施工振动造成房屋损坏初探-凯发真人首先娱乐
随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，基本建设工程和装修工程越来越多，而施工振动对周围房屋造成损坏的情况也时有发生。施工振动主要有以下几种类型：拆旧房倒塌的振动；用大锤砸拆房屋构件的振动；挖掘机械施工振动；爆破施工振动；打桩和打夯施工振动等。房屋受到振动的影响有大有小。其表现形式为房屋的墙皮剥落、墙壁龟裂、地板裂缝、基础变形或下沉等，重者甚至于造成房屋倒塌。实际上房屋受振影响与多种因素有关。
一、施工振动与房屋破损之间相关性的几个主要方面：
1. 振动历时及振源的幅频特性；
2. 振源至房屋的距离及振源与受振房屋间介质中波的传播特性；
3. 房屋的基础条件；
4. 房屋结构特性及其状态。目前定量分析施工振动波对邻近房屋的作用效应是相当困难和复杂的，况且这种振动波的产生及其在地基中的传播本身就是一个尚未弄清楚的问题。对房屋来说，这种振动波只是外部条件，受振时的结构力学特性是其内在条件，与房屋的结构类型、建筑材料的实际特性等因素密切相关。工程实践还表明，对于同一种结构类型的房屋，评估其当前的静力状态是非常必要的。因为，如果房屋在受振前的静应力作用下已接近临界稳定状态，则较小的振动也有可能造成相当严重的破坏。
二、施工振动对邻近房屋造成破损的三种主要形式：
1. 直接造成损坏：指房屋在受振前完好无损且无异常应力变化，房屋损坏是由于强烈振动的作用造成的。
2. 加大房屋的破损程度：对于大多数建在软弱地基上的房屋，在使用期内会或多或少地因某种原因（如基础不均匀沉降、温差变化）受过损伤，而振动引起的附加动应力会加大损伤的程度。
3. 间接造成房屋破损：对完好且无异常应力变化的房屋，其破损是由于振动导致较大的地基位移或失稳（如饱和土软化或液化、边坡坍塌）所造成的。
在以上三种施工振动对房屋的损坏形式中，第二种最为常见。但有时施工振动虽然不会造成房屋破损，但它可能已超出了人的承受范围或仪器设备的正常工作条件，这在实际工程中也是应该避免的。
必须看到，当房屋基础的整体刚度较小或其平面尺寸与施工振动波的波长相当时（如多跨框架），在施工振动波的作用下，基础在不同位臵处的运动将各不相同，同一楼层上质点间的相对运动往往不能忽略。在这种情况下，即使由施工振动波引起的惯性力很小，房屋结构的附加内力也可能使房屋损坏。
三、施工振动危害的评价指标：
1．允许振动值：在控制建筑施工振动的影响时，人们首先应该知道保护对象（房屋、室内人员和仪器设备）的允许振动值。目前，国内外已经颁布实施了一些技术标准或法规（如国际标准化协会标准iso2631和中国国家标准gb6722—86），但他们大多是对实际工作状态的振动进行测量或做调查统计分析的结果，并不是通过较为严密的理论分析而得出的人或物体的真正的允许振动。与人和仪器设备承受简谐振动能力的研究成果相比，在打桩等施工振动作用下，人们对房屋结构的动力响应及其破坏机理的认识更为肤浅。
2. 质点振动的最大速度或加速度：在定量评价施工振动对建筑物的影响时，目前较广泛采用的是地基振动的最大速度或加速度，较少采用最大位移、谱烈度和能量比等地震工程中常用的指标。至于是采用最大速度还是最大加速度更优越，还存在很大争议。采用加速度者认为，施工振动加速度可以反映房屋结构所受惯性作用的大小，从而便于揭示结构的附加受力状态及其破坏机理。而采用质点振动速度者则认为该指标是以弹性波理论为基础的，即对于无限介质和一维杆件中的平面冲击波，动应力σ与质点振动速度v之间的关系为：σ=（e/c）v，其中e和c分别为介质的弹性模量、弹性波速。在实际爆破工程中，大量观测数据也表明了，房屋的破坏程度与地基质点振动速度的大小密切相关；当装药量、埋深和爆心距相同时，即使传播爆破地震波的岩土层不同，地基质点的振动速度较之其他指标而言变化不大。
其实，采用质点振动速度或加速度来评价房屋的振动效应是难以反映出结构的真实受力状态和破坏机理的。根据结构动力学原理，在施工振动的作用下，房屋结构的动力响应与振源能量、频率和持续时间等特性，以及房屋结构本身的固有频率和阻尼比等因素有关。在同一次施工振动作用下，对具有同一结构类型的不同房屋，其动力响应也可能相差很大，当房屋结构的固有频率与施工振动主频率相同或接近时，该结构就会因共振产生剧烈的振动而出现损坏。因此仅用质点振动速度或加速度来评价房屋的破损振动效应，只能算是一种实用的近似方法。
在施工振动的测试方面，目前在不同的国家和行业中尚未统一。我国和瑞典等一些国家通常采用质点竖向振动速度峰值vz。由于缺乏成熟的国家或地方技术标准，目前国内不少工程技术人员采用国家地震烈度表对施工振动危害进行评价。施工振动与地震有如下相似之处：
（1）两者突然释放的能量均以波的形式通过地基从振源向外传播，并由此引起强烈的地基和房屋的振动；
（2）两者的地基振动强度均明显地与振源能量和振源距有关；
（3）两者的地基振动参数均明显地受地质和地形等因素的影响。 他们两者之间的差异是：
（a）目前世界上纪录到的地震最大加速度约为1.3g，而在大爆破施工区附近测得的地面振动加速度高达25.3g。虽然施工振动的幅值高，但由于它衰减很快，其破坏区的范围还是比地震的要小得多。
（b）地震的主频率一般低于5hz，而爆破和振动法打桩施工所产生的地基振动主频率大多处于10至30hz。与房屋结构的固有频率相比，前者与之接近，后者却要高得多。因此，施工振动导致房屋结构共振并造成的破损比地震小得多。
（c）爆破振动的主频段持续时间一般不超过0.5秒，比地震的要短得多；而在打桩和强夯地基施工中，虽然它们的单击振动历时较短，但由于击数多、间隔小，其折算施工振动的持续时间将比地震的长得多。因此，在同等振动幅值的情况下，打桩、强夯施工振动比地震更容易造成房屋结构损坏，而爆破施工振动效应经常会与之相反。
