施工振动对建筑物影响.docx
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施工振动对建筑物影响
1总则1
2术语、符号2
2」术语2
2.2符号2
3基本规泄3
3」一般规定3
3.2测址数址、位置及参数5
4测量仪器6
5传感器的位置和安装13
6数据的收集、处理和分析18
7数据评价24
附录A常见建筑物的固有频率34
附录B检测报告35
本规程用词说明34
引用标准名录35
附：
条文说明37
Contents
1GeneralProvisions1
2Termsandsymbol2
2.1Terms6
2.2Symbol8
3BasicRequirements4
3.1GeneralRequirements13
3.2MeasurementQuantityxPositionandParameters13
4Measuringinstrument6
5PositionandInstallationofSensors13
6DataCollection,ProcessingandAnalysis18
7DataEvaluation24
AppendixANaturalFrequenciesofCommonBuildings24
AppendixBTestReport24
ExplanationofWordinginthisSpecfication34
ListofQuotedStandards35
Addition：
ExplanationofProvisions37
1总则
1.0.1为合理确泄由于施工产生的振动对建筑物结构产生的影响，确保结构安全，特制定本标准。
1.0.2本标准适用于：
1施工振动对建筑结构影响的评估：
2根据测评结果推左施工振动的影响范围。
本标准不适用于短时冲击振动（如爆破等）对建筑物的影响的控制评价，也不适用于古建筑保护的振动控制评价。
1.0.3施工振动对建筑结构影响的评估，以及根据测评结果推定施工振动的影响范伟I，确左建筑施工平而布局保护，应遵守国家有关法律，正确处理经济建设、社会发展与建筑保护的关系。
保护方案应经过技术经济比较确定。
1.0.4施工振动对建筑结构影响的评估，除应执行本规范外，尚应符合国家和省现行有关标准、规范的规定。
2术语和符号
2.1术语
2.1.1施工振动ConstructionVibration
由于交通运输、打桩等建设施工产生的振动。
不包括爆破等短时冲击产生的振动。
2.1.2测量设备measuringequipment
所有用于振动测量的仪器设备，包括传感器、放大器、滤波器以及数据采集装宜等。
2.1.3动力特性dynamiccharacteristic
表示结构动态特性的基本物理量，如固有频率、振型和阻尼等。
2.1.4速度时程velocitytimehistory
结构质点振动速度在时域内的变化过程。
2.2符号
力一施工时地而振动频率；
力——结构第j阶固有频率；
匕一施工时地而振动速度；
Vmax——结构最大速度响应。
3基本规定
3.1一般规定
3.1.1施工振动对建筑物的影响检测鉴定可分为施工振动对建筑结构影响的评价和根据测疑结果推左施工振动的影响范围的检测鉴定。
3.1.2状况调查和资料收集应包括下列内容：
1施工振源的类型、频率范囤、分布状况及工程概况：
2建筑的修建年代、保护级別、结构类型、建筑材料、结构总髙度、基础型式、地基处理情况等及有关图纸：
3振源与建筑的地理位置、两者之间的距离以及场地地质情况等。
3.1.3施工振动对建筑物的影响检测鉴定应根据本标准的要求和振动评价的需要合理确立检测项目和检测方案。
3.1.4对于重要和大型公共建筑可进行结构动力监测。
3.1.5在必要情况下，应进行背景噪声的测量。
