一种针对低频表面波隔振的周期性桩-墙结构及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种针对低频表面波隔振的周期性桩

【技术实现步骤摘要】
一种针对低频表面波隔振的周期性桩
‑
墙结构及施工方法


[0001]本专利技术涉及岩土工程隔振
，尤其涉及一种针对低频表面波隔振的周期性桩
‑
墙结构及施工方法。

技术介绍

[0002]岩土工程隔振措施主要分为两大类：以“地下连续墙”为代表的连续性隔振屏障和以“桩基”为代表的非连续性隔振屏障。地下连续墙具有较好的隔振效果，但在高水位、软土中施工难度大，成本高，因此，施工深度有限。桩基施工成本较低，适应性强，但桩基整体隔振效果不如连续墙。其次，对于低频波隔振，由于其波长较长，需要较大尺寸的隔振屏障(大厚度地下连续墙和大直径桩基)，才能满足隔振效果，这对施工难度和施工成本都提出了较大挑战。因此，在低频隔振中，无论是地下连续墙还是桩基，其单独工作的隔振效率都很难满足现场隔振需求。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术设计了一种针对低频表面波隔振的周期性桩
‑
墙结构及施工方法。
[0004]本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种针对低频表面波隔振的周期性桩
‑
墙结构，包括并排排列的至少一个的桩
‑
墙结构隔振单元，桩
‑
墙结构隔振单元包括桩基、连续墙、原始土体、改良土体和基岩，桩基呈两排均匀插入原始土体内，桩基底部嵌入基岩内，原始土体的浅层土体内每排桩基之间嵌入连接有连续墙，原始土体的浅层土体内两排桩基和连续墙间固定设置有改良土体。
[0006]作为优选，所述连续墙两侧为截面为半圆形的圆弧面，连续墙两侧的圆弧面分别与桩基配合。
[0007]作为优选，所述连续墙为钢筋混凝土预制而成，连续墙的中心截面M
‑
M面为梯形，梯形的顶边s2大于同排两桩基间最小间隔s1，梯形的底边s3小于同排两桩基间最小间隔s1。
[0008]作为优选，所述连续墙通过静力按压方式嵌入两桩基中间紧固固定。去s3略小于s1，s2略大于s1。
[0009]作为优选，所述桩
‑
墙结构隔振单元厚度尺寸a由被隔振振动源的频率决定，a＝v/f/2,v表面波波速，f为隔振频段中心频率；桩基嵌岩深度b取0
‑
5m；桩
‑
墙结构隔振单元内桩基排距m取(0.5
‑
0.8)a；桩基间距n取(0.6
‑
1)a；桩基长度H取(10
‑
20)a；地下连续墙深度h取被隔振振动源的频率对应波长，桩基直径D取0.8
‑
1.2m；地下连续墙厚度d取(0.5
‑
0.8)D，连续墙两端截面的半圆形圆弧半径r＝D/2。
[0010]一种根据权利要求1
‑
5任一项所述的一种针对低频表面波隔振的周期性桩
‑
墙结构的施工方法，其特征是，其施工步骤为：
[0011]S1.根据现场振动频率，及场地土层物理力学参数，确定设计参数：
[0012]通过现场测试，测得表面波波速v；确定待隔振表面波主频率f；通过公式a＝v/f/2，确定桩
‑
墙结构隔振单元厚度尺寸a；根据地下基岩埋深及基岩完整性确定桩基嵌入基岩深度b；桩
‑
墙结构隔振单元内桩基排距m取(0.5
‑
0.8)a；桩基间距n取(0.6
‑
1)a；桩基长度H取(10
‑
20)a；地下连续墙深度h取被隔振频率对应波长，通常满足h＝v/f；桩基直径D取0.8
‑
1.2m；地下连续墙厚度d取(0.5
‑
0.8)D；
[0013]S2.现场放样，确定桩基及连续墙施工位置；
[0014]S3.根据管桩施工技术，完成桩基施工步骤；
[0015]S4.根据设计参数及管桩施工偏差，调整并确定地下连续墙尺寸，并进行预制加工；
[0016]S5.地下连续墙施工：施工时，通过静力按压或适当锤击的方式，将连续墙镶嵌至桩基之间；
[0017]S6.桩基及地下连续墙缝隙注浆加固；
[0018]S7.通过现场隔振测试及数值模拟，对两连续墙中间的土体进行改良形成改良土体，增大弹性模量，提升隔振效果，完成整个周期性桩
‑
墙结构的施工。
[0019]作为优选，步骤S1中，原始土体的深度桩基长度H小于20a时，H取(10
‑
20)a或者地面至嵌入的基岩中间长度。
[0020]作为优选，步骤S4中，待桩基施工完毕后，通过现场测量的方式获得各桩基间最小间距s1，通过数值模拟或理论分析方式确定s2和s3，使得连续墙单元能顺利嵌入安装至两桩基中间紧固固定，并产生一定的预应力。
