CN105544620B - 带泄压装置和防震板的减震沟及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带泄压装置和防震板的减震沟及其施工方法，它包括一圈支护桩(1)和一圈压顶梁(2)；该圈支护桩(1)外侧设有一圈水泥土搅拌桩(3)；压顶梁(2)标高处设顶部内支撑(4)；每排沿长度方向延伸的支护桩(1)的内侧连接有边缘防震板(6)；减震沟的沟底还插接有泄压管(9)；减震沟从沟底往上铺设减震颗粒层，从减震颗粒层顶部到地面标高填满泡沫(8)；减震颗粒层中埋设有多排不同层高的中间防震板(11)；该施工方法的关键步骤为将铺设减震颗粒层与布设中间防震板(11)两个过程整合起来进行。该减震沟及其施工方法能避免沟内积水、能大幅度提高深度、使得减震及隔震效果理想。

Description

带泄压装置和防震板的减震沟及其施工方法

技术领域

本发明涉及岩土施工防震领域，具体讲是一种进行桩基施工时将施工现场与周边环境隔开以实现减震或防震功能的带泄压装置和防震板的减震沟及其施工方法。

背景技术

在进行桩基施工时，夯实土体、用冲击锤杂碎岩层、吊车及混凝土罐装车在施工地面行驶等过程中，均不可避免的产生振动。这种振动会从施工现场向周边环境传播扩散，震松周边土体，使得周边土体发生不均匀沉降。这种不均匀沉降会导致周边建筑物发生倾斜，或者导致埋在周边土体中的地下管线发生刚性的断裂破坏，影响周边管线和周边建筑物的正常使用。而且，一些重大项目的地下管道如煤气管道的连接部位是采用胶粘连接在一起的，振动会使得上述管道的粘结处发生松动，导致管道泄漏，使得管道无法正常使用，而且污染环境，造成安全隐患。

为了减小桩基施工产生的振动对周边建筑物及管线造成的影响，一般会在施工工地与周边被保护的目标之间设置一定深度和一定宽度的减震沟。其常规做法就是打两排钢板桩，再在中间挖空一定深度；或者仅打一排钢板桩、挖沟填砂；甚至不打钢板桩，只挖沟填砂，更有甚者，只挖沟连砂都不填。

上述现有技术的减震沟存在以下弊端：一、沟内容易积水，而振动产生的纵波是能通过液体传播的，沟积水后自然起不到减震或隔震的效果；二、上述的减震沟无内部支撑体系，挖的太深就可能造成坍塌，而如果要起到减震或隔震效果往往要求沟的深度达到被保护目标物深度的2倍以上，现有技术的沟深度有限，客观上达不到减震、隔震的要求；三、上述减震沟内部结构过于简单，仅仅挖空一道槽，靠槽内的空气或填砂减震，而振动的纵波能通过气体、液体和固体传播，故现有技术的减震沟作用不明显，减震效果很不理想；四、从施工现场向外传播振动的途径还有一种，即施工现场及周边建筑物、地下管线的下方还存在地下水，振动的纵波会顺着地下水系统以水为介质向外传播，由于该传播途径位置很低，故这部分振动很难被消减和隔离。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是，提供一种能避免沟内积水、能大幅度提高深度、能使得减震及隔震效果理想的带泄压装置和防震板的减震沟。

本发明的一种技术解决方案是，提供一种带泄压装置和防震板的减震沟，它包括一圈支护桩和将各支护桩连接成整体的一圈压顶梁，该圈支护桩包括两排沿减震沟长度方向延伸的支护桩和两排沿着减震沟宽度方向延伸的支护桩；

该圈支护桩外侧设有一圈水泥土搅拌桩，水泥土搅拌桩的桩底标高比减震沟的沟底标高低1米以上；

压顶梁标高处每间隔4～6米设一道沿减震沟宽度方向延伸的顶部内支撑；

每排沿长度方向延伸的支护桩的内侧经膨胀螺丝连接有至少一层边缘防震板；

减震沟的沟底还插接有泄压管，泄压管底部比减震沟底部低1米以上，泄压管顶部设有向外的弯头，弯头高于地面；

减震沟从沟底往上逐层间隔铺设粗砂层和粉煤灰层，间隔铺设的粗砂层和粉煤灰层共同构成减震颗粒层，减震颗粒层的顶标高不超过减震沟深度的一半，减震沟内从减震颗粒层顶部到地面标高填满泡沫；

