CN109594669A - 减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法及减振建筑物 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法及减振建筑物。其中，上述方法包括基于基底振动量与目标振动量，获得既有建筑物的目标减振率；基于目标减振率获得减振建筑物的目标固有频率；基于目标固有频率获得减振垫的刚度，并得到减振垫安装在既有建筑物基底后，获得目标减振效果的减振建筑物。本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法，是通过既有建筑物的基底振动量和目标振动量，获得目标减振率，进而获取目标固有频率，最终设计减振垫的刚度；并通过对既有建筑物进行基底加垫隔振处理，获得具有目标减振效果的减振建筑物，减少了轨道交通对建筑物的振动影响，以达到建筑物允许振动限值的要求。

Description

减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法及减振建筑物

技术领域

本发明实施例涉及建筑减振技术领域，尤其涉及一种减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法及减振建筑物。

背景技术

城市轨道交通是解决人口集中型城市拥堵和高效出行的最有效方案，这得益于该交通运载方式高效、节能省地、污染小且安全的优点。据中国城市轨道交通协会发布的年报，截止2017年末，全国34个城市已开通轨道交通，总运营里程超5000公里，在建线路里程超6000公里，规划线路里程超7000公里；2017年度全国累计完成客运量达184.8亿人次，运载能力超强；高峰小时全国平均发车间隔为257秒，其中8条线路小于等于120秒，平均运营服务时长16.7小时/日，运行效率极高；列车正点率达99.99％，平均每公里能耗4.16千瓦时，运营安全且能耗低。以北京和上海为例，两座城市轨道交通总运营里程数分别达685公里和732公里，日均客运量分别达1035万人次和969万人次。这些数据说明城市轨道交通在超大型人口密集型城市缓解交通拥堵战役中功不可没，其在城市集约化发展进程中扮演着越来越重要的角色。

在城市轨道交通运营里程成指数增长、线网的规模也持续加密和扩大的背景下，轨道交通线路和既有或新建的住宅、医院、学校、科研单位、音乐厅等振动敏感建筑用地范围不可避免的发生重叠，甚至下穿敏感建筑物。轮轨作用产生的振动经由隧道结构、岩土介质传播至建筑基础，引发建筑室内人居舒适度降低、振敏型设备失灵等，楼板、墙壁振动引起的二次辐射噪声进一步加剧振动污染的影响。大兴线青岛嘉园等多个线路区间，振动及二次辐射噪声影响引发多起居民投诉；地处北京西直门地铁线路150m处的五层居民楼内振动能明显被人感知，且长时间振动会致室内家具移位；4号线北大东门段在采取特殊轨道减振措施后，低频振动波仍对实验室4亿元的精密仪器造成干扰；捷克也曾出现轨道交通长期微振致使古教堂出现裂纹继而倒塌的案例。传统的轨道减振措施主要集中在传播途径上采取隔振措施来实现减振，但传统的轨道减振措施不能完全解决所有的振动污染问题，而密布的城市管线也限制了传播途径隔振措施的大规模应用。

而建筑自身振动防护作为最后一道防线，针对性强、设置灵活，列车荷载下对建筑结构体系进行有效的振动隔离防护具有重大意义。因此如何对既有建筑进行建筑本身的基础隔振处理，达到消减轨道交通振动影响，且不影响隔振处理施工过程中及处理后的建筑安全，是亟待解决的问题。

发明内容

针对背景技术中现有技术存在的缺陷，本发明实施例提供了一种减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法及减振建筑物。

第一方面，本发明实施例提供的一种减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法，该方法包括：

基于既有建筑物的基底振动量与所述既有建筑物减振后需要得到的目标振动量，获得所述既有建筑物减振后需要得到的目标减振率；

基于所述目标减振率以及振动传递模型，获得所述既有建筑物减振后需要得到的目标固有频率；

基于所述目标固有频率获得用于对所述既有建筑物进行减振的减振垫的减振垫刚度，并基于所述减振垫刚度获得具有所述减振垫刚度的所述减振垫，用以安装在所述既有建筑物的基底上。