3.1.6在布置施工振动测量点时，应考虑以下因素：
1与振动源变化有关的因素，如施工振动类型、频率、幅值、地质条件等：
2敏感区域和敏感建筑物的分布情况；
3振动区域地而和地质状况：
4建筑物分布和类型：
5其他特殊要求。
3.1.7建筑结构参数响应的确泄及分析，宜采用现场测试法，当条件具备时，也可采用计算法和现场测试法相结合的方法。
3.1.8对建筑进行现状调查和现场测试时，不得对建筑造成较大损害。
3.1.9评估施工振动对建筑结构的影响，可按下列步骤进行：
1调查建筑和施工振源的状况：
2编写检测测试、评估方案：
3确左建筑结构的容许振动标准；
4汁算或测试建筑结构的速度响应；
5综合分析提出评估意见。
3.1.10建筑结构的容许振动标准，应根据所调查的结构类型、保护级别等因素按本规范第7章的规定确泄。
3.1.11评估施工振动对建筑结构的影响，应根据施工振源和建筑的现状调査、建筑结构的容许振动速度标准以及计算或测试的建筑结构速度响应，通过分析论证，提出评估意见。
3.2测呈数呈、位置及参数
3.2.1施工振动对建筑物的影响检测鉴定，应根据鉴泄项目、鉴宦目的、建筑结构状况和现场条件选择适宜的参数，一般情况宜测量施工振动的速度。
3.2.2场地振动测量测点布巻应满足以下要求：
1测点应布宜于建筑物室外0.5m以内振动敏感处。
2必要时，测点置于建筑物室内。
3测点布设宜远离公路、工厂、施工现场等非被测振动源。
当无法远离时，应在测量时间上避开这些振动的干扰。
3.2.3建筑物振动测量测点布置应满足以下要求：
1施工振动对建筑物的影响检测，较好的位置是在基础上，典型测点是设置在底层平面主要承重外墙的底部。
2除在建筑物基础或主要承重外墙的底部布置测点外，还要在建筑物内布置测点进行同步测量。
3高于四层（212m）的建筑物，应每隔四层和在顶层设置测点。
4长度大于10m的建筑物，应沿水平方向每隔10m设巻测点。
3.2.4施工振动对建筑物的影响检测，振动测量点一般情况下不应少于3个，距振源最远的测点的测距应大于建筑物至振源的距离，每个测点应测量3个方向（相互垂直两个水平方向和一个竖直方向）的振动参数。
3.2.5测量持续时间应包括一个阶段内施工振动最大值。
4测量仪器
4.0.1测量系统包括以下设备：
传感器，信号调理设备，数据记录系统。
4.0.2测试仪器应满足低频、微幅的要求，其低频起始频率不应高于0.5Hz，测振系统的分辨率不应低于10-6ni/s：
振动测量仪器和数据处理方法应满足4~200Hz频率范围的振动测量，并应符合现行国家标准《城市区域环境振动测疑方法》GB/T10071有关条款的规定。
4.0.3测量仪器应经国家认可的计量部门量值溯源合格，处于正常状态，并应在检验有效期内使用。
5传感器的位置和安装
5.0.1振动传感器的放置地点应尽量布宜在建筑物的刚度中心。
5.0.2建筑物振动测疑传感器的安装应符合以下要求：
1安装在建筑物构件上的传感器和监测单元的质量应不大于该建筑物或所测构件质量的10%，而且安装要做到坚固、轻巧,且应安装在建筑物的主体结构上。
2振动传感器的灵敏度主轴方向应与测量方向一致。
3传感器要安装在安全的地方。
4传感器附近要防止磁场干扰和局部振动影响。
。
5.0.3测量地而振动的传感器应与地面稳固安装，不得产生滑移现象。
5.0.4测线电缆应与结构构件固左在一起，不得悬空。
6数据的收集、处理和分析
6.0.1测试时应详细记录测试日期、周边环境、风向风速、测试次数、记录时间、测试方向、测点位宜、各测点对应的通道号、传感器编号、放大倍数以及标泄值、各通道的记录情况等。
6.0.2低通滤波频率和采样频率应根据所需频率范囤设豊，采样频率宜为100-120Hz；id录时间每次不应少于15min,记录次数不宜少于3次。
6.0.3测量时振源应处于正常工作状态。
