CN102605805A - 压力平衡地基隔振方法及其所用的隔振器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土木工程中的地基土减振与隔振工程领域中的压力平衡地基隔振方法及其所用的隔振器，主要原理为先在振动传播路径中设置隔振容器(1)，通过设置于隔振容器(1)中的流体(2)或减震器平衡隔振容器(1)外侧的土压力并耗散振动能量，从而达到割断振源(6)产生的振动在地基土中的传播，使被保护对象(7)减振的目的，本发明的压力平衡地基隔振方法及其所用的隔振器能有效割断振动在地基土中的传播，施工方便，安全可靠，造价低，耐久性好。

Description

压力平衡地基隔振方法及其所用的隔振器

技术领域

本发明涉及土木工程中的地基土减振与隔振工程领域。

背景技术

随着社会经济的发展与人民生活水平的日益改善，人们对自身居住条件的要求日益提高，对建筑物的要求越来越高，已建的建筑物往往因为邻近工程建设、工业生产产生的振动等影响而影响到建筑物的正常使用与安全，目前此类事件时常引发社会纠纷。对于已建的建(构)筑物进行有效保护，减小消除邻近地基土振动对已建建(构)筑物的影响是土木工程领域中的一个新的发展方向。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供第一种压力平衡地基隔振方法，该方法可有效割断地基土的振动在土体中的传播，可在地基减振与隔振工程领域广泛使用，安全可靠，造价低，施工方便。

该压力平衡地基隔振方法包括以下步骤：

a)根据振源与被被保护对象的位置，确定振动在地基土中的传播路径；

b)在传播路径中置入隔振容器，并在隔振容器中充填流体；

c)使隔振容器中流体的压力与隔振容器外侧的土压力平衡，用流体隔断传播路径。

在上述的第一种压力平衡地基隔振方法中，在上述步骤b)中，可在地基土中设置孔隙，然后将隔振容器置入地基土的孔隙中。

在上述的第一种压力平衡地基隔振方法中，在上述步骤b)中，上述的隔振容器可以是底部与侧壁封闭的容器。

在上述的第一种压力平衡地基隔振方法中，在上述步骤c)中，可通过调整流体的在隔振容器中的充填高度或通过提高流体表面的压力调整流体对隔振容器的压力。

在上述的第一种压力平衡地基隔振方法中，在上述步骤c)中，可通过在隔振容器中设置流体自由面，使流体可在隔振容器内自由运动，通过流体的运动吸收地基土的振动能量，达到隔振目的。

本发明的第二个目的在于提供第二种压力平衡地基隔振方法，该方法可有效消减地基土的振动在土体中的传播，可在地基减振与隔振工程领域广泛使用，安全可靠，造价低，安装方便。

该压力平衡地基隔振方法包括以下步骤：

a)根据振源与被被保护对象的位置，确定振动在地基土中的传播路径；

b)在传播路径中置入隔振容器，利用隔振容器本身的弹力或通过在隔振容器内设置的减振器提供的支撑力与隔振容器外侧的土压力平衡，通过减震器耗散地基土振动能量，达到隔振目的。

在上述的第二种压力平衡地基隔振方法中，在上述步骤b)中，上述的隔振容器可以是侧壁开口的容器。

本发明的第三个目的在于提供第一种压力平衡地基隔振方法中所用的隔振器，该隔振器可顺利实现第一种压力平衡地基隔振方法，有效隔断振动在地基土中的传播，达到地基隔振目的，安全可靠，造价低，安装方便，耐久性好。

该隔振器由隔振容器、充填于隔振容器内的流体两部分组成，其中隔振容器为设置于地基土振动传播路径中的且侧壁与底部封闭的空间，流体为可流动的物质。

在上述的隔振器中，可在隔振容器上增设导流管与收集器两个部件，其中收集器为盛装流体的容器，导流管为将隔振容器与收集器连接的管状结构。

在上述的隔振器中，可在上述的隔振容器中安装用于限制隔振容器外侧土体过大水平位移的稳定控制器，稳定控制器为尺寸小于隔振容器的可以承担土压力的固体结构。

本发明的第四个目的在于提供第二种压力平衡地基隔振方法中所用的隔振器，该隔振器可顺利实现第二种压力平衡地基隔振方法，有效减消振动在地基土中的传播，达到地基减振目的，安全可靠，造价低，安装方便，耐久性好。

该隔振器由隔振容器、安装于隔振容器内用于支撑隔振容器的减震器两部分组成，其中的隔振容器为将隔振容器外侧的土压力传递给减震器的结构，减振器为支撑隔振容器且将振动能量耗散的部件。