第二方面，本发明实施例提供的一种减振建筑物，该减振建筑物包括既有建筑物和用以安装在所述既有建筑物的基底上的减振垫，其中，所述减振垫为通过本发明实施例第一方面提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法获得。

本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法及减振建筑物通过既有建筑物的基底振动量和满足国家标准振动限值的目标振动量，获得减振后的目标减振率，并通过目标减振率以及振动传递模型，获取满足国家标准振动限值而需要具有的目标固有频率，通过目标固有频率获得减振垫的减振垫刚度，从而获得具有该减振垫刚度的减振垫，用以安装在既有建筑物的基底上，以获得减振后的建筑物，方法简单、操作方便，针对性强、设置灵活，减振措施不受振动传播途径的影响，有效的从建筑物本身基础进行隔振处理，达到振动消减的效果，减少了轨道交通对建筑物的振动影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法流程示意图；

图2为本发明实施例提供的有阻尼单自由度体系强迫振动位移反应比随激振频率比变化曲线；

图3为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的减振前的既有建筑物结构示意图；

图4为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的建筑底层基础周围现浇“混凝土梁-筏板”组合托换结构示意图；

图5为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的既有建筑物组合托换结构下安装千斤顶示意图；

图6为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的既有建筑物通过千斤顶整体顶升示意图；

图7为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的既有建筑物整体顶升后安装减振垫并在现有工作坑底部浇筑自密实微膨胀混凝土示意图；

图8为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的利用千斤顶将建筑整体就位示意图；

图9为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的减振建筑物结构示意图；

图10为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的对既有建筑物条形基础下工作坑开挖示意图；

图11为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的建筑物条形基础下安装减振垫示意图；

图12为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的建筑物条形基础下减振垫与工作坑间空隙填充自密实微膨胀混凝土示意图；

图13为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的建筑物条形基础下继续开挖工作坑并安装减振垫示意图；

图14为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的建筑物条形基础下减振垫与工作坑间空隙继续填充自密实微膨胀混凝土示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

城市轨道交通是解决人口集中型城市拥堵和高效出行的最有效方案，这得益于该交通运载方式高效、节能省地、污染小且安全的优点。但很多城市轨道交通都毗邻既有或新建的住宅、医院、学校、科研单位、音乐厅等振动敏感建筑用地，或在上述建筑用地下面直接穿行，而轮轨作用产生的振动经由隧道结构、岩土介质传播至建筑基础，引发建筑室内人居舒适度降低、振敏型设备失灵等，楼板、墙壁振动引起的二次辐射噪声进一步加剧振动污染的影响。而解决或消减轨道交通对建筑物的振动影响成为地铁运营公司或政府部门亟需解决的问题。

传统的轨道减振措施主要集中在传播途径上采取隔振措施来实现减振，但传统的轨道减振措施不能完全解决所有的振动污染问题，而密布的城市管线也限制了传播途径隔振措施的大规模应用，而建筑自身振动防护作为最后一道防线，针对性强、设置灵活，列车荷载下对建筑结构体系进行有效的振动隔离防护具有重大意义。因此对既有建筑进行建筑本身的基础隔振处理，成为消减轨道交通对建筑物振动影响的有效措施。

为了实现对既有建筑进行建筑本身的基础隔振处理，本发明实施例提供了一种减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法，图1为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法流程示意图，如图1所示，该方法包括：

步骤10、基于既有建筑物的基底振动量与所述既有建筑物减振后需要得到的目标振动量，获得所述既有建筑物减振后需要得到的目标减振率；

步骤11、基于所述目标减振率以及振动传递模型，获得所述既有建筑物减振后需要得到的目标固有频率；

步骤12、基于所述目标固有频率获得用于对所述既有建筑物进行减振的减振垫的减振垫刚度，并基于所述减振垫刚度获得具有所述减振垫刚度的所述减振垫，用以安装在所述既有建筑物的基底上。

