CN109797731B - 一种分区段柔性隔振袋、隔振装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属涉及一种分区段柔性隔振袋、隔振装置及方法，包括内膜，所述内膜围合形成空腔，所述内膜的外部包覆设有外保护层；所述空腔中填充有隔振介质；所述空腔包括从上到下且隔绝布置的上部空腔、中部空腔和下部空腔；所述上部空腔与下部空腔的容积相同，中部空腔的容积大于上部空腔，所述中部空腔中隔振介质压力小于上部空腔和下部空腔中隔振介质压力。本发明能够代替砂石进行空沟的填充，在避免空沟坍塌的同时，能够避免振动从隔振袋传递给保护区。

Description

一种分区段柔性隔振袋、隔振装置及方法

技术领域

本发明属于强夯地基加固技术领域，具体涉及一种分区段柔性隔振袋、隔振装置及方法。

背景技术

强夯是地基加固工程中常用的工程技术。该技术一般是将重量为10吨～60 吨的重锤吊起8-20米后，使重锤自由落下，依靠重锤的动力冲击作用加固地基。在这一加固过程中，强夯产生的面波、横波会对周围环境造成不利的振动影响，严重时甚至会导致周边结构、地下设施和相关设备仪表等损伤，影响结构的安全，这严重制约了强夯技术在振动敏感环境条件下的工程应用。

现有技术存在下列缺点：

1)现有技术中一般采用足够深度的空沟作为隔振屏障以取到理想的隔振效果，但是由于深度较大的空沟沟壁的稳定性难以保证，在实际工程中只能采用浅的空沟隔振，由于深度较浅，隔振效果一般较差；

2)为了维持隔振沟的稳定，工程中常常在沟内填充碎石等材料，这进一步降低了隔振效果；传统桩孔、桩列等非连续屏障的隔振效率较低，一般也难以达到预期效果；

3)部分工程施工过程中，在隔振沟中添加柔性隔振装置(如气囊、水囊)，但是现有技术中隔振材质没有根据隔振沟不同高度处受力不同进行针对性设置，造成了外部保护材料及隔振材料的浪费。

4)部分工程施工过程中，在隔振沟中添加柔性隔振装置(如气囊、水囊)，但是没有与柔性隔振材质配套使用的引导、安装设备，造成了柔性隔振装置安装及使用的不便。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种分区段柔性隔振袋、隔振装置及方法。

本发明的第一目的是提供一种分区段柔性隔振袋,以代替砂石进行空沟的填充，在避免空沟坍塌的同时，能够避免振动从隔振袋传递给保护区。

本发明的第二目的是提供一种基于分区段柔性隔振袋的隔振装置，该隔振装置能够将隔振袋快速的安装于隔振空沟中，或直接***地面形成隔振层。

本发明的第三目的是提供一种分区段柔性隔振方法，利用上述的分区段柔性隔振装置实现强夯过程中面波与横波的阻断。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种分区段柔性隔振袋，包括内膜，所述内膜围合形成空腔，所述内膜的外部包覆设有外保护层；所述空腔中填充有隔振介质；所述空腔包括从上到下且隔绝布置的上部空腔、中部空腔和下部空腔；所述上部空腔与下部空腔的容积相同，中部空腔的容积大于上部空腔，所述中部空腔中隔振介质压力小于上部空腔和下部空腔中隔振介质压力。

采用内膜围合形成空腔，空腔中填充隔振介质，能够基于强夯振动面波、横波无法通过液体、气体进行传播的原理，将柔性隔振袋连续置入强夯场地和振动保护区之间的地基中，充填隔振介质后形成厚度薄、深度大的隔振板，起到隔振和防止沟槽塌壁的作用。

同时隔振袋内部可充不同的气体、液体作为隔振介质；根据强夯地基不同深度的水平土压力分布对隔振袋分区(即上部空腔、中部空腔和下部空腔)，不同分区采用不同强度的材料，各分区根据土侧压力和强夯冲击力分别冲压，以合理利用材料强度。

