CN117822549A - 一种柔性隔振排水装置、隔振排水系统及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性隔振排水装置，包括气带、排水带和靴头，所述气带和排水带固定连接，所述气带和排水带的下端与靴头固定连接，所述靴头为V型结构，所述靴头上设有连接板，所述排水带和气带固定设置于连接板上；在施工过程中，首先通过插板机将靴头、气带和排水带插入地下，拔出插板机后向气带内充气，使气带膨胀，充满气体的气带能够在地基强夯过程中阻断振动波的传播，起到隔振效果，排水带能够将土壤内的水排出，避免土壤内残留水分，影响夯实效果；本发明结构简单，施工快捷方便，缩短施工工期，并且能够起到良好的隔振排水效果，提高地基强夯效果，减少对地基附近建筑物的损伤。

Description

一种柔性隔振排水装置、隔振排水系统及施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种柔性隔振排水装置、隔振排水系统及施工方法。

背景技术

强夯法作为一种主动地基加固处理技术，可充分利用并发挥地基土自身的力学特点，在国内外地基加固工程中应用广泛。强夯法的加固机理是反复将夯锤提升至高处使其自由落下，给地基以巨大的冲击能量，通过压缩波和剪切波的形式在土体中传播，使松散土体压缩，导致孔隙中水和气体的排出，土颗粒趋向紧密排列，提高土体承载能力。夯锤与地面接触时产生的振动波，在加固土体的同时，其引起的振动也将对周边环境造成不良影响，比如，对建筑物功能和结构的损伤、对仪器设备工作的干扰、对牲畜生理机能的危害等。

目前，强夯工程中，主要的隔振手段是在临近建筑(构)物附近挖设隔振沟，隔振沟的开挖深度和稳定性受到土体性质、地下水高度、场地尺寸等条件影响，隔振效果无法有效保证。实际工程中，为了增强隔振沟的稳定性，经常将碎石、粉煤灰等工程材料填入隔振沟中，这就导致施工过程复杂繁琐，施工劳动强度大，施工工期延长；并且，强夯使土体颗粒趋于紧密的同时，将挤压土体中的孔隙水，在土体内形成超孔隙水压力，如孔隙水短期内无法找到排水路径，将直接影响强夯加固效果。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种柔性隔振排水装置、隔振排水系统及施工方法。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种柔性隔振排水装置，包括气带、排水带和靴头，所述气带和排水带固定连接，所述气带和排水带的下端与靴头固定连接。

优选地，所述气带和排水带外包裹有滤膜。

优选地，所述滤膜的外侧套设有卡箍，防止滤膜松脱。

优选地，所述滤膜为机织或非制造复合土工布。

优选地，所述靴头包括侧板和连接板，所述侧板设有两个，两个所述侧板倾斜设置形成“V”字形结构，所述连接板固定设置于两个所述侧板之间，所述连接板与气带和排水带固定连接。

优选地，所述连接板上开设有安装槽，所述气带和排水排插设于安装槽内，所述气带和排水带上卡设有卡扣，所述卡扣位于连接板的下方。

优选地，所述排水带上设有上下贯穿的排水通道。

一种隔振排水系统，所述柔性隔振排水装置插设于排水沟内，所述排水沟内还铺设有砂垫层。

优选地，还设置有集水坑，所述集水坑与排水沟相连通。

一种柔性隔振排水装置的施工方法，包括以下步骤：

S1，进行场地平整；

S2，测放施工区边界，标记柔性隔振排水装置设置位置，并在柔性隔振排水装置标记位置挖设排水沟和集水坑；

S3，将气带和排水带穿入靴头，并用卡扣固定；

S4，将靴头套入插板机的导管，并将靴头插入排水沟内；

S5，拔出插板机的导管，并将地面上方的气带和排水带剪断；

S6，通过空气压缩机向气带内充气，达到设计压力后，用热熔机将气带的端部进行塑封；

S7，向排水沟内铺设砂垫层；

S8，对地基进行强夯，强夯完成后将气带内的气体排出，并向气带内充入水泥浆液。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

1.在本发明中，将排水带和气带固定设置于靴头上，通过插板机将靴头、气带和排水带插入地基周围的地下，拔出插板机后向气带内充入气体，使气带形成气囊状结构，地基在强夯过程中气囊中的气带能够起到缓冲隔振的作用，防止振动波传导至地基周围，起到保护地基周围建筑的作用；

2.在本发明中，强夯过程中将土壤内的水挤压至排水带出，水从排水带的排水通道中溢出，最终汇集至集水坑内，能够使土壤内的水正常排出，增强地基的强夯加固效果；

3.在本发明中，土壤内的水将排水带的排水通道灌满后，排水通道内的水同样能够起到隔振的作用，避免振动波的传导，从而增强隔振效果。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的隔振排水装置立体示意图；

