[发明专利]一种超低频隔振多层填充桩基

说明书

本发明涉及一种超低频隔振多层填充桩基，包括桩芯、软体层、管桩、注浆层以及封底块；管桩由多个沿轴线开设通孔的预制圆柱体依次连接而成；桩芯由钢筋混凝土预制多个圆柱体叠加形成；软体层夹设于管桩和桩芯之间；注浆层分布于管桩外围；封底块设置于管桩中，且位于管桩的底部。将该多层填充桩基周期布置，可隔断特定频率的超低频振动波。

技术领域

本发明属于土木工程领域，具体涉及一种超低频隔振多层填充桩基。

背景技术

在工程隔振方法中，较多采用空沟或充填沟等，少部分采用桩基隔振。对于空沟和填充沟，其振机理是破坏振动波传播途径，使波直接反射回去。其中，空沟隔振效果最好。对于充填沟，根据充填材料不同隔振效果差异较大。一般充填橡胶或煤灰等软体材料时隔振效果较好。

但是，空沟和软体材料充填沟均属于连续隔振屏障。该类方法一方面施工难度较大，另一方面也会影响地基完整性和承载力，不利于地基长期稳定，所以该类方法一般只适应于地质条件较好的区域临时隔振。传统桩基隔振，由于缺乏清晰的隔振理论基础，很难针对特定频率振动波隔振，隔振效果较差，其更多偏向于地基处理。

近来，周期性排桩隔振也有了进一步的发展：对于基于布拉格散射机理的隔振排桩，其特征是隔振频率对应波长约为晶格常数的2倍。因此，在有限空间内，该方法很难隔断长波振动，从而难以满足土木工程中波长较大的低频隔振。

对于基于局域共振机理的隔振排桩，该机理可以实现小尺寸控制大波长，在土木工程隔振具有较好前景。当前研究的局域共振桩包括单层桩(空心管桩)和双层桩(含一种软质填充料的填充管桩)，该类桩基主要依赖管桩内壁的凌空面或软弱面来产生局域共振，可在一定程度降低带隙频率。但由于管桩本身刚度较大，因此该类桩基很难激发超低频共振，不适应超低频隔振。

其次，既有局域共振桩基设计方法，大多通过调整桩基直径或更换填充料类型来调节带隙频率。但是，现实情况，在有限隔振空间中，桩基直径可调节性受限，且反复调节桩基直径不利于批量生产与管理。在填充料类型方面，受材料制作工艺限制，很难产生一系列不同刚度的材料，且精度难以控制，其开发、生产及管理成本亦较高。

因此，本发明设计一种超低频隔振多层填充桩基，可满足当前超低频环境隔振需求，且该多层填充桩基结构简单，操作便利，成本低廉，易实现批量生产与加工。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种超低频隔振多层填充桩基，通过桩芯、软体层、管桩、注浆层以及封底块模块化的组合形成隔振桩基。其中，管桩和注浆层可有效保证地基及桩基础的稳定性，软体层设于管桩内部，可保证软体层的稳定性，确保桩基的长期隔振效果。软体层根据间隙位置不同，可设置成截面带孔型、截面离散型、轴向离散型等，通过控制软体层间隙尺寸大小，可以灵活并较精确调整带隙范围，并最终实现各频段的超低频隔振。该结构简单，适应性较强，易实现批量生产，可广泛应用于土木工程各领域隔振减振。

本发明提供的一种技术方案：

一种超低频隔振多层填充桩基包括桩芯、软体层、管桩、注浆层以及封底块；管桩由多个沿轴线开设通孔的预制圆柱体依次连接而成；桩芯由多个圆柱体依次叠加形成；软体层夹设于管桩和桩芯之间；封底块设置于管桩中，且位于管桩的底部；注浆层包覆管桩。

进一步地，软体层沿管桩轴线方向延伸，且软体层包覆桩芯。

进一步地，软体层上开设间隙；多个间隙间隔设置。

进一步地，间隙均匀分布于软体层上。

进一步地，间隙为通孔；通孔的轴线与管桩轴线平行；多个通孔间隔设置于软体层中。

进一步地，多个通孔绕管桩的轴线阵列设置；且不同通孔的直径均相同。

进一步地，多个软体层绕管桩的轴线间隔设置。