进一步，所述内膜和外保护层均为柔性材质。

采用柔性材质能够有效的实现外保护层与隔振槽的耦合，使得外保护层的表面与隔振槽紧密接触，避免隔振槽坍塌。

进一步，所述上部空腔、中部空腔和下部空腔外部的内膜上均设有充气口。

在内膜上设置多个充气口，充气口穿过外保护层后可以与外部充气设备连通，通过隔振槽不同深度处所需压力的不同，可以对不同空腔充填不同压力的隔振介质，合力利用材料强度。

进一步，所述隔振介质包括气体或液体。

一种分区段柔性隔振装置，利用了分区段柔性隔振袋，还包括引导装置和插板装置，所述引导装置设置于分区段柔性隔振袋下方，所述引导装置用于引导分区段柔性隔振袋进入隔振槽或直接***地面；

所述插板装置设置于引导装置上方，所述插板装置用于驱动引导装置。

采用引导装置及插板装置的配合，可以使得分区段柔性隔振袋快速、准确的安装进入隔振槽中，充填隔振介质后的隔振袋能够与隔振槽的侧壁紧密接触，有效实现隔振的目的。

进一步，所述引导装置包括转动连接的两个夹片，两个夹片相对的侧面分别设有咬合齿，所述夹片的上端面分别设有连接点，所述连接点用于连接插板装置。

采用转动连接的两个夹片，夹片在闭合时可以咬合未充气状态下的隔振袋，在插板装置驱动夹片运动的同时能够带动隔振袋向下运动，同时，夹片可以在隔振袋充填隔振介质膨胀后随之打开。

进一步，两个夹片的底端分别交错设置有转动套，所述转动套中设有螺栓，所述螺栓依次穿过多个转动套后将两个夹片转动连接，螺栓的末端设置有螺母。

进一步，所述插板装置包括液压推杆，所述液压推杆中推杆的底端与连接点接触，所述液压推杆的顶端通过支架与地面固定设置。

采用液压推杆作为插板装置，能够快速的将引导装置及隔振袋***特定区域的隔振槽中。

一种分区段柔性隔振方法，包括以下步骤：

1)清除、平整施工场地，根据施工场地条件和振动控制需求，在强夯工作区与保护区之间确定出隔振装置的合理埋设位置；

2)根据施工现场的振动大小和保护区范围，确定隔振槽的深度和隔振长度；

3)将隔振袋底端保护后用引导装置夹紧，沿确定好的隔振槽一侧，逐条将多个分区段柔性隔振袋***隔振槽，并且要保证相邻隔振袋间紧密拼合；

4)首先向隔振槽两端的隔振袋内充入隔振介质，使各空腔压力达到设计值；之后每隔一个隔振袋，分别充填隔振介质至压力达到设计值；最后进行剩余隔振袋的隔振介质充填；各隔振袋不同空腔的压力分别根据埋置深度和动荷载强度确定；

5)进行强夯工作区施工；

6)强夯施工完毕后，打开隔振袋阀门，使隔振袋外壁和隔振槽内壁脱离接触；

7)将隔振袋从隔振槽中抽出并加以清理和养护，以便重复使用；

8)对所开隔振槽进行注浆，使其完全封闭。

本发明的有益效果：

本发明中分区段柔性隔振袋中填充有隔振材料，可以实现地基深部隔振，隔振效果好，并能够防止开槽过深引起的槽壁坍塌；采用气体或液体作为隔振介质，隔振效率高；

本发明的分区段隔振袋根据压力分布对空腔进行分区，上部空腔、中部空腔及下部空腔的容积大小及隔振介质压力均不同，能够合理利用材料强度，节约材料；隔振袋由引导装置进行***施工，能够大幅提高施工效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本发明实施例1的整体结构示意图主视图；