具体地，上述本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法具体为通过既有建筑物的基底振动量和该建筑物为了满足国家标准振动限值，减振后需要得到的目标振动量，获得该既有建筑物减振后需要得到的目标减振率，并通过目标减振率以及振动传递模型，获取该既有建筑物减振后，为满足国家标准振动限值而需要具有的目标固有频率，通过该既有建筑减振后需要具有的目标固有频率得到对该既有建筑物减振时，对该既有建筑物基底安装的减振垫的减振垫刚度，并获得具有该减振垫刚度的减振垫，用以安装在该既有建筑物的基底下方，使得获得的减振后的建筑物满足国家标准振动限值，即减振前的既有建筑物安装减振垫后的减振建筑物满足国家标准振动限值，且具有上述减振后的目标固有频率。

本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法通过既有建筑物的基底振动量和满足国家标准振动限值的目标振动量，获得减振后的目标减振率，并通过目标减振率以及振动传递模型，获取满足国家标准振动限值而需要具有的目标固有频率，通过目标固有频率获得减振垫的减振垫刚度，从而获得具有该减振垫刚度的减振垫，用以安装在既有建筑物的基底上，以获得减振建筑物，方法简单、操作方便，针对性强、设置灵活，减振措施不受振动传播途径的影响，有效的从既有建筑物本身基础进行隔振处理，达到振动消减的效果，减少了轨道交通对既有建筑物的振动影响。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的基于既有建筑物的基底振动量与所述既有建筑物减振后需要得到的目标振动量，获得所述既有建筑物减振后需要得到的目标减振率包括：

基于所述既有建筑物的所述基底振动量与所述既有建筑物减振后需要得到的所述目标振动量，获得所述目标振动量与所述基底振动量的振动量比值；

基于所述振动量比值，获得所述目标减振率。具体为通过既有建筑物的基底振动量与建筑物减振后需要得到的目标振动量，获得目标振动量与基底振动量的振动量比值，该振动量比值的大小即为目标减振率。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的基于目标减振率以及振动传递模型，获得既有建筑物减振后需要得到的目标固有频率包括：

基于目标减振率以及振动传递模型，获得既有建筑物减振后的减振建筑物需要得到的目标频率比；

基于目标频率比，获得减振建筑物需要得到的目标固有频率，其中，减振建筑物为既有建筑物安装建筑垫后获得的建筑物。具体为根据获得的目标减振率以及振动传递模型，获得既有建筑物减振后需要得到的目标频率比，基于目标频率比，获得既有建筑物减振后需要得到的目标固有频率，其中，目标固有频率为建筑物安装减振垫后的整体减振建筑物的目标固有频率。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的振动传递模型具体为：

其中，TR为目标减振率，ω/ω_n为目标频率比，ξ为减振建筑物的阻尼比，ω为振动源卓越频率，ω_n为减振建筑物需要得到的目标固有频率。具体为通过该振动传递模型以及目标减振率获得目标频率比，其中，振动源频率是已知量，阻尼比ξ也是已知的，其具体取值可根据需要进行选择，从而获得既有建筑物减振后需要得到的目标固有频率，图2为本发明实施例提供的有阻尼单自由度体系强迫振动位移反应比随激振频率比变化曲线，如图2所示，横轴β为激振频率比，其中，激振频率比为振动源频率与建筑物目标固有频率的比值简称“频率比”，固有频率也为自然频率，即上述求得的ω/ω_n目标频率比为激振频率比的具体取值，其中，纵轴TR为目标减振率，即为目标减振率，即相同力幅值作用下动力位移与静力位移的比值，简称“反应比”，其中，当激振频率比为0时，该比值即目标减振率为1，表示无减振效果。

目标减振率TR可以直接求取以分贝为单位的目标减振量A_reduce，具体的：

A_reduce＝VAL₁-VAL₂＝20lg(a₂/a₀)-20lg(a₁/a₀)＝20lg(a₂/a₁)＝20lg(TR)