测量应避免足以影响环境振动测量值的荘他环境因素，如剧烈的温度梯度变化、强电磁场、强风、地後或英他非振动污染源引起的干扰。
6.0.4当背景噪音可能对振动测量产生影响时，应首先进行背景噪音的测量。
6.0.5数据分析前，应对实测原始记录信号去掉零点漂移和千扰,并对电信号干扰进行带阻滤波，处理波形的失真。
6.0.6建筑结构动力特性应按下列方法确左：
1对处理后的记录进行自功率谱、互功率谱和相干函数分析，同时宜加指数窗，平均次数宜为100次左右；
2结构固有频率和振型应根据自功率谱峰值、各层测点间的互功率谱相位确定，测点间相干函数不得小于0.8;
3模态阻尼比可由半功率带宽法确能。
6.0.7建筑结构响应应分别按同一髙度、同一方向各测点速度时
程最大峰峰值确定，并取3次的平均值。
7数据评价
7.0.1建筑结构的容许振动应以结构的最大动应力为控制标准，以振动速度表示。
7.0.2评估施工振动对建筑结构的影响，应根据施工振源和建筑的现状调查、建筑结构的容许振动速度标准以及讣算或测试的建筑结构速度响应，通过分析论证，提出评估意见。
7.0.3建筑施工振动对建筑结构影响评价的频率范国应为lHz~100Hz；建筑结构基础和顶层楼面的振动速度时域信号测试应取竖向和水平向两个主轴方向，评价指标应取三者屹值的最大值及其对应的振动频率。
7.0.4当采用锤击和振动法打桩、振冲法处理地基时，打桩、振冲等基础施工对建筑结构影响在时域范用内的容许振动值，宜按表7.0.4-1的规左确立：
当采用强夯处理地基时，强夯施工对建筑结构影响在时域范用内的容许振动值，宜按表7.0.4-2的规立确左。
岩土爆破施工对建筑结构影响的容许振动值，应符合现行国家标准《爆破安全规程》GB6722的要求。
表7.0.4-1打桩'振冲等基础施工对建筑结构影响
在时域范围内的容许振动值
建筑物类型
顶层楼面处•容许振动
速度帰值（mm/s）
基础处客许振动速度
lHz-lOOHz
IHz-lOHz
50Hz
100Hz
工业建琐、公共建筑
12.0
6.0
12.0
15.0
居住建筑
6.0
3.（）
6.0
8.0
对振动敏感、貝
3.0
1.5
3.0
4.0
有保护价值.不能划归上述两类的建筑
注：
茨中客许扳动值按频率线件插值确定。
表7.0.4-2强夯施工对建筑结构影响在时域范围内的容许振动值
注筑物类型
顶层楼面处.容许振动速度峰血fmni/s）
基础处容许振动速度峰值（nuMO
lHz~5（）Hz
lHz-lOHz
50Hz
工业建筑、公共建筑
24.0
12.0
24.0
居住建筑
12.0
5.0
12.（）
对振动敬感、具有保护价值、不能划归上述两类的建筑
6.0
3.0
6.0
注：
表中客许扳动值按麵率线件插值确吐
7.0.5对于未达到国家现行抗震设防标准的城市旧房和镇（乡）村未经正规设计自行建造的房屋的容许振动值，宜按表7.0.4-1或表7.0.4-2中居住建筑的70%确宦。
7.0.6肖打桩根数少于10根时，建筑物容许振动值，可在表7.0.4-1中规定值的基础上适当提高，但不应超过表7.0.4-2中相应的数值。
7.0.7对于处于施工期的建筑结构，当混凝土、砂浆的强度低于设讣要求的50%时，应避免遭受施工振动影响：
当混凝上、砂浆的强度达到设汁要求的50%~70%时，其容许振动值不宜超过表7.0.4-1或表7.0.4-2中数值的70%。
7.0.8施工振动对建筑物的影响，在条件具备时可依据测量结果,确宦施工振动的影响范围。
附录A常见建筑物的固有频率预估
A.0.1常见建筑物的固有频率:
砌体结构
f、=2匹
1H
钢筋混凝土框架和框剪结构
人=
0.25+0.53x10-34=
1
钢筋混凝上剪力墙结构
/.=1—可
0.03+0.03丽
钢结构
f_1
1（0.10+0.15）7?
