土基處理工程中的隔振板裝置及其施工工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種土基處理工程中的隔振板裝置，包括由若干并列的隔振單元組成的隔振陣列，且隔振陣列端部的第一個隔振單元的前端閉合，防止土屑掉落；相鄰兩個隔振單元相接部位部分上下疊合，用于阻擋土屑；所述隔振單元包括兩塊上下平行設置隔振單板，兩隔振單板之間間隔設置有隔振模塊。本發(fā)明還公開了利用該裝置的施工工藝。本發(fā)明通過在明溝內(nèi)設置隔振板，不僅能夠避免溝壁在強夯過程中因振動引起坍塌，能夠最大限度的保證隔振溝的隔振效果。隔振板內(nèi)部設置隔振模塊，不僅對隔振板起支撐作用，還能夠吸收波能，減小振動對鄰近構筑物的影響。該發(fā)明大大加強了隔振溝的隔振效果，同時減少充填材料的使用。
【專利說明】土基處理工程中的隔振板裝置及其施工工藝
[0001]
【技術領域】
[0002] 本發(fā)明涉及一種能夠廣泛用于強夯施工、爆破、軌道交通等一系列土木工程中周邊建筑隔振的適于土質(zhì)地基的隔振板裝置及其施工工藝。
【背景技術】
[0003]在工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常發(fā)生振動影響惡化環(huán)境的三類振源。
[0004]第一類是瞬態(tài)性振源，如強夯作業(yè)中的落錘錘擊地基、爆破工程中的炸藥釋放化學能等，這些振源屬沖式撞擊，振源振動能量很大，頻譜帶較寬，影響范圍很廣。
[0005]第二類是穩(wěn)態(tài)性振源，如空壓機、振動篩，以及制冷壓縮機、風機、水泵等，這些振源屬有規(guī)律周期反復作用。
[0006]第三類是隨機性振源。主要有火車、汽車、吊車和車床類，這些振源因受概率支配，其振動過程則假設為平穩(wěn)的各態(tài)歷經(jīng)的隨機過程。其中火車振動能量較大，范圍影響較廣。
[0007]上述三類振源存在相應的振動影響與危害，在工程設計中需認真地對待，妥善的采取相應的措施加以解決。如何將波能有效阻隔，減少其對附近構筑的影響與損害一直是工程界與學術界致力解決的問題。
[0008]目前，實際工程當中一般采用屏障隔振技術，即在振源及被保護目標之間設置一道隔振屏障，以阻斷波能(尤其是面波)的傳播。屏障隔振的方式很多，但從隔振機理來看，效果最好的是用明溝隔振，它幾乎不允許波能透射。但由于明溝容易坍塌，耐久性差，而且造成場地運用不靈活，所以在實際工程中應用較少，代之的是用各種材料充填起來的充填溝。目前常用的充填材料有粉煤灰、混凝土、礫石等。實踐證明，粉煤灰的隔振效果不理想，極配比難以掌握，長期隔振效果更差；混凝土充填溝造價太高，很不經(jīng)濟。總而言之，大面積開挖隔振溝土方量大，費時費力；且由于需要充填材料，隔振效果也不盡如人意。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種廣泛用于強夯施工、爆破、軌道交通等一系列土木工程中周邊建筑隔振的隔振板裝置及其施工工藝，能夠有效阻斷波能的傳播，同時，由于減少了土方量的開挖及機械化施工，使得施工效率也大幅提高。此外，對于大型工程來說，因避免了填充材料的使用可以顯著提高經(jīng)濟效益。
[0010]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案:
一種土基處理工程中的隔振板裝置，包括
由若干縱向并列的隔振單元組成的隔振陣列，且隔振陣列端部的第一個隔振單元的前端閉合，防止土屑掉落；
相鄰兩個隔振單元相接部位部分上下疊合，用于阻擋土屑；
所述隔振單元包括兩塊上下平行設置隔振單板，兩隔振單板之間間隔設置有隔振模塊。
[0011]所述兩隔振單板相對的兩個面上分別對應設置有與隔振模塊的邊緣外側相吻合的凸緣，用于將隔振模塊嵌在兩隔振單板之間。
[0012]所述隔振單板一次成型制作而成，其組成材料為聚丙烯或PVC建筑模板或高碳鋼。
[0013]所述隔振模塊為充氣氣囊、壓縮彈簧或粘彈性阻尼。
[0014]橫向，兩塊間隔一定寬度的隔振單板之間依照一定間距設置相應的隔振模塊組成一個隔振單元。
[0015]縱向，多個隔振單元并列，組成隔振陣列。
[0016]鉛垂方向，開挖一定深度的明溝，其寬度及長度尺寸與隔振單元尺寸相適應。
[0017]開挖明溝可采用施工技術成熟且高效的鏈條式開溝機。
[0018]由于鏈條式開溝機存在極限開挖深度，最大開挖深度接近3m。因此，當隔振深度小于3m時，采用開溝插板法；當隔振深度大于3m時，采用壓板擠密法；擠密機械可采用打樁機。隔振單板一次成型制作而成。隔振單板按隔振深度可分為1、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物，可選用生產(chǎn)技術成熟的PVC建筑模板；2、高強度，高硬度，高耐磨性的高碳鋼。本發(fā)明的隔振單板內(nèi)部設置隔振模塊。隔振模塊為減振吸振材料，可選用充氣氣囊、壓縮彈簧、粘彈性阻尼等。
[0019]當采用深層隔振時，在鉛垂方向分為多層隔振單板，層間通過螺栓連接；
隔振單元兩端設有連接槽，便于相鄰隔振單元之間緊密連接。
[0020]為避免擠密過程中土屑的掉落，隔振單元一端先插入鋼柱(擋土板)，待擠密完成后抽出，再與后續(xù)隔振單元相連接。
[0021]隔振單板擠密過程中上覆承載板,均勻分散錘擊力。
[0022]為了維持隔振單板(尤其是第一個隔振單元即母板)豎直位置，需事先在土中布設固定樁，固定樁樁身設有連接槽，與母板相連接。
[0023]一種利用土基處理工程中的隔振板裝置的施工工藝，包括淺層隔振和深層隔振，
淺層隔振:
1)、根據(jù)現(xiàn)場施工要求在地基土層開挖相應長度的溝槽；
2)、組裝隔振單元，在兩塊隔振單板之間沿一定距離設置充氣氣囊，在隔振單板板壁上附設貼合充氣氣囊邊緣線的突起，使得充氣氣囊能嵌在兩面隔振單板之間；此外，第一個隔振單元的一端需要閉合，防止土屑掉落；
3)、將首個隔振單元放置到溝中，放置過程中注意避免對土體的擾動；
4)、將其余的隔振單元貼著前一個單元依次放置到溝中，相鄰的兩個隔振單元相接部位通過互相疊合以阻擋土屑；
5)、待強夯、爆破工程完成后，充氣氣囊泄壓，將隔振單元依次從土中移出，回收利用；
6)、將先前開挖的空溝回填，將隔振單板移至下一施工場地繼續(xù)重復1)?5)步的流程，直至強夯、爆破作業(yè)的完成；
深層隔振:
I)、檢查各獨立隔振板的組裝連接情況，尤其是母板即第一塊打入地基的隔振單板各部分的連接；2)、先將固定樁下端打入地基，留出連接部分等待與母板連接；
3)、將母板與固定樁嵌固，在母板上部覆上承載板，用沖擊振動錘將母板打入地基中母板長四分之三的深度；要注意保持隔振單板與地基平面保持豎直；