其中VAL₁和VAL₂为减振前和减振后任意单频点对应的振动加速度级(单位分贝)，a₁和a₂为减振前和减振后任意单频点振动对应的加速度值幅值，a₀为基准加速度，一般取值为a₀＝10^-6m/s²，其中，TR为目标减振率，ω/ω_n为目标频率比，ξ为减振建筑物的阻尼比，ω为振动源卓越频率，ω_n为减振建筑物需要得到的目标固有频率。因此只需对目标减振率取对数并乘以20即可得到以分贝为单位的目标减振量。

从图2中可以看出，对于小阻尼结构，例如阻尼比小于0.2，随着激振频率比从零逐渐增大，动力位移反应先急剧增大，然后逐渐减小，当频率比为1时，动力位移最大(即共振)，频率比增大到3以后，动力位移逐渐趋于常数，约为静力位移的20％(即进入隔振段)，即目标减振率为0.2。故在进行减振设计时，在已知源强的输入荷载卓越频率时，期望加入减振垫后的组合结构体系(即减振建筑物)的目标固有频率应小于输入荷载卓越频率的1/2，此时激振频率比可大于2，组合结构体系可进入隔振段，振动将大幅消减，其中，输入荷载卓越频率为输入荷载振动信号进行傅立叶变换后，能量最多的那个频率。因此，在采用减振垫进行减振设计时的原则是附加减振垫后的组合结构体系固有频率应小于输入荷载卓越频率的一半以下。

因此设计时首先应了解输入荷载的强度和频谱特性，然后通过经验估计或有限元模拟，按照以上原则，设计减振垫参数和厚度。而减振垫的材料动力学性能如压缩模量，和减振垫厚度设计取决于建筑物减振量需求(即目标减振率)和建筑物本身的自振特性。减振垫的材料动力学性能主要包含动压缩模量和动阻尼系数，其直接决定了施加减振垫后的建筑物减振效果。减振垫供货厂商除了提供材料的动力学参数外，往往还会提供不同基底压力下对不同频率振动的减振效果。结合既有建筑物的物理特性(如质量等)和动力学性能(自振特性)，可设计不同厚度、不同材料动力学性能的聚氨酯减振垫，以获取“减振垫+建筑结构”体系的目标固有设计频率；设计的体系固有频率应远离振源振动的卓越频段，一般应小于其1/2以防止共振，并达到目标减振效果。按照结构动力学相关理论，结构的动力反应取决于输入荷载的幅值和频谱特性、以及结构体系的动力特性如周期和阻尼等。这里的结构体系指由建筑结构和基底减振层所组成的组合结构体系。

例如选用阻尼比的曲线来看，如果输入振动荷载卓越频率不变，随着结构固有频率的降低，频率比逐渐增加，反应比先增大再减小，反应比幅值出现在频率比为1的附近且达到静力反应的2.5倍左右(共振区)，当频率比大于1.5后，反应比开始小于1(隔振区)，当频率比达到3以上是，反应比已经低于20％。随着阻尼比的降低，共振区的反应比大大增加，且减振区反应比也逐渐减小。因此，如果已知输入荷载的幅值和卓越频率，若要降低结构的振动反应，需要降低整个结构体系的自振频率(或延长结构体系的自振周期)，并选择结构体系的合适阻尼比。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的基于目标固有频率获得用于对建筑物进行减振的减振垫的减振垫刚度包括：