减震颗粒层中埋设有多排不同层高的中间防震板，每排的多个中间防震板沿减震沟的长度方向延伸，每个中间防震板设有水平底板，水平底板与中间边缘防震板的两个表面的之间设有加固斜撑。

本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种能避免沟内积水、能大幅度提高深度、能使得减震及隔震效果理想的带泄压装置和防震板的减震沟的施工方法。

本发明的另一种技术解决方案是，提供一种带泄压装置和防震板的减震沟的施工方法，其步骤包括：

a、打好一圈水泥土搅拌桩作为止水帷幕；

b、沿着减震沟的轮廓施工一圈支护桩，再在各个支护桩的桩顶施工一圈压顶梁，然后在压顶梁标高处浇筑顶部内支撑；

c、下挖到减震沟的底标高，随后在每排沿减震沟长度方向延伸的支护桩内侧用膨胀螺丝固定边缘防震板；

d、将泄压管插入减震沟底部；

e、将最底层的一排中间防震板搁置在沟底，然后从沟底往上填埋减震颗粒层，待减震颗粒层的填埋高度超过最底层的一排中间防震板顶部后，再放置上一层高的一排中间防震板，再继续填埋减震颗粒层，直到减震颗粒层达到减震沟的一半深度的标高；

f、将减震沟内剩余高度填入泡沫。

采用以上结构的带泄压装置和防震板的减震沟及其施工方法与现有技术相比，具有以下优点。

一、该减震沟外侧铺设了一圈水泥土搅拌桩，形成止水帷幕，防止外部的水渗入减震沟内，这样，在隔绝了外部进水的前提下，减震沟内部的水会很快从沟底渗走，这就避免了减震沟积水，阻断了振动的纵波经减震沟内的积水向外传播，从而提高减震及隔震效果；二、该减震沟的各个支护桩、压顶梁和顶部内支撑共同构成了整体式的支撑体系，该整体式支撑体系能有效支撑土体的侧压力，避免坍塌，故其深度可以大幅度增大，确保减震沟的深度达到被保护目标如建筑物地下基础及地下管线深度的两倍以上，进一步确保了被保护物的减震和隔震效果；三、每一排的沿长度方向布设的支护桩的内侧均固定有一层到两层的边缘防震板，边缘防震板对振动的纵波有反射作用，减少了向被保护目标传播的纵波，进一步加强了减震和隔震效果；四、减震沟的下半部分交替铺设的粗砂层和粉煤灰层，对从施工现场向外传播的振动有吸收、消弭、减弱和阻隔的作用，进一步减少了向被保护目标传播的振动，更进一步提高了减震和隔震效果；而且，上述的粗砂层和粉煤灰层也能对两侧的支护桩起到一定的支撑作用，能抵御两侧的土体侧压力，故铺设粉煤灰和粗砂层后，能省略浇筑支护桩中部标高处的内支撑的过程，使得开挖过程可以一次性挖到底，便捷了施工过程；况且，上述间隔布设的粉煤灰层和粗砂层的高度不超过减震沟深度的一半，这样的设计是为了防止粉煤灰层和粗砂层过厚、上部自重过大将其压实，保障了减震和隔震的效果；且粉煤灰层和粗砂本身材料便宜，成本也低；五、减震沟中的上半部分填充有泡沫，而泡沫对纵波起到漫反射的作用，使得原本整齐统一地朝向被保护目标传播的振动被分散成向各个方向无规律传播的振动，更进一步减少了向被保护目标传播的振动，又更进一步提高了减震和隔震效果，而且泡沫本身材料便宜，成本也低；六、桩基施工完成后，可以将粉煤灰层和粗砂层高度以上的边缘防震板回收已备后续循环使用，降低成本，经济性好；七、当振动经地下水系统向外传播时，会随着地下水从泄压管向上泄掉，这样，现有技术无法消除的沿着地下水向保护目标传播的这部分振动就被释放掉了，故还进一步的提高了减震和隔震效果，而且，泄压管排出的水会顺着弯头流到减震沟的一圈止水帷幕的外侧，不会滞留在沟里，不会降低减震和隔震效果；八、减震沟的宽度中央还铺设有中间防震板，也对振动的纵波有反射作用，同样减少了向被保护目标传播的纵波，更进一步加强了减震和隔震效果，而且，中间的一道中间防震板和两侧的两道边缘防震板共同构成了整体式的三重反射，减震和隔震效果显著；九、中间防震板是多个组成一排，多排不同层高组成一个面，这样，通用性强，可以根据减震沟的深度和长度自由拼装组合排布，以满足不同尺寸规模的减震沟的需要，而且只要将中间防震板水平搁置，然后在后续填埋粉煤灰层和粗砂层的过程中，上述的减震颗粒在填埋过程中自然就压住了中间防震板的底板，避免中间防震板失稳倾斜，也就是说，该中间防震板的底板结构设计合理，使得该中间防震板的固定与减震颗粒层的填埋过程整合起来，使得安装过程方便快捷。

