CN111379281A - 一种圆柱单元式隔振沟及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种圆柱单元式隔振沟及其施工方法，属于建筑隔振领域，包括外层钢筋混凝土圆筒、内层钢筋混凝土圆筒、底板、泡沫混凝土块体、盖板，所述内层钢筋混凝土圆筒设置于外层钢筋混凝土圆筒的内部，所述外层钢筋混凝土圆筒和内层钢筋混凝土圆筒顶部设有圆形的盖板，底部设有圆形的底板，所述外层钢筋混凝土圆筒与内层钢筋混凝土圆筒内填充有泡沫混凝土块体。本发明隔振效果明显，对建筑有明显保护作用，由于是本发明是预制构件，所以施工时方便快捷、且运输方便。
Description
技术领域
本发明属于建筑隔振技术领域，特别是涉及一种圆柱单元式隔振沟及其施工方法。
背景技术
伴随着人类社会的不断发展与进步，由振动引起的问题越来越广泛且数量与日俱增由于我们生产生活产生的振动无时无刻不在影响着我们的生活，更是威胁到了我国具有极高文化历史价值与重大人文意义的诸多建筑物。特别是建筑或道路施工、交通振动引起的振动，振动波是由振源向四处传播的振动， 指从振源产生向四周辐射的弹性波。按传播方式可分为纵波(P波)、 横波(S波)(纵波和横波均属于体波)和面波(L波)三种类型。
研究发现振动对建筑的破坏主要表现在以下三点： 1.横波造成建筑物水平摇摆，导致建筑物损坏，破坏力很大。它相当于给房屋建筑物施加水平方向来回反复的作用力，大小和引起的变形超出建筑梁结构抵抗振动的极限时就会使整个建筑物倾斜 或倾倒从而导致破坏； 2.纵波使建筑产生上下颠簸，由于部分建筑物年代久远，其竖向稳定性较差， 当振动较大时，会使底层作为承重结构的柱子瞬间增加很大的动荷载，叠加上部的自重，当超出底层柱子承载能力，底层柱会垮掉从而导致破坏。3. 建筑长期受到周围的振源所产生的地基土体扰动及低频、微振动作用影响，建筑物会产生永久性的不可逆的疲劳破坏，导致建筑物安全性显著下降，出现各种病害。
隔振沟隔振措施，即在振动波传播的路径上设置隔振屏障，破坏振动波的传播路径，造成振动波能量的损失，达到减小甚至是消除振动波对被保护建筑物影响的目的。
当前的屏障隔振主要分为两大类， 即连续性隔振屏障以及非连续性屏障。连续性隔振屏障以隔振沟为典型代表，当对于振动频率较高的人工振源以及地震动，设计得当的隔振沟能起到良好的隔振效果，但是一部分振动频率较低的振源，其波长一般较长，如果选择空沟作为隔振屏障，则需要空沟具有很大的深度，这种要求在实际施工中具有较大的操作难度，假如选择连续墙作为隔振屏障，将会产生非常庞大的工程量，大大的提高了施工成本，特别是施工现场地质条件非常差时，施工难度和成本都会大大提高。泡沫混凝土，其又名发泡混凝土，是将化学发泡剂或物理发泡剂发泡后加入到胶凝材料、掺合料、改性剂、卤水等制成的料浆中，经过混合搅拌、浇筑成型、自然养护所形成的自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质材料，其选材便捷、制造成本低，且以粉煤灰、沙子、石粉、尾矿、建筑垃圾、电石粉为主要原料制成的泡沫混凝土砌块，其技术性能满足《泡沫混凝土砌块》国家标准要求；其次,它轻质高强，不怕冲击，由于泡沫混凝土砌块属多孔材料，具有较低的弹性模量，从而使其对震动冲击载荷有良好的吸收和分散作用，可以在振动传播的过程中消耗了振动波的能量。
所以探讨如何通过修建用泡沫混凝土做填充材料的隔振沟来降低周围振动对建筑的影响，有很重要的经济意义和环保意义。
发明内容
为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种圆柱单元式隔振沟及其施工方法，主要为了开发一种隔振效果明显、构造简单、安全可靠、运输方便和施工方便的隔振沟，能够有效的降低周围振动对建筑的影响。