以上各式中：
/i—房屋的第一阶固有频率（Hz）
H——房屋的高度（m）：
B—房屋验算方向的平面尺寸（m）。
单层钢筋混凝土柱工业厂房
横网：
71_0.00023Lv,777+0.223
纵冋：
J'_0.00025l/h7+0.23
式中：
L—厂房跨度（m）,多跨厂房取各跨的平均值;
H屋架下弦标髙（m）
附录B检测报告
B.0.1施工振动对建筑物影响的评估报告应包括下列内容：
1施工振动的有关情况。
主要包括施工方法、振动产生机理、场地土质情况等。
2被保护或被评价建筑物有关情况，主要包括建筑物结构型式、建成年代、基础型式、地基处理情况、地质条件等。
3施工振动振源与被保护建筑物的相对位巻平而图，必要时还应描绘相对位置立而图。
4建筑结构容许振动标准的确泄及其依据：
5评估施工振动对建筑结构影响所采用的方法及计算或测试结果：
6对计算或测试结果与建筑结构容许振动标准进行分析、比较，做出施工振动对建筑结构是否造成有害影响的结论：
7当施工振动对建筑结构适成有害影响时，应提出防振方案和建议。
本规程用词说明
1为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：
1）表示很严格，非这样做不可的：
正而词采用“必须”；反而词采用“严禁”：
2）表示严格，在正常情况下均应这样做的：
正而词采用“应”，反而词采用“不应”或“不得”；
3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：
正而词采用“宜”，反面词采用“不宜”：
4）表示有选择，在一左条件下可以这样做的，采用“可”。
2规程中指明应按英他有关标准、规范执行时，写法为：
"应按……执行”或“应符合……的规定（或要求）”。
引用标准名录
1《工程振动术语和符号标准》GB/T51306-2018
2《建筑振动荷载标准》GB/T51228-2017
3《建筑工程容许振动标准》GB50868-2013
4《机械振动与冲击加速度计的机械安装》GB/T14412-2005
5《机械振动与冲击建筑物的振动振动测量及苴对建筑物影响的评价指南》GBATl4124-2009
6《古建筑防工业振动技术规范》GB/T5Q452-2OO8
1总则
1.0.1随着我国国民经济的发展，各种工业和民用建筑工程和市政工程建设量均有大幅增长，在施工过程中，尤苴是在地基基础施工过程中，不可避免地会遇到打桩、强夯、振动压实等施工工艺，产生场地振动。
为了确保建筑物在振动施工过程中的安全使用，特制定本标准。
1.0.2有关爆破振动和古建筑保护可按照有关规垃执行。
1.0.3本条规左了评价施工振动对建筑物影响时应遵循的基本原则。
1.0.4本条规左了评价施工振动对建筑物影响，除执行本技术标准外，还应遵循国家现行有关规范、标准的规泄。
如《建筑抗震设计规范》GB50011,《机械振动与冲击建筑物的振动振动测量及英对建筑物影响的评价指南》GB/T14124,《古建筑防工业振动技术规范》GB/T50452,《住宅建筑室内振动限值及其测量方法标准》GB/T50355,《铁路环境振动测量》TBT3152等。
3基本规定
3.1一般规定
3.1.2施工振动与建筑物破损之间的相关性涉及如下几个主要方而：
1振动历时及其幅频特性；
2振源与受振建筑物间地基中波的传播特性；
3建筑物的基础条件：
4建筑物特性及英状态。
施工振动影响或效应通常是通过施工活动所产生的振动波对邻近建（构）筑物的作用来实现的，对此进行左量研究将是相当复杂的。
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淸楚的问题。
而对建（构）筑物来说，这种振动波仅是外部条件，受振时的结构力学特性是其内部条件，与结构类型、建筑材料的实际特性等因素又密切相关。