[0021]作为优选，步骤S7中，在两连续墙中间的土体改良时，采用高压注浆的改良方式进行改良。当然也可以通过其他可行的改良方式进行土体改良，以提高中间土体弹性模量，数值计算显示：中间土体弹性模量提高10倍以上就有明显改善效果。改良强度可以通过数值模拟或现场测试反馈的方式决定，通常改良强度越高，隔振效果越好。
[0022]本专利技术的有益效果是：(1)、本专利技术可以将桩基深度优势与连续墙的连续性优势发挥到极致，二者相辅相成，极易适合表面波隔振；(2)、专利技术的桩基和连续墙的组合方式可以多样化，根据周期性理论可知，该结构隔振频率调控性较好，可在一定程度减小使用大厚度地下连续墙和大直径桩基隔振；(3)、连续墙两侧为截面为半圆形的圆弧面，连续墙的中心截面M
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M面为梯形，预制而成，通过静力按压方式至两桩基中间，因此，该方法施工便利，且可形成较大的预应力，保证桩
‑
墙镶嵌效果；(4)、本专利技术“桩
‑
墙结构”在施工顺序上通常是先施工桩基，再施工地下连续墙，因此该方法既可适应于全新场地隔振，又可适应于既有桩基场地的隔振。
附图说明
[0023]图1是本专利技术的一种使用状态图；
[0024]图2是本专利技术中桩
‑
墙结构隔振单元的一种结构示意图；
[0025]图3是本专利技术中桩
‑
墙结构隔振单元去除原始土体的一种结构示意图；
[0026]图4是本专利技术中单组桩基和连续墙连接结构的一种示意图；
[0027]图5是本专利技术中连续墙的一种立体图；
[0028]图6是本专利技术中连续墙的一种俯视图；
[0029]图7是图6中M
‑
M的一种截面图；
[0030]图中：1、桩
‑
墙结构隔振单元，2、振动源，3、被保护区，4、桩基，5、连续墙，6、原始土体，7、改良土体，8、基岩。
具体实施方式
[0031]下面通过具体实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的具体描述：
[0032]实施例：如附图1
‑
7所示，一种针对低频表面波隔振本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对低频表面波隔振的周期性桩
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墙结构，其特征是，其包括并排排列的至少一个的桩
‑
墙结构隔振单元，桩
‑
墙结构隔振单元包括桩基、连续墙、原始土体、改良土体和基岩，桩基呈两排均匀插入原始土体内，桩基底部嵌入基岩内，原始土体的浅层土体内每排桩基之间嵌入连接有连续墙，原始土体的浅层土体内两排桩基和连续墙间固定设置有改良土体。2.根据权利要求1所述的一种针对低频表面波隔振的周期性桩
‑
墙结构，其特征是，所述连续墙两侧为截面为半圆形的圆弧面，连续墙两侧的圆弧面分别与桩基配合。3.根据权利要求1所述的一种针对低频表面波隔振的周期性桩
‑
墙结构，其特征是，所述连续墙为钢筋混凝土预制而成，连续墙的中心截面M
‑
M面为梯形，梯形的顶边s2大于同排两桩基间最小间隔s1，梯形的底边s3小于同排两桩基间最小间隔s1。4.根据权利要求1所述的一种针对低频表面波隔振的周期性桩
‑
墙结构，其特征是，所述连续墙通过静力按压方式嵌入两桩基中间紧固固定。5.根据权利要求1所述的一种针对低频表面波隔振的周期性桩
‑
墙结构，其特征是，所述桩
‑
墙结构隔振单元厚度尺寸a由被隔振振动源的频率决定，a＝v/f/2,v表面波波速，f为隔振频段中心频率；桩基嵌岩深度b取0
‑
5m；桩
‑
墙结构隔振单元内桩基排距m取(0.5
‑
0.8)a；桩基间距n取(0.6
‑
1)a；桩基长度H取(10
‑
20)a；地下连续墙深度h取被隔振振动源的频率对应波长，桩基直径D取0.8
‑
1.2m；地下连续墙厚度d取(0.5
‑
0.8)D，连续墙两端截面的半圆形圆弧半径r＝D/2。6.一种根据权利要求1
‑
5任一项所述的一种针对低频表面波隔振的周期性桩
‑
墙结构的施工方法，其特征是，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓斌，王业顺，唐孟雄，孟飞，肖源杰，谢康，乔世范，韩征，张升，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：