本发明采用的技术方案如下：
一种圆柱单元式隔振沟，所述圆柱单元式隔振沟为预制结构，所述隔振沟由若干个隔振单元组成，所述隔振单元包括外层钢筋混凝土圆筒、内层钢筋混凝土圆筒、底板、泡沫混凝土块体、盖板，所述外层钢筋混凝土圆筒和内层钢筋混凝土圆筒为预制结构、预制钢筋混凝土构件，外层钢筋混凝土圆筒和内层钢筋混凝土圆筒形状均为圆筒状，设置在隔振沟内，所述内层钢筋混凝土圆筒设置于外层钢筋混凝土圆筒的内部，所述外层钢筋混凝土圆筒和内层钢筋混凝土圆筒顶部设有圆形的盖板，底部设有圆形的底板，所述底板外边缘设有企口，中心设有圆形凹槽，所述圆形凹槽直径和内层钢筋混凝土圆筒外直径相同，所述盖板与底板结构相同，所述内层钢筋混凝土圆筒嵌入圆形凹槽内固定，所述外层钢筋混凝土圆筒与内层钢筋混凝土圆筒内填充有泡沫混凝土块体。
进一步地，所述隔振单元排列成L形或口字形。
进一步地，所述钢筋混凝土圆筒直径为1-1.2m，内层钢筋混凝土圆筒直径为0.5-0.6m，外层钢筋混凝土圆筒、内层钢筋混凝土圆筒壁厚为80mm，高度为2-3m。
进一步地，所述泡沫混凝土块体为回收的建筑垃圾中的泡沫混凝土，其体积不小于10cm³，所述泡沫混凝土块体为任意不规则形状。
所述的圆柱单元式隔振沟的施工方法，在施工实施时，首先选择隔振沟位置，隔振沟设置在建筑物与振源之间的地基，且靠近建筑一侧；开挖沟槽，挖出土堆放于沟槽旁，用作回填土，开挖深度为2-4m，沟槽底宽度大于外层钢筋混凝土圆筒外直径，在沟槽底部整平并铺设底板，在沟槽内布置外层钢筋混凝土圆筒、内层钢筋混凝土圆筒即双层钢筋混凝土圆筒，所述双层钢筋混凝土圆筒在隔振沟内连续布置，混凝土圆筒之间紧挨不留空隙，并在双层钢筋混凝土圆筒内填充满泡沫混凝土块体，接着回填土至圆筒顶并在圆筒顶布置盖板，待整个隔振沟完成封盖后回填土至地面并夯实完成隔振沟施工。
本发明的有益效果：
1. 本发明通过双层混凝土圆筒和其内部的泡沫混凝土块体联合隔振的方式发挥隔振作用，隔振效果明显。
2. 本发明为预制构件，施工方便、施工速度快、运输方便。
3. 本发明所用的泡沫混凝土块体为回收的建筑垃圾中的泡沫混凝土，使建筑垃圾能够得到重复利用，可节约资源和节省成本。
4. 本发明的隔振单元排列灵活，能够阻隔来自多个方向的振动影响，例如建筑物受西方和南方两个方向的振动影响，可将本发明排列成“L”字形，如果建筑来自四面八方的振动影响，可将本发明排列成“口”字形。
本发明主要修建在建筑和振源的场地之间，可以起到降低建筑或道路施工、交通振动等引起建筑结构振动的效果，本发明隔振效果明显、对建筑有明显保护作用，节约资源和节省成本、施工方便、施工速度快、运输方便。
附图说明
图1为发明圆柱单元式隔振沟隔振单元预制构件立体图；
图2为图4中A-A剖面图；
图3为图2中B-B剖面图；
图4为图3中C-C剖面图；
图5为隔振单元呈L形布局方式示意图；
图6为隔振单元呈口字形布局方式示意图。
图中，1为外层钢筋混凝土圆筒；2为内层钢筋混凝土圆筒；3为底板；4为泡沫混凝土块体；5为回填土；6为场地原土；7为沟槽界线；8为盖板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
