CN105887938A - 一种建筑物肥槽隔振器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑物肥槽隔振器，包括隔振器本体，所述隔振器本体设置在建筑物一侧与基坑侧壁间预留的肥槽中，所述隔振器本体包括防水层、弹性阻尼层、混凝土层及橡胶垫板，所述防水层、弹性阻尼层、混凝土层依次紧贴设于肥槽中，所述橡胶垫板设于混凝土层底部与基坑底部泥土间。该装置利用肥槽空间设计，其结构设计合理，易于工程实施，能在保证建筑物安全性下，有效隔离基坑侧壁传递到建筑物基础的振动。

Description

一种建筑物肥槽隔振器

技术领域

本发明属于土木工程和机械工程技术领域，涉及对轨道交通地面线进行振动隔离的装置，具体涉及一种建筑物肥槽隔振器。

背景技术

在紧邻轨道交通地面线的土地上修建楼房时，面临的首要问题是列车运行所致的环境振动和噪声污染问题。对于振动问题，可用方法大体上可分为两类，一是轨道隔振；二是非轨道隔振。其中，轨道隔振是指在轨道上进行隔振，已有方法包括采用减振扣件或减振道床等措施进行隔振。非轨道隔振是指在轨道和建筑物之间的区域，以及在建筑物自身上进行隔振的方法，已有方法包括密排桩、隔振墙、建筑物基础隔振、建筑物室内隔振等。

轨道隔振技术目前发展较为成熟，治理经验丰富，工程实例多，配套的隔振产品和技术也不少。相比而言，非轨道隔振技术由于研究难度大，实验验证费用高，配套的施工技术和施工设备跟不上等因素的影响，使其发展严重滞后于轨道隔振技术。除了德国和日本等少数国家具有一些成功的工程案例外，目前主要还停留在隔振方式或方法的理论研究上，例如：密排桩是指在地面线和建筑物之间的土里打一排或多排深桩进行隔振的方法，目前研究内容主要是集中在桩的直径、深度、密排方式等设计方面。密排桩易于施工，但隔振能力有限。隔振墙指在地面线和建筑物之间的土里做一面连续的混凝土墙进行隔振，研究内容主要集中在墙体厚度和深度设计上。隔振墙的隔振能力与深度密切相关，深度越大，隔振效果越好，但工程实施难度也越大，配套的施工技术和施工设备研制难度也很大。建筑物基础隔振是指在建筑物的整个基础上包裹一层隔振材料，研究内容主要集中在材料配方及其制造工艺上。建筑物基础隔振虽然隔振能力大，但涉及建筑物的安全性问题，对材料的承载能力、疲劳寿命和耐老化性能等方面要求很高。建筑物体量越大，隔振材料的研制难度越大。目前德国和日本也只在一些轻质建筑物上有过成功案例。建筑物室内隔振主要是采用减振地板，受制于不能让人感觉到地板的柔性，且需尽量减少室内空间的占用量，使得减振地板的隔振能力有限。

地面线的轮轨耦合振动是通过如下两个途径传递到建筑物上的，途径一为振动通过基坑侧壁传递到建筑物的基础外墙，另一个途径是振动通过基坑底部传递到建筑物的基础底部。当传播途径一对整个建筑物的振动贡献度较大时，在肥槽对该途径进行振动隔离处理就会有比较好的功效性。

肥槽是建筑物基础外墙和基坑侧壁之间所留的约1.2米宽的作业空间。正常情况下，当建筑物修到一定高度后，例如修到地上一层时，就会在肥槽里回填泥土并夯实，之后继续往高处修建楼房。

利用肥槽的空间进行隔振处理不需要特殊的施工工艺和施工设备，具有很好的工程可实施性。虽然如此，肥槽隔振方法一直未受重视，提出的具体隔振方法也非常少，原因主要包括：许多地质情况下传播途径一对整个建筑物的振动贡献度并不高，即仅隔离基坑侧壁传递到建筑物基础外墙的振动并不能解决问题；对于隔振需求更大的地下线，建筑物振动主要来自于基础底部，肥槽隔振方法不适用；倾向于采用技术成熟，费用低的轨道隔振方法。

当轨道已经投入运营而难以改造，且地质情况使得传播途径一对整个建筑物的振动贡献度较高时，肥槽隔振方法仍是值得采用的一种方法。目前已提出的具体肥槽隔振方法主要有两种，一为在建筑物基础外墙上粘贴一层薄薄的柔性材料，例如聚氨酯材料或橡胶材料等，之后在肥槽里回填泥土。另一种为在整个肥槽里回填某种柔性材料，例如废弃的橡胶轮胎或橡胶颗粒等。