4)、隔振單板橫向連接:將母板一側的鋼柱即擋土板拔出，子板即后接的隔振單板插入固定樁的連接槽中；將子板順著連接槽打入地基中板長四分之三的深度；將母板剩余高度繼續(xù)敲入地基中，并注意保證母板頂部高于地基水平面；后續(xù)子板依照以上流程順次連接，直至達到現(xiàn)場強夯所需要的隔振長度；
5)、待完成該層隔振單板作業(yè)后，由母板開始依次拼接下一層隔振單板，上下兩層隔振單板通過螺栓連接；后續(xù)操作依照步驟3) ^4)；
6)、待強夯施工完成后，充氣氣囊泄壓，并利用卷揚機牽引在隔振單板上端預留的孔洞將隔振單板依次拔出，進行下一段的施工。
[0024]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明通過在明溝內(nèi)設置隔振單板，不僅能夠避免溝壁在工作期間因振動引起坍塌，能夠最大限度的保證隔振溝的隔振效果。此外，在隔振單板內(nèi)部設置隔振模塊，不僅對隔振單板起支撐作用，另一方面能夠吸收波能，減小振動對鄰近構筑物的影響。該發(fā)明大大加強了隔振溝的隔振效果，同時減少充填材料的使用，并且采用機械化施工，使得施工效率大幅提高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是實施例1設置充氣氣囊情況下淺層隔振時隔振板的正視圖；
圖2是實施例1設置充氣氣囊情況下淺層隔振時隔振板的側視圖；
圖3是實施例1設置充氣氣囊情況下淺層隔振時隔振板的俯視圖；
圖4 Ca)是本發(fā)明隔振單元縱向連接示意圖；
圖4(b)是圖4 Ca)的俯視圖；
圖5是本發(fā)明實施例1施工完成后在土體中的效果示意圖；
圖6 (a)、(b)分別是實施例2設置充氣氣囊情況下深層隔振時隔振板(母板)的俯視圖及端部細部構造；
圖7是實施例2設置充氣氣囊情況下深層隔振時隔振板(母板)的平視圖；
圖8是實施例2設置充氣氣囊情況下深層隔振時隔振板(母板)的側視圖；
圖9 (a)、(b)分別是實施例2設置充氣氣囊情況下深層隔振時隔振板(子板)的俯視圖及其端部細部構造；
圖10是實施例2設置充氣氣囊情況下深層隔振時隔振板(子板)的平視圖；
圖11是實施例2設置充氣氣囊情況下深層隔振時隔振板(母板)的側視圖；
圖12 (a)、(b)分別是實施例2設置充氣氣囊情況下深層隔振時隔振板縱向連接示意圖及細部構造；
圖13 (a)、(b)分別是實施例2設置充氣氣囊情況下深層隔振時隔振板鉛垂方向連接示意圖及細部構造；
圖14 (a)、(b)、(C)分別是承載板三向視圖；
圖15 (a)、(b)、(c)分別是固定樁平視圖、俯視圖及細部構造；
圖16是實施例1設置充氣氣囊情況下深層隔振時的施工流程示意圖； 其中1.隔振單板，2.隔振模塊。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0027]實施例1 (淺層隔振):
如圖1飛所示，一種新型隔振板，包括隔振單板1，兩塊隔振板中間設置的隔振模塊2，此處以充氣氣囊為例。隔振單板I的成分為聚丙烯、聚氯乙烯聚合等高分子物，可選用生產(chǎn)技術成熟的PVC建筑模板。充氣氣囊2可選用適宜尺寸的橡膠輪胎，也可根據(jù)實際情況自行設計。此外，通過在氣囊上連接一定長度的充氣通道，便于隨時調(diào)節(jié)氣囊內(nèi)部的氣壓，有利于隔振板的安裝與拆卸。
[0028]橫向，兩塊間隔一定寬度的隔振單板之間依照一定間距設置相應的隔振模塊組成一個隔振單元。
