專利名稱：粉煤灰隔振樁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于能夠隔離土中瑞利波的隔振屏障。
由機(jī)器振動(dòng)，車輛交通以及建筑物基礎(chǔ)施工打樁所引起的振動(dòng)，將主要以瑞利波的形式在地表傳播。這種波攜帶的能量大，衰減慢，會(huì)給周圍的建筑物和各種置于地面的設(shè)施帶來危害，特別是給各種精密儀器的制造和正常使用帶來嚴(yán)重影響。
為了解決這個(gè)問題，已有不少專家、學(xué)者進(jìn)行了研究和探索。傳統(tǒng)的做法是在要求防振的建筑物或設(shè)施周圍設(shè)一道隔振溝，溝內(nèi)或是空的，或是充填泥漿等，以隔離或減弱在土中傳播的瑞利波。
但是以往的實(shí)踐證明，這種溝的深度要達(dá)到0.33～1.33倍以上的瑞利波的波長時(shí)才會(huì)有效。而在實(shí)際問題中，有時(shí)產(chǎn)生的瑞利波的波長可達(dá)50m。對于這種大波長的瑞利波，如仍用隔振溝隔振就不很合適，由于施工和使用上的困難，在實(shí)際工程中往往不可能被采用。
因?yàn)闃兜氖┕ぴ谏疃壬纤艿南拗票葴闲?，曾有人建議采用排樁隔振，研究表明低阻抗比的樁材料有較好的隔振效果。由于缺乏合適的(既經(jīng)濟(jì)，又有效的)隔振樁材料，排樁隔振尚未見在具體工程中應(yīng)用。
本實(shí)用新型的目的在于創(chuàng)造一種經(jīng)濟(jì)，有效，應(yīng)用范圍廣，施工安全、方便，不損害地面平整和美觀的隔振屏障來隔離或衰減瑞利波在土中的傳播。
本實(shí)用新型的中心內(nèi)容是應(yīng)用粉煤灰構(gòu)成有效的隔振屏障。粉煤灰主要來源于各地的火力發(fā)電廠，它們是從鍋爐爐膛中清出來，并經(jīng)粉碎機(jī)碾碎的爐膛灰渣，或是從煙囪中清出來的細(xì)灰，或是灰渣與細(xì)灰的混合物。粒徑在10－3～2毫米之間，比重在2.0～2.5之間。
粉煤灰隔振屏障的形式有一排的粉煤灰隔振樁；多排(兩排或兩排以上)的粉煤灰隔振樁；一排的或多排(兩排或兩排以上)的粉煤灰地下隔墻等多種。
構(gòu)成隔振屏障的粉煤灰應(yīng)有相對密度Dr＝0.30～0.80。
根據(jù)具體情況，粉煤灰排樁的施工可采用鉆孔法，沖孔法，下端閉合套管打入法或其它合適的施工方法。施工時(shí)要嚴(yán)格控制粉煤灰樁的樁經(jīng)D，樁距SN，深度H，總寬度L和排距△等關(guān)鍵尺寸以及粉煤灰樁的相對密度Dr。
粉煤灰地下隔墻的施工分兩種情況，在深度不大時(shí)，可直接在土中挖出明溝，然后按一定的相對密度分層填入粉煤灰。在深度較大時(shí)，采用加密粉煤灰排樁的方法(打樁順序如圖6所示)，使粉煤灰排樁最終成為無間隙的粉煤灰地下隔墻。施工時(shí)，同樣要嚴(yán)格控制粉煤灰地下隔墻的厚度W，深度H，總寬度L和隔墻之間的間距△等關(guān)鍵尺寸，以及粉煤灰地下隔墻的相對密度Dr。
粉煤灰排樁的直徑D，樁距SN，深度H，總寬度L和排距△是瑞利波波長λR的函數(shù)。一般情況下，粉煤灰排樁的尺寸為D／λR≥0.05，SN／λR≤0.50，L／λR＝1.0～4.0，H／λR＝0.3～2.5，△＝2D。
粉煤灰地下隔墻的厚度W，深度H，總寬度L和隔墻之間的間距△是瑞利波波長λR的函數(shù)。通常粉煤灰地下隔墻的尺寸為W／λR≥0.1H／λR＝0.30～2.5，L／λR＝1.0～4.0，△／λR＝0.1～2.0。
粉煤灰隔振屏障的具體形式和尺寸的確定應(yīng)綜合考慮地基土的性質(zhì)；振源的頻率和振幅；屏障到振源和到防振設(shè)施或建筑物的距離；防振設(shè)施的要求；施工條件和周圍環(huán)境等眾多因素。
與已有的瑞利波隔振方法和所用的材料相比，本實(shí)用新型具有經(jīng)濟(jì)，有效，深度適應(yīng)范圍廣等主要優(yōu)點(diǎn)。
1.粉煤灰是電廠排出的廢料，利用粉煤灰隔振，不必開支或僅需開支很少的材料費(fèi)。這是本實(shí)用新型具有的經(jīng)濟(jì)性一面。