图3是图2的A部放大图；

图4是本发明的靴头立体示意图。

图中：1是气带，2是排水带，3是靴头，4是滤膜，5是卡箍，6是侧板，7是连接板，8是安装槽，9是卡扣，10是排水沟，11是砂垫层，12是集水坑。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图3所示，一种柔性隔振排水装置，包括气带1、排水带2和靴头3，所述气带1和排水带2固定连接,所述排水带2的侧面与气带1的侧面通过胶粘的方式固定连接，所述气带1和排水带2的宽度相同，所述气带1和排水带2的下端与靴头3固定连接，在对地基强夯之前，首先通过插板机将靴头3以及固定在靴头3上的气带1和排水带2插入地基周围的地下，随后将地面上方的气带1和排水带2截断，所述排水带2朝向地基的一侧，通过压缩机向气带1内充入气体，使气带膨胀，充气完成后将气带1上端的开口端进行密封，密封可采用卡扣固定锁紧的方式对气带1上端的开口端进行密封，也可采用热熔的方式将气带1上端的开口端密封，防止气体从气带1中泄露，气带膨胀后地基在进行强夯时，产生的振动波在传导至气带1处时能够隔断振动波的传导，起到隔振的作用；同时，强夯过程中地基土壤内的水气经过挤压进入排水带2中，经排水带2排至地面上，在排水过程中排水带2中处于注水状态，排水带2内的水同样能够起到隔振作用，从而增强隔振效果。

需要说明的是，根据现场需要从而确定柔性隔振排水装置设置的排数为单排或多排，若是采用单排时，可在地下插入多个柔性隔振排水装置，相邻两个柔性隔振排水装置可以间隔设置，也可以采用相互紧贴的方式设置；若采用多排设置时，同样的，每一排均设有多个柔性隔振排水装置，相邻两个柔性隔振排水装置可以间隔设置，也可以采用相互紧贴的方式设置，相邻两排之间交错设置，从而起到隔振排水的效果。

更进一步地，所述气带1和排水带2外包裹有滤膜4，所述滤膜4为机织或非制造复合土工布制作而成，所述滤膜4的渗透系数大于10^-3cm/s，所述滤膜4用于过滤泥沙，防止泥沙进入排水带2中造成排水带2堵塞。

更进一步地，所述滤膜4的外侧套设有卡箍5，所述卡箍5由下至上设有多个，所述卡箍5可采用金属或塑料制成，具有一定的形变量，能够将滤膜4与排水带2和气带1相连接，防止滤膜4松脱。

更进一步地，如图4所示，所述靴头3为钢筋钢筋混凝土预制或钢材焊接制成，所述靴头3包括侧板6和连接板7，所述侧板6设有两个，两个所述侧板6倾斜设置形成“V”字形结构，两个侧板3的下端通过焊接的方式固定连接，所述连接板7固定设置于两个所述侧板6之间，所述连接板7与气带1和排水带2固定连接，插板机在将靴头3、气带1和排水带2插入地下时，靴头3位于下方便于插入，并且靴头3在插入过程中可以将土壤松散，对气带1内进行充气时可以使气带1快速膨胀，将靴头3插入过程中产生的孔洞填充满，从而起到隔振的作用。

在另一实施例中，所述靴头3可以为一个侧板折弯形成，折弯形成V字型结构，连接板设置于折弯后的侧板之间，气带1和排水带2固定设置于连接板7上。

更进一步地，如图2和图4所示，所述连接板7上开设有安装槽8，所述气带1和排水排2插设于安装槽8内，所述气带1和排水带2的下端位于安装槽8的下方，所述气带1和排水带2上卡设有卡扣9，所述卡扣9位于连接板7的下方，所述卡扣9的尺寸大于安装槽8的尺寸，位于连接板7下方的卡扣9无法从安装槽8中通过，从而对气带1和排水带2起到固定作用，防止气带1和排水带2从安装槽8中脱落，所述卡扣9可以采用金属材质制成，例如铝制、铜制等材质，具有一定的形变量，能够将气带1和排水带2卡紧固定；同时，由于气带1的两端为开口状结构，因此卡扣9在将位于下端的气带1卡紧后，向气带1内充气时气体不会泄露，起到密封的作用。

在另一实施例中，所述滤膜4将气带1和排水带2完全包裹，所述气带1、排水带2和滤膜4穿过连接板7上的安装槽，所述卡扣9卡设于滤膜4的外部，所述卡扣9位于连接板7的下方，所述卡扣9将滤膜4、气带1和排水带2固定连接，并防止气带1、排水带2和滤膜4从安装槽8中脱出，同时还能起到对气带1密封的作用，防止漏气。

更进一步地，所述排水带2上设有上下贯穿的排水通道，在本实施例中，所述排水带2包括一条横向骨架以及多条竖向骨架，多天所述竖向骨架间隔设置于横向骨架上，所述竖向骨架和横向骨架垂直设置，相邻两个竖向骨架和横向骨架合围形成排水通道，地基内的水经过强夯挤压从排水通道下端进入，并不断升高，直至从排水通道的上端排出，起到排水作用，而在排水过程中，排水通道内始终处于满水状态，排水通道内的水还能够起到隔振的效果。