一种圆柱单元式隔振沟，包括外层钢筋混凝土圆筒1、内层钢筋混凝土圆筒2、底板8和盖板8，所述圆柱单元式隔振沟为预制结构，所述隔振沟由若干个隔振单元组成，每个单元为一个双层混凝土圆筒和其内部的泡沫混凝土块体4组成，本发明通过双层混凝土圆筒和其内部的泡沫混凝土块体4联合隔振的方式发挥隔振作用，当振动波遇到本发明时，刚性混凝土对长周期振动具有衰减过滤作用，柔性泡沫混凝土块体4对短周期振动具有衰减过滤作用，通过刚性混凝土和柔性泡沫混凝土块体4交替分层布置的方式使得长短周期的振动波在遇到本发明时被层层消耗衰减，进而建筑对周围振源诱发振动响应得到极大的抑制，从而达到隔振的目的。本发明设置在建筑和主要振源之间的地基，且应尽量靠近建筑一侧，本发明的隔振单元排列灵活，例如建筑物受西方和南方两个方向的振动影响，可将本发明排列成“L”字形，如果建筑来自四面八方的振动影响，可将本发明排列成“口”字形。
所述的外层钢筋混凝土圆筒1和内层钢筋混凝土圆筒2为预制结构为预制钢筋混凝土构件，外层钢筋混凝土圆筒1和内层钢筋混凝土圆筒2形状均为圆筒，设置在隔振沟内，内层钢筋混凝土圆筒2设置在外层钢筋混凝土圆筒1的内部，两种圆筒壁厚可取80mm，高度可取2-3m，振源离建筑越近圆筒的高度越高即隔振沟越深，外层圆筒外直径可取1-1.2m，内层圆筒外直径可取0.5-0.6m，盖板8和底板3结构完全相同，盖板8布置在双层圆筒顶，底板3布置在圆筒底，形状为圆形，外边缘有企口，中心有圆形凹槽3-1，圆形凹槽3-1直径和内层钢筋混凝土圆筒2外直径相同，施工时将内层钢筋混凝土圆筒2嵌入底板的圆形凹槽3-1中，布置盖板时将内层钢筋混凝土圆筒2嵌入盖板的圆形凹槽3-1中。
所述的泡沫混凝土块体4为双层钢筋混凝土圆筒的填充材料，是隔振沟中的主要消耗振动能量的材料，泡沫混凝土属于多孔材料，具有低的弹性模量，对振动冲击荷载有良好的吸收和分散的作用，可以极大地在振动传播过程中消耗振动波的能量，本发明所用的泡沫混凝土块体4可用回收的建筑垃圾中的泡沫混凝土，使建筑垃圾能够得到重复利用，泡沫混凝土块体4不易过小，否则难以发挥消耗振动能量的功能，目测体积不得小于10cm³，可使用任意不规则形状的泡沫混凝土块体4都能发挥消耗振动能量的功能。
所述的圆柱单元式隔振沟的施工方法，本发明在施工实施时，首先选择隔振沟位置，隔振沟设置在建筑和主要振源之间的地基，且应尽量靠近建筑一侧，选择好隔振沟位置后，开挖沟槽，挖出土堆放于沟槽旁，用作回填土5，开挖深度由建筑地基深度决定，可取2-4m，如果建筑地基较深，为防止过多的振动波绕过隔振沟可增加隔振沟深度，沟槽底宽度略大于外层钢筋混凝土圆筒1外直径，接着在沟槽底部整平并铺设底板3，接着在沟槽内布置双层钢筋混凝土圆筒，双层钢筋混凝土圆筒在隔振沟内连续布置，混凝土圆筒之间紧挨不留空隙，并在圆筒内填充泡沫混凝土块体，泡沫混凝土块体4在双层钢筋混凝土圆筒内填充满，不必压实，接着回填土至圆筒顶并在圆筒顶布置盖板8，待整个隔振沟完成封盖后回填土至地面并夯实完成隔振沟施工。
实施例1：
如图1-图5所示，将本发明设置在建筑和主要振源之间的地基，且应尽量靠近建筑一侧。本发明的隔振原理是：刚性混凝土对长周期振动具有衰减过滤作用，柔性泡沫混凝土块体对短周期振动具有衰减过滤作用，通过刚性混凝土和柔性泡沫混凝土块体交替分层布置的方式使得长短周期的振动波在遇到本发明时被层层消耗衰减，进而建筑对周围振源诱发振动响应得到极大的抑制，从而达到隔振的目的。
本发明的填充材料为泡沫混凝土块体4，是隔振沟中的主要消耗振动能量的材料，泡沫混凝土属于多孔材料，具有低的弹性模量，对振动冲击荷载有良好的吸收和分散的作用，可以极大地在振动传播过程中消耗振动波的能量，本发明所用的泡沫混凝土块体4可用回收的建筑垃圾中的泡沫混凝土，使建筑垃圾能够得到重复利用，可节约资源和节省成本。
本发明由若干个隔振单元组成，每个单元为双层混凝土圆筒和其内部的泡沫混凝土块体4组成，本发明通过双层混凝土圆筒和其内部的泡沫混凝土块体4联合隔振的方式发挥隔振作用。