在上述的隔振器中，可在上述的隔振容器中安装用于限制隔振容器外侧土体过大水平位移的稳定控制器。

本发明的压力平衡地基隔振方法及其所用的隔振器能有效割断振动在地基土中的传播，施工方便，安全可靠，造价低，耐久性好。

附图说明

图1为本发明的第一个实施例所用的第一种隔振器的平面布置示意图；

图2为本发明的第一个实施例所用的第一种隔振器的剖面结构示意图；

图3为本发明的第二个实施例所用的第二种隔振器的平面布置示意图；

图4为本发明的第二个实施例所用的第二种隔振器的剖面结构示意图；

具体实施方式

作为本发明的第一个实施例，结合图1与图2介绍第一种压力平衡地基隔振方法及其所用的隔振器的结构构造及工作原理。首先介绍第一种隔振器的结构构造与工作原理。如图1与图2所示，该第一种隔振器结构包括隔振容器(1)、充填于隔振容器(1)内的流体(2)两部分组成，其中隔振容器(1)为设置于地基土振动传播路径中的侧壁与底部封闭的空间，可采用具备较好变形性能的柔性袋或侧壁刚度较低的管状结构作为隔振容器(1)，流体(2)为可流动的物质，可以是水、油、胶体等具备流动性的物质。该第一种隔振器可通过隔振容器(1)与近振源(6)一侧的地基土(5)接触，近振源(6)一侧的地基土(5)的振动传递至隔振容器(1)后，因隔振容器(1)内充填流体(2)，因此近振源(6)一侧的地基土(5)的振动能量传递至流体(2)，因流体(2)可在隔振容器(1)内自由流动，振动能量直接传递给流体(2)转化为动能，故近振源(6)一侧的地基土(5)的振动难以传递至近被保护对象(7)一侧的地基土(8)，从而达到隔振目的。为了提高隔振效果，确保隔振器耐用，可在隔振容器(1)上增设导流管(3)、与收集器(4)两种部件，其中收集器(4)为盛装流体(2)的容器，导流管(3)为将隔振容器(1)与收集器(4)连接的管状结构。在本实施例中，流体(2)在吸收近振源(6)一侧的地基土(5)的振动能量后，可通过与隔振容器(1)连接的导流管(3)向收集器(4)流动，收集器(4)可设置为容积较大的结构，收集器(4)内的流体(2)表面可设置为自由表面，流体(2)内吸收的振动能量可通过流体(2)的流动及流体(2)在收集器(4)内的波动耗散，为了节约造价，可将多个隔振容器(1)与一个收集器(4)连接，还可以通过特定装置将积聚于收集器(4)的流体(2)动能转化为机械能、电能等可利用的能源，实现综合应用。在本实施例中，可在隔振容器(1)内设置稳定控制器，稳定控制器可以是与隔振容器(1)形状相近，体积略小于隔振容器(1)的能承载足够压力的固体结构，主要目的是在隔振器检修或出现异常情况时，确保隔振容器(1)外侧的土体稳定。在本实施例中流体(2)可以是水、泥浆、淤泥、黄油等可流动的物质。在本实施例中可通过调整收集器(4)内的流体(2)的高度调节隔振容器(1)内流体(2)的压应力，以平衡隔振容器(1)外侧的土压力(包括水压力)。在本实施例中，隔振容器(1)的形状可以是如图1与图2所示的圆柱状，也可以是板状等其他形状，隔振容器(1)的埋设深度可根据地基土的性质与振动传播路径的分布情况确定。本实施例的以下部分主要结合图1与图2介绍第一种压力平衡地基隔振方法。首先确定振源(6)位置与被被保护对象(7)的位置如图1所示，根据图1可确定振动在地基土中的传播路径主要为介于振源(6)与被被保护对象(7)之间的地基土，可根据工程经验或振动检测结果确定振动在地基土中的传播路径，即确定振动较明显的地基土的平面分布与深度分布，从而完成本实施例的第一步，进入第二步。根据隔振需要及现场施工条件，将隔振容器(1)设置于振源(6)与被被保护对象(7)之间，如图1所示。在本步骤中，可在地基土中设置孔隙，然后将隔振容器(1)放置于地基土的孔隙中，在地基土中设置孔隙的方法可采用钻孔法施工，也可采用挤压法等工程中常用的方法成孔。在本步骤中使用的隔振容器(1)可以是如图2所示的底部与侧壁封闭的容器。在本步骤周中，需向隔振容器(1)中充填流体(2)，可以在放置隔振容器(1)的同时充填流体(2)，也可以将流体(2)充填于隔振容器(1)后放置于地基土中，还可以在隔振容器(1)放置于地基土中之后充填流体(2)。从而完成本实施例的第二步，进入第三步。在本步骤中，使隔振容器(1)中流体(2)的压力与隔振容器(1)外侧的土压力(包括土中水压力)基本平衡，用流体(2)隔断传播路径。在本步骤中，可通过调整流体(2)的在隔振容器(1)中的充填高度或通过提高流体(2)表面的压力调整流体(2)的压力。在本步骤中，流体(2)可在隔振容器(1)内自由运动，通过流体(2)的运动吸收地基土的振动能量，达到隔振目的。