附图说明

图1是本发明带泄压装置和防震板的减震沟的俯视结构示意图。

图2是本发明带泄压装置和防震板的减震沟的侧剖视结构示意图。

图中所示1、支护桩，2、压顶梁，3、水泥土搅拌桩，4、顶部内支撑，5、粗砂层，6、边缘防震板，7、粉煤灰层，8、泡沫，9、泄压管，10、弯头，11、中间防震板，12、水平底板，13、加固斜撑。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示，本发明带泄压装置和防震板的减震沟，它包括一圈支护桩1和浇筑在各支护桩1顶部的将各支护桩1连接成整体的一圈压顶梁2。支护桩1一般采用钻孔灌注桩。该圈支护桩1包括两排沿减震沟长度方向延伸的支护桩1和两排沿着减震沟宽度方向延伸的支护桩1；上述四排支护桩1首尾连接一圈，构成了该减震沟的轮廓。

该圈支护桩1外侧设有一圈水泥土搅拌桩3以形成止水帷幕，水泥土搅拌桩3的桩底标高比减震沟的沟底标高低1米以上。支护桩1的深度超过水泥土搅拌桩3的深度。

压顶梁2标高处每间隔4～6米设一道沿减震沟宽度方向延伸的顶部内支撑4，顶部内支撑4的两端分别与沿着减震沟长度方向延伸的两压顶梁2连接。

每排沿长度方向延伸的支护桩1的内侧经膨胀螺丝连接有至少一层边缘防震板6；也就是说，左边一排沿减震沟长度方向延伸的支护桩1的右侧螺接有一到两层边缘防震板6，右边一排沿减震沟长度方向延伸的支护桩1的左侧螺接有一到两层边缘防震板6，每层边缘防震板6的厚度为5～10cm。

减震沟的沟底还插接有泄压管9，泄压管9底部比减震沟底部低1米以上，泄压管9顶部设有向外也就是远离施工现场的方向的弯头10，弯头10高于地面，弯头10的出口位于水泥土搅拌桩3的外侧，这样确保泄压管9导出的水不会滞留在减震沟内。

减震沟的下半部也就是从沟底往上逐层间隔铺设粗砂层5和粉煤灰层7，间隔铺设的粗砂层5和粉煤灰层7共同构成减震颗粒层，减震颗粒层的顶标高不超过减震沟深度的一半。也就是说，如果减震沟的深度是6米，减震颗粒层的顶标高与减震沟底部的高度差不超过3m。减震沟的上半部也就是减震沟内从减震颗粒层顶部到地面标高填满泡沫8。

减震颗粒层中埋设有多排不同层高的中间防震板11，每排为多块中间防震板11首尾靠拢连接而成，每排的多个中间防震板11沿减震沟的长度方向延伸。上述的中间防震板11均位于减震沟的宽度中间。每个中间防震板11设有水平底板12，水平底板12与中间防震板11的两个表面的之间设有加固斜撑13。