施工实施时，首先选择隔振沟位置，隔振沟设置在建筑和主要振源之间的地基，且应尽量靠近建筑一侧，本实施中，如图5，主要振源位于建筑西方和南方，隔振沟应该建在建筑的西方和南方，连接成“L”形，隔振沟长度由振源距离建筑距离决定，振源距离建筑越近隔振沟长度布置应越长，如果建筑周围有来自四面八方的振源，可将本发明排列成“口”字形，使得建筑得到保护。选择好隔振沟位置后，开挖沟槽，挖出土堆放于沟槽旁，用作回填土5，开挖深度由建筑地基深度决定，可取2-4m，如果建筑地基较深，为防止过多的振动波绕过隔振沟可增加隔振沟深度，沟槽底宽度略大于外层钢筋混凝土圆筒1外直径，接着在沟槽底部整平并铺设底板3，接着在沟槽内布置双层钢筋混凝土圆筒，双层钢筋混凝土圆筒在隔振沟内连续布置，混凝土圆筒之间紧挨不留空隙，并在圆筒内填充泡沫混凝土块体，泡沫混凝土块体4在双层钢筋混凝土圆筒内填充满，不必压实，接着回填土至圆筒顶并在圆筒顶布置盖板8，待整个隔振沟完成封盖后回填土至地面并夯实完成隔振沟施工。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种圆柱单元式隔振沟，其特征在于：所述圆柱单元式隔振沟为预制结构，所述隔振沟由若干个隔振单元组成，所述隔振单元包括外层钢筋混凝土圆筒（1）、内层钢筋混凝土圆筒（2）、底板（3）、泡沫混凝土块体（4）、盖板（8），所述外层钢筋混凝土圆筒（1）和内层钢筋混凝土圆筒（2）为预制结构、预制钢筋混凝土构件，外层钢筋混凝土圆筒（1）和内层钢筋混凝土圆筒（2）形状均为圆筒状，设置在隔振沟内，所述内层钢筋混凝土圆筒（2）设置于外层钢筋混凝土圆筒（1）的内部，所述外层钢筋混凝土圆筒（1）和内层钢筋混凝土圆筒（2）顶部设有圆形的盖板（8），底部设有圆形的底板（3），所述底板（3）外边缘设有企口，中心设有圆形凹槽（3-1），所述圆形凹槽（3-1）直径和内层钢筋混凝土圆筒（2）外直径相同，所述盖板（8）与底板（3）结构相同，所述内层钢筋混凝土圆筒（2）嵌入圆形凹槽（3-1）内固定，所述外层钢筋混凝土圆筒（1）与内层钢筋混凝土圆筒（2）内填充有泡沫混凝土块体（4）。
2.根据权利要求1所述的一种圆柱单元式隔振沟，其特征在于：所述隔振单元排列成L形或口字形。
3.根据权利要求1所述的一种圆柱单元式隔振沟，其特征在于：所述钢筋混凝土圆筒（1）直径为1-1.2m，内层钢筋混凝土圆筒（2）直径为0.5-0.6m，外层钢筋混凝土圆筒（1）、内层钢筋混凝土圆筒（2）壁厚为80mm，高度为2-3m。
4.根据权利要求1所述的一种圆柱单元式隔振沟，其特征在于：所述泡沫混凝土块体（4）为回收的建筑垃圾中的泡沫混凝土，其体积不小于10cm³，所述泡沫混凝土块体（4）为任意不规则形状。
5.一种如权利要求1所述的圆柱单元式隔振沟的施工方法，其特征在于：在施工实施时，首先选择隔振沟位置，隔振沟设置在建筑物与振源之间的地基，且靠近建筑一侧；开挖沟槽，挖出土堆放于沟槽旁，用作回填土（5），开挖深度为2-4m，沟槽底宽度大于外层钢筋混凝土圆筒（1）外直径，在沟槽底部整平并铺设底板（3），在沟槽内布置外层钢筋混凝土圆筒（1）、内层钢筋混凝土圆筒（2）即双层钢筋混凝土圆筒，所述双层钢筋混凝土圆筒在隔振沟内连续布置，混凝土圆筒之间紧挨不留空隙，并在双层钢筋混凝土圆筒内填充满泡沫混凝土块体（4），接着回填土至圆筒顶并在圆筒顶布置盖板（8），待整个隔振沟完成封盖后回填土至地面并夯实完成隔振沟施工。
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2020
- 2020-04-29 CN CN202010355930.4A patent/CN111379281A/zh active Pending
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