基于目标固有频率以及结构自振模型，获得减振建筑物需要得到的目标结构刚度；

基于目标结构刚度获得减振垫刚度；

其中，结构自振模型，具体为：

其中，ω_n为目标固有频率，k为减振建筑物需要得到的目标结构刚度，m为减振建筑物的整体质量。其中，上述减振建筑物的整体质量为已知量，约等于原既有建筑物的质量，因为减振垫质量远小于原既有建筑物的质量，因此，减振建筑物的质量约等于原既有建筑物的质量；且上述整体结构竖向刚度近似等于上述减振垫压缩刚度，因为，上述既有建筑物原结构刚度与减振垫刚度的乘积，除以既有建筑物原结构刚度与减振垫刚度的和，得到的商即为上述减振建筑物的整体结构刚度，由于建筑物原结构刚度远远大于减振垫的刚度，因此，采用减振后的建筑物的结构刚度近似等于减振垫刚度。同时从结构自振模型中可以看出，如果结构体系的质量m一定，随着结构体系整体刚度k的降低，结构体系的自振频率即目标固有频率也随之降低，从而导致频率比增加，当频率比逐渐增加时，结构体系的反应比将会逐渐降低。从而通过在建筑基底设置柔性垫层可以有效的降低结构体系的整体竖向刚度，从而达到对建筑结构隔振的效果，且减振垫厚度及参数选择应经过详细设计，设计依据来源于振动源强特征和结构自振特性，设计目标以“减振垫+建筑结构”组合结构体系自振特性远离输入荷载频域特性，从而使组合体系进入减振区为宜。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的基于减振垫刚度获得具有减振垫刚度的减振垫，具体为：

通过调整减振垫的厚度和压缩模量，获得具有减振垫刚度的减振垫。具体为通过上述本发明实施例获得减振垫刚度后，依据该减振垫刚度，调整减振垫的厚度和压缩模量，来获取具有上述减振垫刚度的减振垫。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的安装在既有建筑物的基底上具体包括：

在既有建筑物的基底地基中挖掘用于托举整个既有建筑物的工作坑；

在工作坑中对既有建筑物的基底安装减振垫，获得减振建筑物。具体为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的通过对既有建筑物的基底安装减振垫，获得减振后的减振建筑物，包括在既有建筑物的基底地基中挖掘用于托举整个既有建筑物的工作坑以及在工作坑中对既有建筑物的基底安装减振垫，获得减振建筑物，其中，工作坑主要用于暴露建筑物的条形基础、建筑物底面或建筑外围基础和室内墙体基础，工作坑的位置为要处理的既有建筑物基础底面地基土中，工作坑的大小以能够进行减振垫的安装为依据，大小合适即可。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法，还包括：

在工作坑中对既有建筑物的基底浇筑托换地梁和托换筏板的“混凝土梁-筏板”基础，形成“混凝土梁-筏板”组合托换结构；

在形成组合托换结构的基底安装减振垫，获得减振建筑物。具体为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法，还包括在工作坑中对建筑物的基底浇筑托换地梁和托换筏板的“混凝土梁-筏板”基础，形成“混凝土梁-筏板”组合托换结构，该“混凝土梁-筏板”组合托换结构可用于安装减振垫，且该组合托换结构是以既有建筑物的基底为基础，对基底进行扩展式浇筑混凝土，在基底周围形成“混凝土梁-筏板”组合托换结构。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的在形成组合托换结构的基底安装减振垫，获得减振建筑物包括：

在组合托换结构上安装组合千斤顶以及反力施加装置，反力施加装置通过千斤顶对形成组合托换结构的基底进行结构整体顶升；

在顶升后的基底安装减振垫，获得减振建筑物。具体为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的反力施加装置包括反力梁，在组合托换结构上安装组合千斤顶、反力梁以及其他反力施加装置，反力施加装置可以通过反力梁引到建筑基础以外的室外地面；组合千斤顶的个数和位置应按照建筑物荷载分配进行计算得到，千斤顶行程及出力选择应根据使用要求；通过组合千斤顶进行结构整体顶升，顶升高度以合适安装减振垫为宜，一般情况下应不小于50厘米；在顶升过程中在建筑室外地面应架设水准仪进行顶升精度监测，防止顶偏。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的在工作坑中对建筑物的基底安装减振垫后，还包括：