2.設(shè)計(jì)合理的粉煤灰隔振屏障，有很好的隔振效果。隔振后可使地面運(yùn)動(dòng)振幅衰減到原來的 1/4 ～ 1/3 。這是本實(shí)用新型具有的有效性一面。
3.由于施工上的困難和使用中的問題，傳統(tǒng)的隔振溝的最大缺點(diǎn)是深度上受限制，不能太深。因此往往不能滿足許多實(shí)際工程的要求。本實(shí)用新型采用粉煤灰排樁和粉煤灰地下隔墻隔振，避免了象隔振溝那樣的施工上的困難和使用中的問題。因此在深度上所受的限制小，能滿足工程中各種大小波長的瑞利波隔振。這是本實(shí)用新型深度適應(yīng)范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。
4.另外，傳統(tǒng)的隔振溝要在地面上開出一道明溝，破壞了地面的完整性。采用本實(shí)用新型的粉煤灰屏障，施工后，可恢復(fù)地面的平整和美觀，而且施工方便，使用安全。


圖1表示粉煤灰屏障隔振示意圖，1－振源；2－地面；3－粉煤灰隔振屏障；4－要求防振的設(shè)施或建筑物。
圖2表示一排粉煤灰樁的平面布置，L－總寬度；SN－樁距；D－樁經(jīng)。
圖3表示兩排粉煤灰樁的平面布置，L－總寬度；SN－樁距；D－樁徑；△－排距。
圖4表示一排粉煤灰地下隔墻的平面布置，L－總寬度；W－墻厚。
圖5表示兩排粉煤灰隔墻的平面布置，L－總寬度；W－墻厚；△－排距。
圖6表示粉煤灰排樁加密成粉煤灰地下隔墻的順序示意圖，樁內(nèi)序數(shù)表示粉煤灰樁施工的先后順序。
圖7是兩排粉煤灰樁隔振的實(shí)地模型試驗(yàn)結(jié)果，λR－瑞利波波長；Pt－隔振后地面運(yùn)動(dòng)振幅；Po－隔振前地面運(yùn)動(dòng)振幅；TR－傳遞比；R－到屏障的距離，單位λR。
說明一個(gè)實(shí)施例在杭州四堡污水處理廠一個(gè)4米厚的均勻粉砂土地基上進(jìn)行了粉煤灰屏障隔振的實(shí)地模型試驗(yàn)。模型基礎(chǔ)的振動(dòng)頻率為440HZ，隔振效果通過屏障后中心軸線上各點(diǎn)的傳遞比TR反映，TR定義為TR＝ (隔振后地面某點(diǎn)的振幅Pt)/(隔振前地面某點(diǎn)的振幅Po)圖7是兩排粉煤灰隔振樁的試驗(yàn)實(shí)測結(jié)果。圖中的縱坐標(biāo)是傳遞比TR，橫坐標(biāo)是屏障后中心線上各點(diǎn)到屏障的距離R。兩排粉煤灰樁的尺寸如下D／λR＝0.17，SN／λR＝0.244，H／λR＝1.58，L／λR＝2.68，△＝2D。
圖7的結(jié)果表明，經(jīng)兩排粉煤灰樁隔振以后，屏障后各點(diǎn)的振幅均衰減到隔振前的 1/3 ～ 1/4 。
權(quán)利要求1.一種土中瑞利波的隔振樁，呈一排或多排排列，樁徑D、樁距SN、深度H、總寬度L及排距Δ的參數(shù)與瑞利波波長λR之比值范圍分別為D/λR≥0.05、SN/λR≤0.50、L/λ
1.0～4.0、H/λR=0.3～2.5及Δ
2D，其特征是樁內(nèi)含有充填料粉煤灰，該粉煤灰是從鍋爐中清出來的并經(jīng)粉碎機(jī)碾碎的爐膛灰渣，或是從煙囪中清出來的細(xì)灰，或是碾碎的爐膛灰渣與煙囪細(xì)灰的混合物，粒徑在10-3～2毫米之間，比重在2.0～2.5之間。
專利摘要以粉煤灰為材料做成的隔振樁，能隔離由機(jī)器振動(dòng)，車輛交通以及基礎(chǔ)施工打樁等多種振源引起的瑞利波在土中的傳播。隔振以后，可使保護(hù)區(qū)內(nèi)地面振動(dòng)的振幅衰減到隔振前的1/4～1/3以下。其特征是樁內(nèi)含有填充料粉煤灰、隔振樁呈一排或多排排列。本實(shí)用新型具有造價(jià)低，材料來源充足，隔振效果好，對屏障深度的限制小以及施工后保持地面平整，不影響環(huán)境美觀等主要優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號E04B1/98GK2069891SQ8720717
公開日1991年1月23日 申請日期1987年6月10日 優(yōu)先權(quán)日1987年6月10日
發(fā)明者吳建平, 吳世明, 曾國熙 申請人:浙江大學(xué)