一种基于基坑支护结构的减振屏障的制作方法

1.本实用新型属于减振屏障技术领域，特别涉及一种基于基坑支护结构的减振屏障。


背景技术：

2.轨道交通运营所引起的环境振动会对周围建筑及人群产生不利影响，采取适当的减振措施能有效降低高铁运行所致环境振动的不利影响，提高建筑结构的舒适度。
3.减振措施通常可分为三类：振源处的主动减振、传播路径的减隔振（减振屏障）、受振体的被动隔振。对于高速铁路、城市轨道交通等低频振动减振措施常用减振屏障。减振屏障包括空沟、填充沟、波阻块（wib）、排桩和孔列等措施。空沟和填充沟的深度对减振效果影响较大，但实际工程中，深沟存在开挖难度大、支护费用高及受水土压力作用存在不稳定的问题；排桩和孔列中，桩排数对减振效果影响较大，实际工程中，需要尽量减小桩间距，增大桩排数以提升减振效果，桩数量较多，大大增加施工成本；波阻块减振方法中，由于波阻块自振作用，所以减振效果不佳。
4.综上可知，虽然减振屏障技术已经在工程中有诸多应用，但是，仍存在减振措施设计盲目、减振屏障施工困难、减振效果不佳、施工成本较高等问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种基于基坑支护结构的减振屏障，以解决上述背景技术中减振屏障施工困难、减振效果不佳、施工成本较高的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种基于基坑支护结构的减振屏障，包括止水帷幕、支护桩排、分隔层、填充土层和后浇混凝土层；所述支护桩排包括间隔设置的支护桩；所述分隔层设置在相邻的两支护桩之间，与支护桩共同形成一道分隔结构；所述填充土层设置在止水帷幕和分隔结构之间；所述后浇混凝土层设置在相邻的两支护桩之间，且位于分隔层的外侧，所述后浇混凝土层远离止水帷幕的外侧面与支护桩的外端平齐，其内部间隔设置横筋；所述后浇混凝土层的外侧设置外侧模板。
8.进一步地，所述止水帷幕和支护桩排均为混凝土结构。
9.进一步地，所述分隔层包括钢板网、横压筋和混凝土层；所述钢板网两侧与支护桩对齐；所述横压筋固设在钢板网上，其两端均插设在支护桩内，并与支护桩内钢筋焊接连接；所述混凝土层喷设在钢板网上。
10.进一步地，所述横筋两端均插设在支护桩内，并与支护桩内钢筋焊接连接。
11.进一步地，所述支护桩对应横筋设置锚筋，所述横筋与锚筋固连。
12.进一步地，所述外侧模板与支护桩固连，所述外侧模板外设置斜撑。
13.进一步地，所述止水帷幕的有效厚度与后浇混凝土层、支护桩排、分隔层三者组合后的等效厚度相同。
14.进一步地，所述止水帷幕顶面、支护桩排顶面、填充土层顶面、后浇混凝土层顶面和分隔层顶面均平齐设置。
15.本实用新型具有以下有益效果：
16.1、本实用新型提供的一种基于基坑支护结构的减振屏障，通过在支护桩之间填充混凝土，在止水帷幕和支护桩排之间填充土体，形成周期性波屏障，有效降低公共交通所引起的环境振动。
17.2、本实用新型提供的一种基于基坑支护结构的减振屏障，结构简单，便于施工，降低了减振屏障的施工成本，且实现了较佳的减振效果，具有良好的经济效益和使用价值。
18.3、本实用新型提供的一种基于基坑支护结构的减振屏障，利用周期结构理论能定量基坑周期性减振屏障的有效减振频率范围，实现对主频段的精准控制；有效解决传统波屏障路径减振措施设计的盲目性问题。
附图说明
19.图1为本实用新型涉及的减振屏障的整体结构示意图；
20.图2为本实用新型图1中a-a的剖面图；
21.图3为本实用新型涉及的分隔层与支护桩的布设示意图；
22.图4为本实用新型涉及的后浇混凝土层与支护桩的一种连接示意图。