图2为本发明实施例1的整体结构示意图剖视图；

图3为本发明实施例2中引导装置的***视图；

图4为本发明实施例2中引导装置的轴测图；

图5为本发明实施例2中未填充隔振介质时的整体结构示意图；

图6为本发明实施例2中已填充隔振介质后的整体结构示意图；

图7为本发明实施例3中多个分区段隔振装置配合使用的示意图。

图中：1、充气口；2、外保护层；3、内膜；4、上部空腔；5、中部空腔；6、下部空腔；7、夹片；8、螺栓；9、螺母；10、咬合齿；11、连接点。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供优选的的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例1，如图1-3所示，一种分区段柔性隔振袋，包括内膜3，所述内膜 3围合形成空腔，所述内膜3的外部包覆设有外保护层2；所述空腔中填充有隔振介质；所述空腔包括从上到下且隔绝布置的上部空腔4、中部空腔5和下部空腔6；所述上部空腔4与下部空腔6的容积相同，中部空腔5的容积大于上部空腔4，所述中部空腔5中隔振介质压力小于上部空腔4和下部空腔6中隔振介质压力。

优选的，所述内膜3和外保护层2均为柔性材质。

具体的，所述的内膜3采用具有一定弹性的柔性膜状材料，其中一种选择为橡胶，成型后的内膜3具有承压能力强的特点。所述外保护层2材料为单层或多层具有足够强度和一定弹性的柔性编织材料，其中一种选择为尼龙材质，具有耐磨和耐刺的特点。

但是内膜3和外保护层2的材料不受限制，只要能够达到使用需求即可。

具体的，内膜3与外保护层2之间可以采用融合、粘结、编织等方法形成结构一体的复合材料，也可以层间部分联结或不联结。

优选的，所述上部空腔4、中部空腔5和下部空腔6外部的内膜3上均设有充气口1。

优选的，所述隔振介质包括气体或液体。

实施例2，如图3-7所示，一种分区段柔性隔振装置，利用了分区段柔性隔振袋，还包括引导装置和插板装置，所述引导装置设置于分区段柔性隔振袋下方，所述引导装置用于引导分区段柔性隔振袋进入隔振槽或直接***地面；

所述插板装置设置于引导装置上方，所述插板装置用于驱动引导装置。

优选的，所述引导装置包括转动连接的两个夹片7，两个夹片7相对的侧面分别设有咬合齿10，所述夹片7的上端面分别设有连接点11，所述连接点11 用于连接插板装置。

优选的，两个夹片7的底端分别交错设置有转动套，所述转动套中设有螺栓 8，所述螺栓8依次穿过多个转动套后将两个夹片7转动连接，螺栓8的末端设置有螺母9。

具体的，引导装置的长度略宽于隔振袋宽度，***时(即闭合后)的厚度一般不超过10cm。***该引导装置后成槽宽度应小于隔振板宽度。

所述的夹片7为硬塑料或金属材料，螺栓8和螺母9为金属材料。

所述的夹具可以随着隔振板充气变厚而张开，保证隔振板与侧壁紧密贴合。当隔振板放气拔出时，夹具在地基土阻力下进一步张开，放开咬合齿10使隔振袋顺利拔出。

优选的，所述插板装置包括液压推杆，所述液压推杆中推杆的底端与连接点 11接触，所述液压推杆的顶端通过支架与地面固定设置。

实施例3，如图3-7所示，一种分区段柔性隔振方法，包括以下步骤：

隔振槽的长度根据强夯工作区与保护区范围确定，一般两侧应超过保护区长度；隔振槽的深度应根据强夯夯击能的大小确定。

步骤1)清除、平整施工场地，根据施工场地条件和振动控制需求，在强夯工作区与保护区之间确定出隔振装置的合理埋设位置；

步骤2)根据施工现场的振动大小和保护区范围，确定隔振槽的深度和隔振长度；

步骤3)将隔振袋底端保护后用引导装置夹紧，沿确定好的隔振槽一侧，逐条将多个分区段柔性隔振袋***隔振槽，并且要保证相邻隔振袋间紧密拼合；

步骤4)首先向隔振槽两端的隔振袋内的充入隔振介质，使各空腔压力达到设计值；之后每隔一个隔振袋，分别充填隔振介质至压力达到设计值；最后进行剩余隔振袋的隔振介质充填。各隔振袋分区的压力分别根据埋置深度和动荷载强度确定；