在另一实施例中，所述排水带2包括多条横向骨架以及多条竖向骨架，多条所述横向骨架平行间隔设置，竖向骨架将多条横向骨架连接，多条竖向骨架平行间隔设置于横向骨架上，横向骨架和竖向骨架合围形成多个排水通道，地基土壤内的水经挤压进入排水通道排出。

需要说明的是，所述气带1是聚丙烯与聚乙烯按比例混合制成的柔性材料，其混合比例为(3-7)：(7-3)，按照实际需求进行比例调节，采用注塑的制作工艺制成，是中间具有空腔的带状结构，气带1的下端锁紧密封后固定设置于靴头3上，将靴头3插入地下后将外露与地面上方的气带1剪断，空气可从气带上端的开口充入气带1内形成气囊；所述排水带2同一是采用聚丙烯与聚乙烯按照比例混合制成，其混合比例为(3-7)：(7-3)，按照实际需求进行比例调节，使排水带2的刚度大于气带，气带1在充气后对排水带2进行挤压而排水带2不会产生明显形变，同时卡扣9和卡箍5在卡紧过程中也不会使排水带2产生明显形变，地基内的水能够从排水通道下端溢流至排水通道上端排出而不会出现堵塞。

一种隔振排水系统，首先在地面上开挖排水沟10，随后将柔性隔振排水装置插设于排水沟10内，最后在排水沟10内设有砂垫层11，所述柔性隔振排水装置的排水带2的上端位于砂垫层11的上方，地基内的水从排水带2中排出后，溢流至排水沟10内，而砂垫层11不易存水，因此溢流出的水可沿砂垫层11流动至指定位置。

更进一步地，还设置有集水坑12，所述集水坑12位于排水沟10内，所述集水坑12的深度大于排水沟10的深度，所述集水坑12与排水沟10相连通，排水带中排出的水沿排水沟10的砂垫层11流动至集水沟12内进行收集，收集后可集中吸取处理，防止水再次渗入地基内，影响地基的夯实效果。

一种柔性隔振排水装置的施工方法，包括以下步骤：

S1，进行场地平整；

S2，测放施工区边界，标记柔性隔振排水装置设置位置，并在柔性隔振排水装置标记位置挖设排水沟和集水坑；

S3，将气带和排水带穿入靴头，并用卡扣固定；

S4，将靴头套入插板机的导管，并将靴头插入排水沟内；

S5，拔出插板机的导管，并将地面上方的气带和排水带剪断；

S6，通过空气压缩机向气带内充气，达到设计压力后，用热熔机将气带的端部进行塑封；

S7，向排水沟内铺设砂垫层；

S8，对地基进行强夯，强夯完成后将气带内的气体排出，并向气带内充入水泥浆液。

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实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种柔性隔振排水装置，其特征在于，包括气带(1)、排水带(2)和靴头(3)，所述气带(1)和排水带(2)固定连接，所述气带(1)和排水带(2)的下端与靴头(3)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种柔性隔振排水装置，其特征在于，所述气带(1)和排水带(2)外包裹有滤膜(4)。

3.根据权利要求2所述的一种柔性隔振排水装置，其特征在于，所述滤膜(4)的外侧套设有卡箍(5)，防止滤膜(4)松脱。

4.根据权利要求2所述的一种柔性隔振排水装置，其特征在于，所述滤膜(4)为机织或非制造复合土工布。

5.根据权利要求1所述的一种柔性隔振排水装置，其特征在于，所述靴头(3)包括侧板(6)和连接板(7)，所述侧板(6)设有两个，两个所述侧板(6)倾斜设置形成“V”字形结构，所述连接板(7)固定设置于两个所述侧板(6)之间，所述连接板(7)与气带(1)和排水带(2)固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种柔性隔振排水装置，其特征在于，所述连接板(7)上开设有安装槽(8)，所述气带(1)和排水排(2)插设于安装槽(8)内，所述气带(1)和排水带(2)上卡设有卡扣(9)，所述卡扣(9)位于连接板(7)的下方。

7.根据权利要求1所述的一种柔性隔振排水装置，其特征在于，所述排水带(2)上设有上下贯穿的排水通道。

8.一种隔振排水系统，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的柔性隔振排水装置，地面上挖设有排水沟(10)，所述柔性隔振排水装置插设于排水沟(10)内，所述排水沟(10)内还铺设有砂垫层(11)。

9.根据权利要求8所述的一种隔振排水系统，其特征在于，还设置有集水坑(12)，所述集水坑(12)与排水沟(11)相连通。

10.一种根据权利要求1-7任一项所述的柔性隔振排水装置的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，进行场地平整；

S2，测放施工区边界，标记柔性隔振排水装置设置位置，并在柔性隔振排水装置标记位置挖设排水沟和集水坑；

S3，将气带和排水带穿入靴头，并用卡扣固定；

S4，将靴头套入插板机的导管，并将靴头插入排水沟内；

S5，拔出插板机的导管，并将地面上方的气带和排水带剪断；

S6，通过空气压缩机向气带内充气，达到设计压力后，用热熔机将气带的端部进行塑封；

S7，向排水沟内铺设砂垫层；

S8，对地基进行强夯，强夯完成后将气带内的气体排出，并向气带内充入水泥浆液。