工程实践还表明，对于冋一结构类型的建筑物，评估苴当前的静力状态是很有必要的。
这是因为，如果某建筑物在受振前的静应力作用下已接近临界稳左状态，则较小的振动也会有可能使它产生相当严重的破坏。
3.1.4建筑结构动力监测具体做法可参照《结构健康监测系统设计标准》CECS333执行。
3.1.10施工振动对邻近建筑物所产生的危害可以分成如下三种主要形式：
1直接引起建筑物破损:
这是指建筑结构在受振前完好且无异常应力变化，其破损单纯是由强烈振动的作用所引起的。
2加速建筑物破损：
对大多数建在软弱地基上的建筑结构，在使用期内会或多或少地因某种原因（如差异沉降、温度变化）受过损伤，而振动引起的附加动应力加速了这种损伤的发展。
3间接地引起建筑物破损：
对完好且无异常应力变化的建筑结构，其破损是由于振动导致较大的地基位移或失稳（如饱和丄软化或液化、边坡坍塌）所造成的。
在以上三种施工振动对建筑结构的影响方式中，一般是以第2种最为常见。
除此之外，有时施工振动虽然不会造成建筑结构破损，但它可能已超出了人的正常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。
3.1.11从理论上讲，如果能将施工引起的地基振动或振动波作用表达成结构在与岩土交界而上所受的力-时间函数，则根据结构的运动方程就可以求出建筑结构的动力响应（位移、速度或加速度）。
然而，正是由于这种力-时间函数的确泄极苴困难，用这种方法来研究结构的施工振动效应难以得到实际应用。
另一种计算方法是,对原处于静止状态的建筑结构，将基础或地基的实测施工振动信号作为它的初始条件，然后根据运动方程来求解该结构的动力响应。
这种方法类似于计算结构的地震响应，显然比第一种方法更具有可行性。
在受振建筑结构的讣算模型选取方而，肖英基础的整体刚度很大或其平面尺寸比施工振动波的波长小得多时（如水塔），结构基础和各楼层平而上质点间的相对运动可以不加考虑，各楼层的力学模型可以简化为集中质量、弹簧和阻尼器（图la）,结构的附加内力主要是由基础运动加速度引起的。
然而，当结构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，基础任不同位置处的运动将并不相同，同一楼层上质点间的相对运动往往不能忽略，结构振动计算必须采用较为复杂的平而或空间模型（图lb）0在这种情况下，即使由施工振动波引起的惯性力很小，结构的附加内力也可能显箸得使结构产生破坏。
图1施匸振动效应的分析模型
3.2测呈数量、位置及参数321对振动输入和响应两者的固有特性的描述可以通过各种传感器的测量来完成。
这些传感器可以检测一个质点的位移、速度或加速度的时间历程。
实际上测得的只是某一种动态的量，如速度或加速度。
利用检测系统，每一种量都能通过积分或微分转换为其他的量，对传感器和整个仪器系统的振幅一相位响应，在较低频段进行积分时，要注意其结果有否失真。
传感器应满足数据的收集、处理和表示的要求。
根据经验，一般建筑桩基施工引起的振动参数范用见下表。
表1强夯施工对建筑结构影响在时域范围内的容许振动值
頻率范围
Hz
振幅范阖
urn
质点速度范阖
mm/s
质点加速度范朋
mms・
卜300
10-10（）
0.2-50
0.02-2.0
3.2.3确定建筑物振动的固有特性需要一泄数量的测试部位，而这些部位取决于建筑物的大小和复杂程度。
如果是监测强迫振动,较好的位置是在基础上，典型测点是设置在底层平而主要承重外墙的底部。
由于交通运输、打桩和爆破，特别是在远距离激振所引起的振动测量表明，振动在建筑物内可能会放大，并与建筑物的髙度成正比，因此有必要在建筑物内几个测点上进行同步测量。