在工作坑和地基的空隙内浇筑自密实微膨胀混凝土。具体为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法，在对建筑物的基底安装减振垫后，还要进行在工作坑和地基的空隙内浇筑自密实微膨胀混凝土，利用自密实微膨胀混凝土的自密实特性使基底光滑表面更容易处理、微膨胀特性以抵制混凝土强化阶段的收缩，从而达到减振垫与结构密切接触的要求。

本发明实施例还提供了一种减振建筑物，该减振建筑物包括既有建筑物和用以安装在既有建筑物的基底上的减振垫，其中，减振垫为通过上述本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法获得。即在既有的没有进行减振处理的原有建筑物的基底上安装通过上述本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法获得的减振垫，得到减振处理后的减振建筑物。

为了具体说明本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法，现做以下具体介绍：

针对建筑物基础进行整体托换，并在建筑基底满铺减振垫，具体为：

步骤20、对原有建筑基础进行开挖作业，包括建筑外围基础和室内墙体基础，开挖深度与原有基础底面平齐，图3为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的减振前的既有建筑物结构示意图，如图3所示，减振前的既有建筑物，该建筑物的基础包括建筑外围基础和室内墙体基础，其中包括基底1。

步骤21、在原有基础周围通过扩大基础的方式，浇筑托换地梁和托换筏板基础，使其底面齐平；并通过在原有基础上植筋的方式使原有基础和后浇结构进行连接，最终形成建筑底层基础周围现浇“混凝土梁-筏板”组合托换结构。图4为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的建筑底层基础周围现浇“混凝土梁-筏板”组合托换结构示意图，如图4所示，在基底外围形成“混凝土梁-筏板”组合托换结构2。

步骤22、在组合托换结构上安装组合千斤顶及反力梁和反力施加装置，反力施加装置可以通过反力梁引到建筑基础以外的室外地面；组合千斤顶的个数和位置应按照建筑物荷载分配进行计算得到，千斤顶行程及出力选择应根据使用要求；通过组合千斤顶进行结构整体顶升，顶升高度以合适安装减振垫为宜，一般情况下应不小于50厘米；在顶升过程中在建筑室外地面应架设水准仪进行顶升精度监测，防止顶偏。图5为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的既有建筑物组合托换结构下安装千斤顶示意图，如图5所示，在建筑物组合托换结构下安装千斤顶。图6为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的既有建筑物通过千斤顶整体顶升示意图，如图6所示，千斤顶3整体顶升“混凝土梁-筏板”组合托换结构，以实现对既有建筑物的整体顶升。

步骤23、既有建筑物顶升到位后，在已离地的现浇组合托换结构梁-筏板基础底部安装减振垫，并在现有工作坑底部浇筑自密实微膨胀混凝土；工作坑底面和隔振垫层之间灌注自密实微膨胀混凝土，利用其混凝土强化过程中的微膨胀特性，加强其与减振垫的连接接触和受力性能；利用其混凝土的自密实特性，无需振捣即可自由流动和填充空隙并使表面平整。自密实微膨胀混凝土为在普通混凝土中添加一定的膨胀剂，使混凝土在水化期间能够依靠膨胀剂的作用而发生一定的膨胀，从而弥补了混凝土的收缩，且随着时间的推移，具有一定的自由膨胀量，以达到加强现浇混凝土层与减振垫层连接接触的性能。通过外加剂如高效减水剂以达到自密实微膨胀混凝土的高流动性和无需振捣自动填充地基土与减振垫之间。采用自密实微膨胀混凝土的目的是利用其自密实特性使其光滑表面更容易处理、微膨胀特性以抵制混凝土强化阶段的收缩，从而达到减振垫与结构密切接触的要求。图7为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的既有建筑物整体顶升后安装减振垫并在现有工作坑底部浇筑自密实微膨胀混凝土示意图，如图7所示，自密实微膨胀混凝土5浇筑于现有工作坑底部，减振垫4安装于组合托换结构梁-筏板基础底部。