步骤5)进行强夯工作区施工；

步骤6)强夯施工完毕后，打开隔振袋阀门，使隔振袋外壁和沟槽内壁脱离接触。

步骤7)将隔振袋从槽中抽出并加以清理和养护，以便重复使用。

步骤8)对所开沟槽进行注浆，使其完全封闭。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种分区段柔性隔振袋，其特征在于，包括内膜，所述内膜围合形成空腔，所述内膜的外部包覆设有外保护层；

所述空腔中填充有隔振介质；所述空腔包括从上到下且隔绝布置的上部空腔、中部空腔和下部空腔；

所述上部空腔与下部空腔的容积相同，中部空腔的容积大于上部空腔，所述中部空腔中隔振介质压力小于上部空腔和下部空腔中隔振介质压力；

所述上部空腔、中部空腔和下部空腔填充不同强度的隔振介质。

2.根据权利要求1所述的分区段柔性隔振袋，其特征在于，所述内膜和外保护层均为柔性材质。

3.根据权利要求2所述的分区段柔性隔振袋，其特征在于，所述上部空腔、中部空腔和下部空腔外部的内膜上均设有充气口。

4.根据权利要求2所述的分区段柔性隔振袋，其特征在于，所述隔振介质包括气体或液体。

5.一种分区段柔性隔振装置，利用了权利要求1-4中任意一项所述的分区段柔性隔振袋，其特征在于，还包括引导装置和插板装置，所述引导装置设置于分区段柔性隔振袋下方，所述引导装置用于引导分区段柔性隔振袋进入隔振槽或直接***地面；

所述插板装置设置于引导装置上方，所述插板装置用于驱动引导装置；

所述引导装置包括转动连接的两个夹片，两个夹片相对的侧面分别设有咬合齿，所述夹片的上端面分别设有连接点，所述连接点用于连接插板装置。

6.根据权利要求5所述的分区段柔性隔振装置，其特征在于，两个夹片的底端分别交错设置有转动套，所述转动套中设有螺栓，所述螺栓依次穿过多个转动套后将两个夹片转动连接，螺栓的末端设置有螺母。

7.根据权利要求5所述的分区段柔性隔振装置，其特征在于，所述插板装置包括液压推杆，所述液压推杆中推杆的底端与连接点接触，所述液压推杆的顶端通过支架与地面固定设置。

8.一种分区段柔性隔振方法，利用了权利要求5-7中任意一项所述的分区段柔性隔振装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，清除、平整施工场地，根据施工场地条件和振动控制需求，在强夯工作区与保护区之间确定出隔振装置的合理埋设位置；

步骤2，根据施工现场的振动大小和保护区范围，确定隔振槽的深度和隔振长度；

步骤3，将隔振袋底端保护后用引导装置夹紧，沿确定好的隔振槽一侧，逐条将多个分区段柔性隔振袋***隔振槽，并且要保证相邻隔振袋间紧密拼合；

步骤4，首先向隔振槽两端的隔振袋内的充入隔振介质，使各空腔压力达到设计值；之后每隔一个隔振袋，分别充填隔振介质至压力达到设计值；最后进行剩余隔振袋的隔振介质充填；各隔振袋分区的压力分别根据埋置深度和动荷载强度确定；

步骤5，进行强夯工作区施工；

步骤6，强夯施工完毕后，打开隔振袋阀门，使隔振袋外壁和沟槽内壁脱离接触；

步骤7，将隔振袋从槽中抽出并加以清理和养护，以便重复使用；

步骤8，对所开沟槽进行注浆，使其完全封闭。

Images