[0029]縱向，多個隔振單元并列，組成隔振陣列。
[0030]鉛垂方向，開挖一定深度的明溝，其寬度及長度尺寸與隔振單元尺寸相適應。
[0031]開挖明溝可采用施工技術成熟且高效的鏈條式開溝機。
[0032]一種利用土基處理工程中的隔振板裝置的淺層隔振施工工藝，
0.根據(jù)現(xiàn)場施工要求在地基土層開挖相應長度的溝槽；
2)、組裝隔振單元，在兩塊隔振單板之間沿一定距離設置充氣氣囊，在隔振單板板壁上附設貼合充氣氣囊邊緣線的突起，使得充氣氣囊能嵌在兩面隔振單板之間；此外，第一個隔振單元的一端需要閉合，防止土屑掉落；
3)、將首個隔振單元放置到溝中，放置過程中注意避免對土體的擾動；
4)、將其余的隔振單元貼著前一個單元依次放置到溝中，相鄰的兩個隔振單元相接部位通過互相疊合以阻擋土屑；
5)、待強夯、爆破工程完成后，充氣氣囊泄壓，將隔振單元依次從土中移出，回收利用；
6)、將先前開挖的空溝回填，將隔振單板移至下一施工場地繼續(xù)重復1)?5)步的流程，直至強夯、爆破等作業(yè)的完成；
實施例2 (深層隔振):
如圖6?16所示，一種新型隔振板，包括隔振單板1，兩塊隔振板中間設置的隔振模塊2，此處以充氣氣囊為例。隔振單板I的成分為高碳鋼。充氣氣囊2可選用適宜尺寸的橡膠輪胎，也可根據(jù)實際情況自行設計。此外，通過在氣囊上連接一定長度的充氣通道，便于隨時調(diào)節(jié)氣囊內(nèi)部的氣壓，有利于隔振板的安裝與拆卸。由于加固深度較大，在鉛垂方向通過螺栓上下依次拼接的方式。位于最下層的隔振單元底部為尖錐形構造，便于擠密土體。
[0033]由于鏈條式開溝機存在極限開挖深度，最大開挖深度接近3m。因此，當隔振深度小于3m時，采用開溝插板法；當隔振深度大于3m時，采用壓板擠密法；擠密機械可采用打樁機。
[0034]當采用深層隔振時，在鉛垂方向分為多層隔振單板，層間通過螺栓連接；
隔振單元兩端設有連接槽，便于相鄰隔振單元之間緊密連接。
[0035]為避免擠密過程中土屑的掉落，隔振單元一端先插入鋼柱(擋土板)，待擠密完成后抽出，再與后續(xù)隔振單元相連接。[0036]隔振單板擠密過程中上覆承載板，均勻分散錘擊力。
[0037]為了維持隔振單板(尤其是第一個隔振單元即母板)豎直位置，需事先在土中布設固定樁，固定樁樁身設有連接槽，與母板相連接。
[0038]一種利用土基處理工程中的隔振板裝置的深層隔振施工工藝，
1)、檢查各獨立隔振板的組裝連接情況，尤其是母板即第一塊打入地基的隔振單板各部分的連接；
2)、先將固定樁下端打入地基，留出連接部分等待與母板連接；
3)、將母板與固定樁嵌固，在母板上部覆上承載板，用沖擊振動錘將母板打入地基中母板長四分之三的深度； 要注意保持隔振單板與地基平面保持豎直；
4)、隔振單板橫向連接:將母板一側的鋼柱即擋土板拔出，子板即后接的隔振單板插入固定樁的連接槽中；將子板順著連接槽打入地基中板長四分之三的深度；將母板剩余高度繼續(xù)敲入地基中，并注意保證母板頂部高于地基水平面；后續(xù)子板依照以上流程順次連接，直至達到現(xiàn)場強夯所需要的隔振長度；
5)、待完成該層隔振單板作業(yè)后，由母板開始依次拼接下一層隔振單板，上下兩層隔振單板通過螺栓連接；后續(xù)操作依照步驟3) ^4)；
6)、待強夯施工完成后，充氣氣囊泄壓，并利用卷揚機牽引在隔振單板上端預留的孔洞將隔振單板依次拔出，進行下一段的施工。
[0039]實施例3:
與實施例1不同的是，隔振模塊2為壓縮彈簧。
[0040]實施例4:
與實施例2不同的是，隔振模塊2為粘彈性阻尼。
[0041]上述雖然結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發(fā)明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。
【權利要求】
1.一種土基處理工程中的隔振板裝置，其特征是，包括 由若干縱向并列的隔振單元組成的隔振陣列，且隔振陣列端部的第一個隔振單元的前端閉合，防止土屑掉落； 相鄰兩個隔振單元相接部位部分上下疊合，用于阻擋土屑； 所述隔振單元包括兩塊上下平行設置隔振單板，兩隔振單板之間間隔設置有隔振模塊； 所述兩隔振單板相對的兩個面上分別對應設置有與隔振模塊的邊緣外側相吻合的凸緣，用于將隔振模塊嵌在兩隔振單板之間。
2.如權利要求1所述的土基處理工程中的隔振板裝置，其特征是，所述隔振單板一次成型制作而成，其組成材料為聚丙烯或PVC建筑模板或高碳鋼。
3.如權利要求1所述的土基處理工程中的隔振板裝置，其特征是，所述隔振模塊為充氣氣囊、壓縮彈簧或粘彈性阻尼。
4.一種利用權利要求1所述土基處理工程中的隔振板裝置的施工工藝，其特征是，包括淺層隔振和深層隔振， 淺層隔振: 1)、根據(jù)現(xiàn)場施工要求 在地基土層開挖相應長度的溝槽； 2)、組裝隔振單元，在兩塊隔振單板之間沿一定距離設置充氣氣囊，在隔振單板板壁上附設貼合充氣氣囊邊緣線的突起，使得充氣氣囊能嵌在兩面隔振單板之間；此外，第一個隔振單元的一端需要閉合，防止土屑掉落； 3)、將首個隔振單元放置到溝中，放置過程中注意避免對土體的擾動； 4)、將其余的隔振單元貼著前一個單元依次放置到溝中，相鄰的兩個隔振單元相接部位通過互相疊合以阻擋土屑； 5)、待強夯、爆破工程完成后，充氣氣囊泄壓，將隔振單元依次從土中移出，回收利用； 6)、將先前開挖的空溝回填，將隔振單板移至下一施工場地繼續(xù)重復1)~5)步的流程，直至強夯、爆破作業(yè)的完成； 深層隔振: 1)、檢查各獨立隔振板的組裝連接情況，尤其是母板即第一塊打入地基的隔振單板各部分的連接； 2)、先將固定樁下端打入地基，留出連接部分等待與母板連接； 3)、將母板與固定樁嵌固，在母板上部覆上承載板，用沖擊振動錘將母板打入地基中母板長四分之三的深度；要注意保持隔振單板與地基平面保持豎直； 4)、隔振單板橫向連接:將母板一側的鋼柱即擋土板拔出，子板即后接的隔振單板插入固定樁的連接槽中；將子板順著連接槽打入地基中板長四分之三的深度；將母板剩余高度繼續(xù)敲入地基中，并注意保證母板頂部高于地基水平面；后續(xù)子板依照以上流程順次連接，直至達到現(xiàn)場強夯所需要的隔振長度； 5)、待完成該層隔振單板作業(yè)后，由母板開始依次拼接下一層隔振單板，上下兩層隔振單板通過螺栓連接；后續(xù)操作依照步驟3) ^4)； 6)、待強夯施工完成后，充氣氣囊泄壓，并利用卷揚機牽引在隔振單板上端預留的孔洞將隔振單板依次拔出，進行下一段的施工。
【文檔編號】E02D31/08GK103938657SQ201410195106
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月9日 優(yōu)先權日:2014年5月9日
【發(fā)明者】姚占勇, 金壯, 張曉萌, 潘相宏, 吳建清 申請人:山東大學