如图1、图2所示，本发明带泄压装置和防震板的减震沟的施工方法，其步骤如下。

a、打好一圈水泥土搅拌桩3作为止水帷幕；该圈止水帷幕位于减震沟的轮廓的外围。

b、沿着减震沟的轮廓以钻孔灌注桩的形式施工一圈支护桩1，再在各个支护桩1的桩顶施工一圈压顶梁2以将一圈各个支护桩1连接成整体，然后在压顶梁2标高处浇筑顶部内支撑4。

c、下挖到减震沟的底标高，随后在每排沿减震沟长度方向延伸的支护桩1内侧用膨胀螺丝固定边缘防震板6。

d、将泄压管9插入减震沟底部。

e、将最底层的一排中间防震板11搁置在沟底，然后从沟底往上填埋减震颗粒层，待减震颗粒层的填埋高度超过最底层的一排中间防震板11顶部后，再放置上一层高的一排中间防震板11，再继续填埋减震颗粒层，重复放置上一层高的一排中间防震板11再填埋减震颗粒层的过程，直到减震颗粒层达到减震沟的一半深度的标高。

该步骤中，填埋减震颗粒层是先从减震沟底部开始向上铺设一层粗砂层5、再铺设一层粉煤灰层7、又铺设一层粗砂层5，以此反复，一直向上铺到减震沟的一半深度的标高处，当然，也可以最先铺设粉煤灰层7。

f、将减震沟内剩余高度填入泡沫8。

Claims (2)

1.一种带泄压装置和防震板的减震沟，其特征在于：它包括一圈支护桩(1)和将各支护桩(1)连接成整体的一圈压顶梁(2)，该圈支护桩(1)包括两排沿减震沟长度方向延伸的支护桩(1)和两排沿着减震沟宽度方向延伸的支护桩(1)；

该圈支护桩(1)外侧设有一圈水泥土搅拌桩(3)，水泥土搅拌桩(3)的桩底标高比减震沟的沟底标高低1米以上；

压顶梁(2)标高处每间隔4～6米设一道沿减震沟宽度方向延伸的顶部内支撑(4)；

每排沿长度方向延伸的支护桩(1)的内侧经膨胀螺丝连接有至少一层边缘防震板(6)；

减震沟的沟底还插接有泄压管(9)，泄压管(9)底部比减震沟底部低1米以上，泄压管(9)顶部设有向外的弯头(10)，弯头(10)高于地面；

减震沟从沟底往上逐层间隔铺设粗砂层(5)和粉煤灰层(7)，间隔铺设的粗砂层(5)和粉煤灰层(7)共同构成减震颗粒层，减震颗粒层的顶标高不超过减震沟深度的一半，减震沟内从减震颗粒层顶部到地面标高填满泡沫(8)；

减震颗粒层中埋设有多排不同层高的中间防震板(11)，每排的多个中间防震板(11)沿减震沟的长度方向延伸，每个中间防震板(11)设有水平底板(12)，水平底板(12)与中间防震板(11)的两个表面的之间设有加固斜撑(13)。

2.一种带泄压装置和防震板的减震沟的施工方法，其特征在于：其步骤包括：

a、打好一圈水泥土搅拌桩(3)作为止水帷幕；

b、沿着减震沟的轮廓施工一圈支护桩(1)，再在各个支护桩(1)的桩顶施工一圈压顶梁(2)，然后在压顶梁(2)标高处浇筑顶部内支撑(4)；

c、下挖到减震沟的底标高，随后在每排沿减震沟长度方向延伸的支护桩(1)内侧用膨胀螺丝固定边缘防震板(6)；

d、将泄压管(9)插入减震沟底部；

e、将最底层的一排中间防震板(11)搁置在沟底，然后从沟底往上填埋减震颗粒层，待减震颗粒层的填埋高度超过最底层的一排中间防震板(11)顶部后，再放置上一层高的一排中间防震板(11)，再继续填埋减震颗粒层，直到减震颗粒层达到减震沟的一半深度的标高；

f、将减震沟内剩余高度填入泡沫(8)。