23.图中：1-止水帷幕、2-支护桩排、3-分隔层、4-填充土层、5-后浇混凝土层。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.如图1、2所示，本实用新型提供的一种基于基坑支护结构的减振屏障，包括止水帷幕1、支护桩排2、分隔层3、填充土层4和后浇混凝土层5；支护桩排2包括间隔设置的支护桩；分隔层3设置在相邻的两支护桩之间，支护桩和分隔层3共同形成一道分隔结构；填充土层4设置在止水帷幕1和分隔结构之间；后浇混凝土层5设置在相邻的两支护桩之间，且位于分隔层3远离止水帷幕1的外侧；止水帷幕1、支护桩排2、填充土层4、后浇混凝土层5和分隔层3共同形成基坑周期性减振屏障。
26.止水帷幕1和支护桩排2均为混凝土结构。止水帷幕1一侧为基坑外土体，其桩径为0.85m，最小厚度为0.6m；支护桩的桩径为1m，桩中心距由支护设计要求确定；止水帷幕1与支护桩间净间距为0.6m。支护桩排2顶部设置冠梁，且通过锚索与基坑外的稳定地层连接。
27.周期性减振屏障由两个周期单元组成，支护桩排2、分隔层3、填充土层4和后浇混凝土层5为一个周期单元，止水帷幕1与基坑外土体（与填充土层等厚部分）为另一个周期单元，因此，止水帷幕1的有效厚度与后浇混凝土层5、支护桩排2、分隔层3组合后的等效厚度相同，各结构的厚度值根据振动特性进行分析设计。一般情况下，后浇混凝土层5的厚度设置为支护桩桩径一半，即保证了其等效厚度与止水帷幕1有效厚度相当。
28.止水帷幕1顶面、支护桩排2顶面、填充土层4顶面、后浇混凝土层5顶面和分隔层3
顶面均平齐设置。
29.如图3所示，分隔层3包括钢板网、横压筋和混凝土层，钢板网两侧与支护桩对齐；横压筋固设在钢板网上，其两端均插设在支护桩内，并与支护桩内钢筋焊接连接，以保证钢板网的固定；混凝土层喷设在钢板网上。优选的，分隔层3的厚度为8cm。分隔层3同时作为后浇混凝土层5的内侧模板。
30.后浇混凝土层5远离止水帷幕1的外侧面与支护桩的外端平齐，其内部间隔设置横筋。作为一种优选方式，横筋两端均插设在支护桩内，并与支护桩内钢筋焊接连接。作为另一种优选方式，如图4所示，支护桩对应横筋设置锚筋，横筋与锚筋固连。更优选的，后浇混凝土层5的厚度与支护桩的半径相同，其顶面与支护桩顶面平齐，整体高度为5m。后浇混凝土层5的外侧设置外侧模板，用于其浇筑成型，外侧模板与支护桩固连，外侧模板的外部可采用斜撑加固。
31.一种基于基坑支护结构的减振屏障的施工方法，包括以下步骤：
32.步骤一、依次进行支护桩排2施工和止水帷幕1施工，止水帷幕1根据地质条件采用适应的深层搅拌桩施工方式，形成一道有效厚度为0.6m的止水帷幕1，保证止水帷幕1至少在地面以下5m范围内达到地连墙效果，支护桩排2先做，止水帷幕1后做，减少止水帷幕1范围不受支护桩桩施工的土体扰动影响，确保止水和减振效果；
33.步骤二、分隔层3施工，首先，随着基坑施工进度，用电钻在两侧桩体上打出
∅
20mm的小孔，深度不小于100mm，然后将分隔层3的横压筋两端插入小孔后，与桩内钢筋焊接连接，再进行混凝土层喷设，直至基坑开挖至设计标高；
34.步骤三、后浇混凝土层5施工，首先，回填基坑肥槽至距离自然地面以下5m后，绑扎横筋，横筋两端与支护桩固连，然后搭设外侧模板，并将外侧模板与支护桩连接，再进行混凝土浇筑，混凝土成型后，拆除外侧模板；
35.步骤四、回填剩余5m深的基坑肥槽，完成周期性减振屏障的整体施工。
