[发明专利]一种减轻地铁运行诱发振动的斜桩隔振屏障及其制备方法

说明书

本发明公开了一种减轻地铁运行诱发振动的斜桩隔振屏障及其制备方法，斜桩隔振屏障设置在振源与振动受体之间，包括至少一排隔振层，每排隔振层由多个间隔布置的隔振桩组成，每个隔振桩包括预应力混凝土空心管桩和填充在预应力混凝土空心管桩内的填充材料。本发明利用振动波在遇到隔振屏障后发生反射、折射及衍射形成的相位差，有效减小振动波传播能量，进而达到减隔振目的；该屏障结构采用预应力管桩作为套筒，可有效减小施工难度，提高施工效率，同时还可充分发挥预应力管桩自身在受到振动作用后的自恢复特点，提高隔振屏障的强度，增加隔振屏障的使用年限。

技术领域

本发明涉及地下交通工程领域，特别涉及一种设置在振源与振动受体之间的倾斜联结排桩隔振屏障及其橡胶砂制备方法。

背景技术

随着城市轨道交通系统的快速发展，其节能、省地、大运量、安全等特点日趋显著。这就导致了人们日常生活中对于城市轨道交通系统需求量的急剧增大，与此同时，其所具有的诸多优势也使得这种交通系统所属覆盖的服务区经济快速发展，尤其是地铁这种城市轨道交通方式的出现，使这一现象更为明显。然而，地铁在高速运行过程中，会通过其下方轨道、道床等一系列子结构引起地面振动，同时通过隧道周围介质将这种振动传播给相邻建筑。且随着技术的愈发成熟，人们对于地铁运行速度的要求也在日益提高，但是当速度增幅到一个临界值时会伴随着共振现象的产生，这将带来极大的安全隐患，并且这种振动也必将会影响到周围人们的日常生产生活。因此，研究如何解决或是消减这种振动问题是十分必要的。

目前，对于地铁运行诱发地基振动问题的解决方法有两大类：一类是采用连续屏障隔振技术，如在振源、振动受体周围设立隔振垫层、混凝土芯墙等，也可在波的传播路径上设置连续隔振屏障，即开挖隔振沟来实现减隔振；另一类是采用非连续屏障隔振技术，这种方式多用设置孔列、混凝土单排桩、多排桩等形式实现。但是诸多工程实践表明，传统的隔振屏障技术存在许多缺陷，如稳定性差、施工难度高，以及现有技术限制下隔振效果不明显等问题仍亟待解决。

因此，采用一种节能、经济、环保、施工难度小、技术要求低的隔振方式成为了一个优选方案。

发明内容

本发明是为了解决传统隔振技术上存在的不足，提供一种减轻地铁运行诱发振动的斜桩隔振屏障及其橡胶砂制备方法。本发明屏障结构利用振动波在遇到隔振屏障后发生反射、折射及衍射形成的相位差，有效减小振动波传播能量，进而达到减隔振目的。该屏障结构采用预应力管桩作为套筒，可有效减小施工难度，提高施工效率，同时还可充分发挥预应力管桩自身在受到振动作用后的自恢复特点，提高隔振屏障的强度，增加隔振屏障的使用年限。

本发明所采用的技术方案是：一种减轻地铁运行诱发振动的斜桩隔振屏障，设置在振源与振动受体之间，所述斜桩隔振屏障包括至少一排隔振层，每排所述隔振层由多个间隔布置的隔振桩组成，每个所述隔振桩包括预应力混凝土空心管桩和填充在所述预应力混凝土空心管桩内的填充材料。

进一步地，所述填充材料采用橡胶砂，所述橡胶砂由橡胶集料、粗骨料、细砂、水泥和水组成，其中，所述水泥、水、细砂、粗骨料的配合比为2：1：3：6，所述橡胶集料的质量含量占所述橡胶砂总质量的4.5％。

进一步地，所述橡胶集料由5目橡胶颗粒、8目橡胶颗粒、10目橡胶颗粒和20目橡胶颗粒组成，所述5目橡胶颗粒、8目橡胶颗粒、10目橡胶颗粒和20目橡胶颗粒的质量比为4∶7∶6∶2。

进一步地，所述预应力混凝土空心管桩的侧壁内设置有预应力筋。

进一步地，当所述斜桩隔振屏障设置有两排以上隔振层时，相邻两排隔振层的隔振桩之间采用轴心正位排列方式。

进一步地，当所述斜桩隔振屏障设置有两排以上隔振层时，相邻两排隔振层的隔振桩之间采用轴心错位排列方式。

进一步地，当所述斜桩隔振屏障设置有两排以上隔振层时，每层隔震层的隔振桩长度由振源指向振动受体逐渐减小。