对于这些方法，从总体隔振思想上看，它们目前还存在如下一些问题有待完善：材料太软会让建筑物的侧向挤压约束力不足，会出现安全隐患，而材料硬到和泥土类似，就起不到预期的隔振效果。从材料的选用上看，也有很多问题需进一步改进。对于橡胶，它易被有机溶剂和有氧化性能的物质腐蚀，如何在复杂的地下环境对其进行防护，让其能和建筑物同寿命就是需要认真解决的问题。对于聚氨酯，它是靠内部孔隙形成的空间框架结构实现良好弹性，在地下环境下如何防止水和杂质的侵入是需要解决的问题。同时，建筑物要求能承受一定程度的地震冲击，对于体量大而高的建筑物，该冲击会给聚氨酯一个不小的瞬时冲击。许多类型的聚氨酯材料都有一个弱点，即过载后其内部框架结构的局部坍塌会让其失去承载能力直到材料被压实，这对于地震波下侧墙约束和建筑物安全防护极为不利。

总之，如何利用好肥槽的空间对传播途径一的振动进行合理的隔振设计至今研究成果稀少，仍旧是地面线周边建筑物非轨道隔振的一项研究难题。

发明内容

本发明解决了上述现有技术的不足，提供一种建筑物肥槽隔振器，既能保证建筑物的安全性，又对紧邻建筑物的轨道交通地面线具有较好的隔振效果。

本发明所采用的技术方案是：一种建筑物肥槽隔振器，包括隔振器本体，所述隔振器本体设置于建筑物一侧与基坑侧壁间预留的肥槽中，所述隔振器本体包括防水层、弹性阻尼层、混凝土层及橡胶垫板，所述防水层、弹性阻尼层、混凝土层依次紧贴设于肥槽中，其中，所述防水层紧贴在建筑物基础外墙上，所述弹性阻尼层紧贴在防水层上，所述混凝土层填充于弹性阻尼层与基坑侧壁之间，所述橡胶垫板装配于混凝土层底部与基坑底部泥土间。

在本发明一种较佳实施例中，所述弹性阻尼层由若干个矩形隔振件拼装而成，所述矩形隔振件由上面板、下面板、夹持在上面板与下面板间的双面锥形橡胶垫和阻尼填充剂所组成。

在本发明一种较佳实施例中，所述双面锥形橡胶垫由橡胶平板、圆台体橡胶及增强纤维层组成，所述圆台体橡胶板呈阵列式相对设于橡胶平板上下板面上，所述增强纤维层设置于所述橡胶平板两端面上。

在本发明一种较佳实施例中，所述上面板与下面板均由两块互相错位且连接于一体的第一面板与第二面板组成，所述第一面板相邻两边上设有圆孔，所述第二面板相邻两边上设有圆柱凸台，且所述圆孔与圆柱凸台相对分布。

在本发明一种较佳实施例中，所述上面板的第二面板与下面板的第一面板的相对面上均设有定位销，且所述上面板的第二面板上的定位销与下面板的第一面板上的定位销错开。

在本发明一种较佳实施例中，所述橡胶平板上设有与所述定位销相对应的限位孔。

在本发明一种较佳实施例中，所述上面板、下面板与双面锥形橡胶垫间通过定位销与限位孔配合组装于一体，且上面板、下面板与双面锥形橡胶垫间隙中填充有阻尼填充剂。

在本发明一种较佳实施例中，相邻所述矩形隔振件间通过其第一面板的圆孔和与第二面板的圆柱凸台配合拼接于一体。

在本发明一种较佳实施例中，所述弹性阻尼层的边缘部分采用柔性密封带，密封压板及非金属螺栓进行密封。

相较于现有技术，本发明具有的有益效果：

1、通过对双面锥形橡胶垫几何尺寸设计、橡胶材料的选择、阻尼填充剂的选择，能让隔振器实现多种挤压刚度、剪切刚度和阻尼性能的组合，具有较好的工程适应能力。

2、整个弹性阻尼层的挤压刚度和常规的肥槽回填泥土的挤压刚度等效，能保障建筑物的安全性。

3、作为吸能参振质量块的混凝土层与弹性阻尼层的挤压刚度和剪切刚度分别形成了两套质量弹簧系统，能分别对基坑侧壁传递而来的挤压振动和剪切振动进行较好的振动抑制。

4、采用增强纤维聚丙烯材料制成的上、下面板能起到良好的保护和载荷传递作用。

5、弹性阻尼层里的阻尼填充材料具有多个功能：能防止杂质、水和昆虫进入，防止橡胶锥形结构被杂质填满而无法发挥空间结构的力学性能；能提供较大的阻尼特性，抑制隔振器放大区的副作用；能包裹橡胶，防止橡胶腐蚀。