在基础和室外地面上的同步测试可用来建立传递函数。
髙于四层（212m）的建筑物，应每隔四层和在顶层设苣测点。
长度大于10m的建筑物，应沿水平方向每隔10m设宜测点。
分析型式的选择、测点位宜的确左取决于所考虑的模态。
大多数情况下，由于经济上的原因，局限于确泄整体结构的基本模态和最大响应的测量，并对一些构件，如楼板、墙和窗等进行观测。
在建筑物内，传感器的布宜取决于所关注的响应。
如在6.1条中所述，来自地而传播的振源并输入建筑物的振动，最好通过基础上或其附近的测量值来评泄。
作为整体来看，结构猛烈振动或建筑物剪切变形的确立，要求直接在具有结构刚度的承重构件上测量，这通常是指互为直角的三分虽的测量，但也不排除其他的布置方法。
有时，所关注的楼板或墙在跨中位置的振幅最大，虽然有时振动得很强烈，但通常与结构的整体性无关。
在建筑物内，与振源有关的研究通常包括试算探索阶段。
在进行与设备有关的测疑中，如监测对振动敏感的汁算机、继电器和其他装置时，测量应反映输入的振动。
测点应设置在基础上或设备的构架上。
在进行与地而传播的振动有关的测量中，如研究地面振源，通常把振源和传感器之间的连线方向，作为传感器径向的左位方向，当研究结构对地面振动的响应时，根据结构的主轴和副轴定位较为实际。
在地面上或地而下进行振动测量可能受到具有一立深度的表而波振动幅度的影响，这样，建筑物基础可能处于一种与地而上所观测到的不同的运动，这取决于波长、基础深度和地质构造等条件。
关于风所引起的振动，垂直分量常被略去。
测量仪器应按转动和平移模态布巻。
3.2.4确泄施工振动对建筑物的影响，测量点一般情况下不应少于3个，最远的测点的测距应大于建筑物至振源的距离，主要是为了保证测呈:
结果的准确性，同时利用3个测点的测量结果，可拟合振动参数与测距的关系曲线，进一步确定对建筑物产生影响的范围。
每个测点应测量两个水平方向和1个竖直方向的振动参数。
5传感器的位置和安装
5.0.1在布程平移振动测点时候，传感器一般安放在建筑物的刚度中心，其目的是为了让传感器接收到的信号仅仅是平移振动信号，扭转振动信号不要进来，这样在做数据分析处理时便于识别平移振动信号。
当受现场试验条件的限制，不能在建筑物的刚度中心安放传感器时，要尽可能地靠近刚度中心，使扭转振动信号尽可能地小，突岀平移振动信号。
在现场试验时，刚度中心不易确肚，平而位置的几何中心容易找到，传感器可布置至几何中心。
5.0.2应避免采用托架，最好将三个单轴向的传感器用螺栓或者髙分子树脂牢固地安装在一个固左的金属立方体的三个面上。
或用膨胀螺栓将传感器的底座固立在建筑物的构件上，在轻质混凝上构件上应该选用石膏接合。
在特殊的环境下，可以用胶粘结或者磁座吸附传感器。
在具有柔性覆盖层的楼而上测量结果会失真，应该避免采用。
如果必须采用这种方法，则需要对传感器安装件进行不同质量和连接条件的对比测试，以此来评价柔性覆盖层的影响。
每一个测点的传感器都要按照测试的方向摆放一致，可以在建筑物内寻找一个参照物，统一方向，如果摆放不一致，传感器感应的振动分量就会有差异，影响分析结果。
量测记录时，传感器不能随意翻看及移动，所以传感器要放在不易被人发现的地方，或者需要专人看守。
传感器附近不能有强磁场的T•扰，免得影响传感器的正常工作。
传感器附近不能有强烈的振动。
因为建筑物内有人工作，特别是还没有全部完工的建筑物，局部施工的强烈振动会使记录量程超值，影响记录数据的分析处理。
5.0.3如果上壤的条件允许的话，可以将传感器固定在一根穿透地表松散层的刚性钢棒上（直径不小于10mm）。
钢棒伸出地表面不超过几个亳米。
必须注意确保钢棒与土的紧密接触
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