作为本发明的第二个实施例，结合图3与图4介绍第二种压力平衡地基隔振方法及其所用的隔振器的结构构造及工作原理。首先介绍第二种隔振器的结构构造与工作原理。如图3与图4所示，该第二种隔振器结构包括隔振容器(1)、安装于隔振容器(1)内用于支撑隔振容器(1)的减震器(12)两部分组成，其中的隔振容器(1)为将隔振容器(1)外侧的土压力传递给减震器(12)的结构，减振器(12)为可将振动能量耗散的部件。在本实施例中，隔振容器(1)可以是设置于地基土中的两块板状结构，也可以是能支挡减震器(12)周围土压力的其他结构形式，减震器(12)可以是弹簧，也可以是橡胶垫，还可以是能有效耗散振动能量其他器件。减振器(12)的布置需足以平衡隔振容器(1)两侧的土压力。该第二种隔振器可通过隔振容器(1)与近振源(6)一侧的地基土(5)接触，近振源(6)一侧的地基土(5)的振动传递至隔振容器(1)后，因隔振容器(1)内设置有减振器(12)，故近振源(6)一侧的地基土(5)的振动经过隔振器后，振动幅度将大幅度减少，从而达到减振目的。本实施例的以下部分主要介绍第二种压力平衡地基隔振方法。本实施例的第一步同本发明的第一个实施例。第二步与第一个实施例基本相同，不同点主要在于利用隔振容器(1)本身的弹力或通过在隔振容器(1)内设置的减震器(12)的支撑力与隔振容器(1)外侧的土压力(包括土中水压力)基本平衡，通过隔振容器(1)与减震器(12)耗散地基土振动能量，达到减振目的。

本专利包括但不限于本领域内专业人士可替代使用的其他施工方法。

Claims (10)

1.一种压力平衡地基隔振方法，包括以下步骤：

a)根据振源(6)与被被保护对象(7)的位置，确定振动在地基土中的传播路径；

b)在传播路径中置入隔振容器(1)，并在隔振容器(1)中充填流体(2)；

c)使隔振容器(1)中流体(2)的压力与隔振容器(1)外侧的土压力平衡，用流体(2)隔断传播路径。

2.根据权利要求1所述的一种压力平衡地基隔振方法，其特征是在上述步骤b)中，在地基土中设置孔隙，然后将隔振容器(1)置入地基土的孔隙中。

3.根据权利要求1所述的一种压力平衡地基隔振方法，其特征是上述的隔振容器(1)为底部与侧壁封闭的容器。

4.根据权利要求1所述的一种压力平衡地基隔振方法，其特征是在上述步骤c)中，通过调整流体(2)的在隔振容器(1)中的充填高度或通过提高流体(2)表面的压力调整流体(2)对隔振容器(1)的压力。

5.根据权利要求1所述的一种压力平衡地基隔振方法，其特征是在上述步骤c)中，在隔振容器(1)中设置流体(2)的自由面，使流体(2)在隔振容器(1)内自由运动，通过流体(2)的运动吸收地基土的振动能量，达到隔振目的。

6.一种压力平衡地基隔振方法，包括以下步骤：

a)根据振源(6)与被被保护对象(7)的位置，确定振动在地基土中的传播路径；

b)在传播路径中置入隔振容器(1)，利用隔振容器(1)本身的弹力或通过在隔振容器(1)内设置的减振器(12)提供的支撑力与隔振容器(1)外侧的土压力平衡，通过减震器(12)耗散地基土振动能量，达到隔振目的。

7.一种如权利要求1所述的压力平衡地基隔振方法中所用的隔振器，其特征是由隔振容器(1)、充填于隔振容器(1)内的流体(2)两部分组成，其中隔振容器(1)为设置于地基土振动传播路径中的且侧壁与底部封闭的空间，流体(2)为可流动的物质。

8.根据权利要求7所述的隔振器，其特征是在隔振容器(1)上设置导流管(3)与收集器(4)两个部件，其中收集器(4)为盛装流体(2)的容器，导流管(3)为将隔振容器(1)与收集器(4)连接的管状结构。

9.根据权利要求7所述的隔振器，其特征是在上述的隔振容器(1)中安装用于限制隔振容器(1)外侧土体过大水平位移的稳定控制器，稳定控制器为尺寸小于隔振容器(1)的可以承担土压力的固体结构。

10.一种如权利要求6所述的一种压力平衡地基隔振方法中所用的隔振器，其特征是由隔振容器(1)、安装于隔振容器(1)内用于支撑隔振容器(1)的减震器(12)两部分组成，其中的隔振容器(1)为将隔振容器(1)外侧的土压力传递给减震器(12)的结构，减振器(12)为支撑隔振容器(1)且将振动能量耗散的部件。

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