6、在现场涂刷防水层后，对后续进行的弹性阻尼层的粘接和浇筑混凝土层等工序具有良好的工程可实施性。

附图说明

图1是本发明使用状态示意图；

图2是本发明剖面示意图；

图3是图2中A处结构放大示意图；

图4是图2中B处结构放大示意图；

图5是本发明弹性阻尼层的整体结构示意图；

图6是本发明矩形隔振件结构示意图；

图7是本发明双面锥形橡胶垫剖面示意图；

图8是本发明下面板结构示意图一；

图9是本发明下面板结构示意图二；

图10是本发明矩形隔振件装配示意图；

图11是本发明矩形隔振件边缘密封结构示意图；

图12是本发明定位销结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

一种建筑物肥槽隔振器，结构如图1、图2及图3所示，包括隔振器本体1，所述隔振器本体1设置于建筑物一侧与基坑侧壁间预留的肥槽14中，所述隔振器本体1包括防水层2、弹性阻尼层3、混凝土层4及橡胶垫板5，所述防水层2、弹性阻尼层3、混凝土层4依次紧贴设于肥槽14中，其中，所述防水层2紧贴在建筑物基础外墙上，所述弹性阻尼层3紧贴在防水层2上，所述混凝土层4填充于弹性阻尼层3与基坑侧壁之间，所述橡胶垫板5装配于混凝土层4底部与基坑底部泥土间。

防水层2主要由粘接力和粘接强度较大的防水材料涂成。弹性阻尼层3不仅可以提供挤压刚度和剪切刚度，还具有阻尼性能。作为吸能参振质量块的混凝土层4，能对基坑侧壁传递而来的挤压振动和剪切振动进行较好的振动抑制。

在本发明实施中，如图5、图6所示，所述弹性阻尼层3由若干个矩形隔振件6拼装而成，所述矩形隔振件6由上面板7、下面板9、夹持在上面板7与下面板9间的双面锥形橡胶垫8和阻尼填充剂21组成。其中上面板7、下面板9均采用增强纤维聚丙烯材料制成，能起到良好的保护和载荷传递作用。

如图7所示，所述双面锥形橡胶垫8由橡胶平板81、圆台体橡胶82及增强纤维层83组成，所述圆台体橡胶板82呈阵列式相对设于橡胶平板81上下板面上，所述增强纤维层83设置于所述橡胶平板81两端面上。其中，增强纤维层83是由编织布组成，有两层，分别放置在橡胶平板81的两个端面，紧靠表面而不外漏。橡胶平板81的厚度为10mm～15mm；橡胶平板81单侧相邻两个圆台体橡胶82中心距为80～150mm；单个圆台体橡胶82的高度为5mm～10mm，圆锥体底面直径为10mm～20mm，顶面直径为30mm～40mm，底面直径为50mm～70mm。

如图8、图9及图10所示，所述上面板7与下面板9均由两块互相错位且连接于一体的第一面板20与第二面板30组成，所述第一面板20相邻两边上设有圆孔10，所述第二面板30相邻两边上设有圆柱凸台11，且所述圆孔10与圆柱凸台11相对分布。其中，圆柱凸台11和圆孔10的中心距都为100mm～200mm，圆柱凸台11直径为10mm～20mm，圆孔10直径为9mm～19.8mm。矩形隔振件6与矩形隔振件6之间是利用上面板7与下面板9上的圆柱凸台11和圆孔10拼接组合为一体；且上面板7与下面板9上之间的连接缝采用密封胶进行密封，例如玻璃胶。

需要说明的是，对于由矩形隔振件6拼接成的整个弹性阻尼层3的边缘部分，采用柔性密封带15，密封压板16和非金属螺栓17进行密封。

如图9、图10所示，所述上面板7的第二面板30与下面板9的第一面板20的相对面上均设有定位销12，且所述上面板7的第二面板30上的定位销12与下面板9的第一面板20上的定位销12错开。所述橡胶平板81上设有与所述定位销12相对应的限位孔13。所述上面板7、下面板9与双面锥形橡胶垫8间通过定位销12与限位孔13配合组装于一体，且上面板7、下面板9与双面锥形橡胶垫8间隙中填充有阻尼填充剂21。

所述定位销12上设有开槽18和防止定位销12拔出的倒扣19。

具体实施时，首先在厂里利用装配限位孔13和定位销12将双面锥形橡胶垫8、上面板7和下面板9进行组装。到施工现场后，在建筑物基础外墙上刮涂一层粘接力和粘接强度较大的防水层2，利用其粘连性，以及面板与面板之间圆柱凸台11和圆孔10的配合关系，将矩形隔振件一块块地粘连在墙上，并拼接成整个弹性阻尼层3。