步骤24、待基底自密实微膨胀混凝土层达到设计强度后利用千斤顶将建筑整体就位，并对基础上表明进行回填，室内地面进行修复，完成结构处理。图8为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的利用千斤顶将建筑整体就位示意图，如图8所示，通过千斤顶3将建筑整体就位。最后将千斤顶3移出，形成基底满铺减振垫的减振建筑物结构，图9为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的减振建筑物结构示意图，如图9所示，减振垫4安装于“混凝土梁-筏板”组合托换结构2底部。

针对承重墙下具有条形基础的既有建筑物，对建筑物基底进行隔振处理，需先开挖工作坑以暴露既有建筑外围基底，然后进行减振垫安装和工作坑回填，属于逆作法施工，具体为：

步骤30、在要处理的既有建筑物基础底面地基土中开挖工作坑，暴露出建筑物该处条形基础，为了维持建筑物稳定性，建议开挖长度约1-1.5米作为节段施工长度，开挖深度约30厘米，并整平开挖面、清除浮土露出坚硬底面。清除暴露的条形混凝土基础底面浮土，并进行适当的清洁，并对下表面进行整平操作，消除尖锐凸起以方便减振垫的粘接安装。图10为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的对既有建筑物条形基础下工作坑开挖示意图，如图10所示，在建筑物条形基础下开挖工作坑6，其中，条形基础即为基底。

步骤31、在既有建筑物条形基础底面安装一定厚度的弹性减振垫层。减振垫的实际宽度比条形基础稍宽，每侧富裕1-2cm。裁剪时采用多用途刀或往复锯来按需分割成合适的长度和宽度。图11为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的建筑物条形基础下安装减振垫示意图，如图11所示，在工作坑中条形基础下安装减振垫7。

步骤32、利用合适的胶粘剂将减振垫和条形基础底面进行粘接，粘接剂固化时，采用粘接胶条或底部支架平板进行临时固定，支架平板为高度可调式，可以加力顶在减振垫下，支架平板尺寸可定制，宽度比条形基础稍宽，长度取决于节段施工长度。有施工条件的情况下尽量减少减振垫接缝数，在进行下一步处理时所有接缝都必须用防水胶带进行充分密封，防止现浇混凝土进入接缝内以形成传振通道。固化好的减振垫底部应进行包裹表面保护，防止浇筑的混凝土刺穿减振垫以形成传振通道。且利用合适的胶粘剂将减振垫和基础(条形基础或筏板基础)底面进行粘接，粘接剂固化时，采用粘接胶条或底部支架平板进行临时固定。有施工条件的情况下尽量减少减振垫接缝数，固化好的减振垫底部应进行包裹表面保护，以保护减振垫减振效果。图12为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的建筑物条形基础下减振垫与工作坑间空隙填充自密实微膨胀混凝土示意图，如图12所示，在建筑物条形基础下减振垫与工作坑间空隙填充自密实微膨胀混凝土8。

步骤33、减振垫铺设完毕后，沿着垂直建筑物条形基础方向安装竖向混凝土模板，模板高度自地基土底面到减振垫底面，模板宽度取决于工作坑的宽度，理想状态是通过模板分割形成完整的区段。模板搭设完后，在安装完减振垫的基础和地基土空隙内灌注自密实微膨胀混凝土，利用其混凝土强化过程中的微膨胀特性，加强其与减振垫的连接接触和受力性能；利用其混凝土的自密实特性，无需振捣即可自由流动和填充空隙。自密实微膨胀混凝土浇筑标高只需达到减振垫底层即可。“竖向混凝土模板支架”可以和“高度可调减振垫固化支架”进行连接组合，形成一个整体，以节省材料、节省空间和整体支架稳定性。图13为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的建筑物条形基础下继续开挖工作坑并安装减振垫示意图，如图13所示，在建筑物条形基础下工作坑中浇筑自密实微膨胀混凝土支持建筑物后，继续向前开挖工作坑并安装减振垫7。

