地进行材料和构件的运输活动；此外还有拆除旧建筑各种敲打撞击声、施工工人的呼喊声等。因此施工噪声源是多种多样的，而且经常此起彼伏。由于施工机械大多都是露天作业，四周没有遮挡物，部分动力机械还可能需要经常移动，起吊和安装工作常常需要高空作业，所以建筑施工中的某些噪声具有突发性、冲击性、不连续性等特点，这些施工噪声严重破坏周围建筑的室内居住环境，给人们的生活带来了极大的困扰。 夜间连续施工的影响尤为严重。噪声会造成损伤听力，影响睡眠，诱发疾病，影响儿童智力发育，影响安全生产，降低工作效率等等不良影响。1.2 打桩振动和强夯振动小高层建筑对基础工程要求较多层建筑更高，普通的浅基础即使能满足基础的承载力设计要求，但是建筑的沉降一般都满足不了，因此小高层建筑多采用桩基工程，那就不可避免的采用打桩施工和强夯施工。（1） 打桩施工 在桩基工程中使用的最广泛的施工工艺是钻孔灌注桩，静力压桩，强力打桩等方法。钻孔灌注桩具有噪声小、振动小、无挤土的特点，但是桩底虚土会影响桩的承载力。静力压桩具有噪声小、振动小、有挤土的特点，强力打桩具有噪声大、振动大、有挤土的不利特点。综上可知强力打桩振动最大，会对周围建筑最不利得影响。打桩的能量主要通过桩尖冲击振动向土层内部传播，随着桩深度增加，桩尖土层的硬度变大从而土层的振动速度也增大。另外强力打入桩还会造成较突出的挤土效应，即会对周边土体直接产生挤压作用。而振动则是引起土体力学性质的变化，打桩引起振动的主频较低，远离震源振动幅值较小，但由于小高层建筑物的自振频率也较小，所以要特别防止共振现象的产生。有研究表明，打桩时虽然可以连续打击，但从打桩振动测得的房屋结构动力反应时程曲线来看，其引起结构动力反应持续时间一般均不超过0.35s一0.45s，并且动力反应衰减很快，也难以形成使结构产生持续的强迫振动，而激发引起房屋结构的共振。（2）强夯施工强夯法是目前对于软土地基最常用的处理技术之一,其原理是利用夯锤重力下落的冲击力形成的地震波使深层土体发生位移，提高土体的承载能力,消除土体的湿陷性或液化因素。 由于强夯是锤击运动,落锤激发的震动波会对周围一定范围内的建筑物造成不利的影响。当建筑物附近地面振动加速度小于等于0.2时，对建筑物不会产生影响，为确保建筑物完好无损，应保证重锤运动的加速度和频率。1.3 爆破震动爆破工程是目前工程建设中比较重要的一个方面，但是爆破工程产生的负面效应又是不可避免的一个问题。我们知道，当炸药在土岩介质中爆炸时，一部分能量会引起炸药周围土岩介质的扰动，并以波的形式向外传播。因此，爆破地震动引起的建筑结构的响应，实质上就是结构振动问题。爆破时，能量以地震波的形式引起地面的震动，这种地震动通过建筑物的基础传递给建筑物的上部结构，使建筑物随之发生振动。在结构工程中，反映结构振动的参量通常用结构构件振动应力、振动位移和加速度等来描述。结构振动加速度也是反映结构爆破地震效应的一个重要参量，它反应了在爆破地震作用下结构振动惯性力的大小和作用在结构上的动荷载，这对结构的抗震设计和爆破震动的安全控制是非常重要的。房屋结构在爆破震动作用下的反应与频率特性的关系是十分密切的。一般小高层建筑的自振频率在3-9 Hz 范围内, 众所周知, 当爆破产生的地震波的主振频率接近房屋的自振频率时，建筑物将会产生共振作用，这很容易引起房屋结构破坏。此外，爆破时产生的灰尘、飞石和巨大的噪声也对周围环境造成不利的影响。2 降低振动对小高层建筑物影响的措施从一下几个方面降低低频工业震动对小高层建筑物的影响：2.1控制噪声为了降低建筑施工噪声,须要从以下几个方面采取综合措施:（1）改进高噪声设备,研制低噪声的施工机械。如液压打桩机，在距离15米处实测噪声级仅为50分贝。空气动力机械在安装消声器和弹性支座后，也能有效地降低噪声。（2）改进或改变高噪声的施工方法。如采用噪声比较小的振动打桩法和钻孔灌桩法等。对于产生高噪声的设备，应设法安装隔声装置，建立密闭的操作棚，以减少噪声的扩散。（3）限制高噪声机械的使用和调整高噪声施工的时间。例如，把噪声大的作业尽量安排在白天，禁止推土机、挖掘机等高噪声设备在夜间十点至早晨六点之间施工。（4）采取临时的隔声围护结构或吸声的隔声屏障、隔声罩等，有效的阻断声音的传播，减轻噪声对周围环境的影响。（5）用商品混凝土代替混凝土搅拌站，可有效地减轻施工噪声对周围建筑的影响。2.2控制打桩振动和强夯振动（1）从振源上降低振动 对于打桩来讲，可以舍弃对地面和周围建筑影响较大的强力打桩的方法，采用静力压桩或者钻孔灌注桩，这些都可以减轻打桩对周围土体和建筑物的振动影响。对于强力夯土来说，要避开建筑物的自振周期。当建筑物附近地面振动加速度小于等于0.2时，对建筑物不会产生影响。为确保建筑物完好无损，应保证重锤运动的加速度和频率。（2）在振动传播途径上降低振动。设置隔振沟，以阻断振动波的传播。2.3控制爆破震动在爆破工程中，爆破冲击波、粉尘、飞石及爆破噪声会对周围环境造成危害，主要从一下三个方面来控制爆破震动。（a）以安全爆破震动速度为依据，控制单端最大装药量来减弱爆破冲击波，以减少冲击波对建筑物的损害。（b）控制爆破噪声的强度，确定恰当的单孔装药量，采用秒延期或毫秒微差爆破。（c）除尘措施，爆破前淋湿待爆的土岩或建筑，并根据需要布置爆炸除尘水袋。3 结束语总之，在建筑施工过程中产生的低频工业震动会对小高层的建筑带来不利的影响，也会影响人们正常的工作和生活。但是，如果施工部门采取防治措施，提高环保意识，文明施工，就能把施工过程中对周围建筑产生的不利影响降到最低。参考文献1张利,田宝华,肖正直.建筑施工中的施工污染环境问题与防治措施J.四川建筑科学研究,20052李振杰.建筑施工对环境的影响及防治措施J.企业导报,3 郑位恺,李华,于志刚.