对于拼接而成的整个弹性阻尼层3中间部分，各面板之间的连接缝采用密封胶进行密封，例如玻璃胶，而对于整个弹性阻尼层3的四个边缘，都可采用如图11所示的柔性密封带15，非金属螺栓16和密封压板17进行密封。其中，对于整个弹性阻尼层3边缘的面板，对于不涉及拼接衔接的棱不设置圆柱凸台11和圆孔10。

对于作为吸能参振质量块的混凝土层4，在填充时，既可以在弹性阻尼层3全部铺设完成后填充混凝土层4，也可以边铺设弹性阻尼层3边填充混凝土层4。

对于阻尼填充剂10，若所用的橡胶沥青属于固态非流动性的，可在出厂前提前装配到矩形隔振件6里。若具有一定的流淌性，则在混凝土层4回填完成后，在现场将加热到40～60摄氏度的橡胶沥青材料灌注到面板夹层中，之后密封弹性阻尼层3的整个上边缘。密封上边缘所用的柔性密封带15不能绷紧，需留有足够的可自由凹鼓的裕度。

本发明提供的建筑物肥槽隔振器，既保证了建筑物的安全性，能很好地隔离基坑侧壁的振动传递到建筑物基础外墙边上。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明的实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等同变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种建筑物肥槽隔振器，包括隔振器本体(1)，所述隔振器本体(1)设置于建筑物一侧与基坑侧壁间预留的肥槽(14)中，其特征在于，所述隔振器本体(1)包括防水层(2)、弹性阻尼层(3)、混凝土层(4)及橡胶垫板(5)，所述防水层(2)、弹性阻尼层(3)、混凝土层(4)依次紧贴设于肥槽(14)中，其中，所述防水层(2)紧贴在建筑物基础外墙上，所述弹性阻尼层(3)紧贴在防水层(2)上，所述混凝土层(4)填充于弹性阻尼层(3)与基坑侧壁之间，所述橡胶垫板(5)装配于混凝土层(4)底部与基坑底部泥土间。

2.根据权利要求1所述的一种建筑物肥槽隔振器，其特征在于，所述弹性阻尼层(3)由若干个矩形隔振件(6)拼装而成，所述矩形隔振件(6)由上面板(7)、下面板(9)、夹持在上面板(7)与下面板(9)间的双面锥形橡胶垫(8)和阻尼填充剂(21)组成。

3.根据权利要求2所述的一种建筑物肥槽隔振器，其特征在于，所述双面锥形橡胶垫(8)由橡胶平板(81)、圆台体橡胶(82)及增强纤维层(83)组成，所述圆台体橡胶板(82)呈阵列式相对设于橡胶平板(81)上下板面上，所述增强纤维层(83)设置于所述橡胶平板(81)两端面上。

4.根据权利要求2所述的一种建筑物肥槽隔振器，其特征在于，所述上面板(7)与下面板(9)均由两块互相错位且连接于一体的第一面板(20)与第二面板(30)组成，所述第一面板(20)相邻两边上设有圆孔(10)，所述第二面板(30)相邻两边上设有圆柱凸台(11)，且所述圆孔(10)与圆柱凸台(11)相对分布。

5.根据权利要求4所述的一种建筑物肥槽隔振器，其特征在于，所述上面板(7)的第二面板(30)与下面板(9)的第一面板(20)的相对面上均设有定位销(12)，且所述上面板(7)的第二面板(30)上的定位销(12)与下面板(9)的第一面板(20)上的定位销(12)错开。

6.根据权利要求3至5任一项权利要求所述的一种建筑物肥槽隔振器，其特征在于，所述橡胶平板(81)上设有与所述定位销(12)相对应的限位孔(13)。

7.根据权利要求6所述的一种建筑物肥槽隔振器，其特征在于，所述上面板(7)、下面板(9)与双面锥形橡胶垫(8)间通过定位销(12)与限位孔(13)配合组装于一体，且上面板(7)、下面板(9)与双面锥形橡胶垫(8)间隙中填充有阻尼填充剂(21)。

8.根据权利要求7所述的一种建筑物肥槽隔振器，其特征在于，相邻所述矩形隔振件(6)间通过其第一面板(20)的圆孔(10)和与第二面板(30)的圆柱凸台(11)配合拼接于一体。

9.根据权利要求8所述的一种建筑物肥槽隔振器，其特征在于，所述弹性阻尼层(3)的边缘部分采用柔性密封带(15)，密封压板(16)及非金属螺栓(17)进行密封。