36.工作原理：周期性减振屏障是周期结构的一种，指的是由两种或两种以上材料构成的典型单元（或称单胞）在空间上呈周期性重复排列所形成的结构。周期结构具有一个显著特征，某些特定频率的弹性波在周期结构中不能传播。在有限周期结构中，带隙范围内的波在传播过程中同样会被抑制或削弱，相应的周期结构的带隙被称为“衰减域”。本实用新型利用止水帷幕1、填充土层4、后浇混凝土层5以及支护桩共同构成周期性减振屏障，即为一种有限周期结构，对特定频段的振动具有很好的减振效果。
37.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各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，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于基坑支护结构的减振屏障，其特征在于：包括止水帷幕（1）、支护桩排（2）、分隔层（3）、填充土层（4）和后浇混凝土层（5）；所述支护桩排（2）包括间隔设置的支护桩；所述分隔层（3）设置在相邻的两支护桩之间，与支护桩共同形成一道分隔结构；所述填充土层（4）设置在止水帷幕（1）和分隔结构之间；所述后浇混凝土层（5）设置在相邻的两支护桩之间，且位于分隔层（3）的外侧，所述后浇混凝土层（5）远离止水帷幕（1）的外侧面与支护桩的外端平齐，其内部间隔设置横筋；所述后浇混凝土层（5）的外侧设置外侧模板。2.根据权利要求1所述的一种基于基坑支护结构的减振屏障，其特征在于：所述止水帷幕（1）和支护桩排（2）均为混凝土结构。3.根据权利要求1所述的一种基于基坑支护结构的减振屏障，其特征在于：所述分隔层（3）包括钢板网、横压筋和混凝土层；所述钢板网两侧与支护桩对齐；所述横压筋固设在钢板网上，其两端均插设在支护桩内，并与支护桩内钢筋焊接连接；所述混凝土层喷设在钢板网上。4.根据权利要求1所述的一种基于基坑支护结构的减振屏障，其特征在于：所述横筋两端均插设在支护桩内，并与支护桩内钢筋焊接连接。5.根据权利要求1所述的一种基于基坑支护结构的减振屏障，其特征在于：所述支护桩对应横筋设置锚筋，所述横筋与锚筋固连。6.根据权利要求1所述的一种基于基坑支护结构的减振屏障，其特征在于：所述外侧模板与支护桩固连，所述外侧模板外设置斜撑。7.根据权利要求1所述的一种基于基坑支护结构的减振屏障，其特征在于：所述止水帷幕（1）的有效厚度与后浇混凝土层（5）、支护桩排（2）、分隔层（3）三者组合后的等效厚度相同。8.根据权利要求1所述的一种基于基坑支护结构的减振屏障，其特征在于：所述止水帷幕（1）顶面、支护桩排（2）顶面、填充土层（4）顶面、后浇混凝土层（5）顶面和分隔层（3）顶面均平齐设置。

技术总结
本实用新型公开了一种基于基坑支护结构的减振屏障，属于减振屏障技术领域，包括止水帷幕、支护桩排、分隔层、填充土层和后浇混凝土层；支护桩排包括间隔设置的支护桩；分隔层设置在相邻的两支护桩之间，与支护桩共同形成一道分隔结构；填充土层设置在止水帷幕和分隔结构之间；后浇混凝土层设置在相邻的两支护桩之间，且位于分隔层的外侧，后浇混凝土层远离止水帷幕的外侧面与支护桩的外端平齐，其内部间隔设置横筋；后浇混凝土层的外侧设置外侧模板。本实用新型通过在支护桩之间填充混凝土，在止水帷幕和支护桩排之间填充土体，形成周期性波屏障，有效降低公共交通所引起的环境振动；结构简单，便于施工，降低了减振屏障的施工成本。成本。成本。


技术研发人员：王喆 胡耀 石志飞 王力 程志宝 胡天兵 倪雨 于晓磊 吴亮亮
受保护的技术使用者：中国建筑标准设计研究院有限公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/8/26