步骤34、自密实微膨胀混凝土达到设计强度的70％以上后，拆除模板并继续开挖工作坑、安装减振垫、安装模板并灌注自密实微膨胀混凝土等之前的步骤30-步骤33。循环往复只到条形基础下满铺减振垫冰浇筑自密实微膨胀混凝土。图14为本发明实施例提供的减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法中的建筑物条形基础下减振垫与工作坑间空隙填充自密实微膨胀混凝土示意图，如图14所示，建筑物条形基础下减振垫7与工作坑间空隙填充自密实微膨胀混凝土8。

步骤35、对于减振垫平面以上、条形基础以外、且低于原始地坪的部分，等自密实微膨胀混凝土达到设计强度90％以上后即可进行地基土回填，恢复原始地坪外观。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法，其特征在于，包括：

基于既有建筑物的基底振动量与所述既有建筑物减振后需要得到的目标振动量，获得所述既有建筑物减振后需要得到的目标减振率；

基于所述目标减振率以及振动传递模型，获得所述既有建筑物减振后需要得到的目标固有频率；

基于所述目标固有频率获得用于对所述既有建筑物进行减振的减振垫的减振垫刚度，并基于所述减振垫刚度获得具有所述减振垫刚度的所述减振垫，用以安装在所述既有建筑物的基底上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于既有建筑物的基底振动量与所述既有建筑物减振后需要得到的目标振动量，获得所述既有建筑物减振后需要得到的目标减振率包括：

基于所述既有建筑物的所述基底振动量与所述既有建筑物减振后需要得到的所述目标振动量，获得所述目标振动量与所述基底振动量的振动量比值；

基于所述振动量比值，获得所述目标减振率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标减振率以及振动传递模型，获得所述既有建筑物减振后需要得到的目标固有频率包括：

基于所述目标减振率以及所述振动传递模型，获得所述既有建筑物减振后的减振建筑物需要得到的目标频率比；

基于所述目标频率比，获得所述减振建筑物需要得到的目标固有频率，其中，所述减振建筑物为所述既有建筑物安装所述建筑垫后获得的建筑物。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述振动传递模型具体为：

其中，TR为所述目标减振率，ω/ω_n为所述目标频率比，ξ为减振建筑物的阻尼比，ω为振动源卓越频率，ω_n为所述减振建筑物需要得到的目标固有频率。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标固有频率获得用于对所述建筑物进行减振的减振垫的减振垫刚度包括：

基于所述目标固有频率以及结构自振模型，获得所述减振建筑物需要得到的目标结构刚度；

基于所述目标结构刚度获得所述减振垫刚度；

其中，所述结构自振模型，具体为：

其中，ω_n为所述目标固有频率，k为所述减振建筑物需要得到的目标结构刚度，m为所述减振建筑物的整体质量。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述减振垫刚度获得具有所述减振垫刚度的所述减振垫，具体为：

通过调整减振垫的厚度和压缩模量，获得具有所述减振垫刚度的所述减振垫。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述安装在所述既有建筑物的基底上具体包括：

在所述既有建筑物的基底地基中挖掘用于托举整个所述既有建筑物的工作坑；

在所述工作坑中对所述既有建筑物的基底安装所述减振垫，获得所述减振建筑物。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述工作坑中对所述既有建筑物的基底浇筑托换地梁和托换筏板的“混凝土梁-筏板”基础，形成“混凝土梁-筏板”组合托换结构；

在形成所述组合托换结构的所述基底安装所述减振垫，获得所述减振建筑物。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述在形成所述组合托换结构的所述基底安装所述减振垫，获得所述减振建筑物包括：

在所述组合托换结构上安装组合千斤顶以及反力施加装置，所述反力施加装置通过所述千斤顶对形成所述组合托换结构的所述基底进行结构整体顶升；

在顶升后的所述基底安装所述减振垫，获得所述减振建筑物。

10.一种减振建筑物，其特征在于，包括既有建筑物和用以安装在所述既有建筑物的基底上的减振垫，其中，所述减振垫为通过权利要求1-9中任一项所述减轻既有建筑物受轨道交通振动影响的方法获得。