专利名称：粉煤灰隔振桩的制作方法
技术领域：
本实用新型属于能够隔离土中瑞利波的隔振屏障。
由机器振动，车辆交通以及建筑物基础施工打桩所引起的振动，将主要以瑞利波的形式在地表传播。这种波携带的能量大，衰减慢，会给周围的建筑物和各种置于地面的设施带来危害，特别是给各种精密仪器的制造和正常使用带来严重影响。
为了解决这个问题，已有不少专家、学者进行了研究和探索。传统的做法是在要求防振的建筑物或设施周围设一道隔振沟，沟内或是空的，或是充填泥浆等，以隔离或减弱在土中传播的瑞利波。
但是以往的实践证明，这种沟的深度要达到0.33～1.33倍以上的瑞利波的波长时才会有效。而在实际问题中，有时产生的瑞利波的波长可达50m。对于这种大波长的瑞利波，如仍用隔振沟隔振就不很合适，由于施工和使用上的困难，在实际工程中往往不可能被采用。
因为桩的施工在深度上所受的限制比沟小，曾有人建议采用排桩隔振，研究表明低阻抗比的桩材料有较好的隔振效果。由于缺乏合适的(既经济，又有效的)隔振桩材料，排桩隔振尚未见在具体工程中应用。
本实用新型的目的在于创造一种经济，有效，应用范围广，施工安全、方便，不损害地面平整和美观的隔振屏障来隔离或衰减瑞利波在土中的传播。
本实用新型的中心内容是应用粉煤灰构成有效的隔振屏障。粉煤灰主要来源于各地的火力发电厂，它们是从锅炉炉膛中清出来，并经粉碎机碾碎的炉膛灰渣，或是从烟囱中清出来的细灰，或是灰渣与细灰的混合物。粒径在10－3～2毫米之间，比重在2.0～2.5之间。
粉煤灰隔振屏障的形式有一排的粉煤灰隔振桩；多排(两排或两排以上)的粉煤灰隔振桩；一排的或多排(两排或两排以上)的粉煤灰地下隔墙等多种。
构成隔振屏障的粉煤灰应有相对密度Dr＝0.30～0.80。
根据具体情况，粉煤灰排桩的施工可采用钻孔法，冲孔法，下端闭合套管打入法或其它合适的施工方法。施工时要严格控制粉煤灰桩的桩经D，桩距SN，深度H，总宽度L和排距△等关键尺寸以及粉煤灰桩的相对密度Dr。
粉煤灰地下隔墙的施工分两种情况，在深度不大时，可直接在土中挖出明沟，然后按一定的相对密度分层填入粉煤灰。在深度较大时，采用加密粉煤灰排桩的方法(打桩顺序如图6所示)，使粉煤灰排桩最终成为无间隙的粉煤灰地下隔墙。施工时，同样要严格控制粉煤灰地下隔墙的厚度W，深度H，总宽度L和隔墙之间的间距△等关键尺寸，以及粉煤灰地下隔墙的相对密度Dr。
粉煤灰排桩的直径D，桩距SN，深度H，总宽度L和排距△是瑞利波波长λR的函数。一般情况下，粉煤灰排桩的尺寸为D／λR≥0.05，SN／λR≤0.50，L／λR＝1.0～4.0，H／λR＝0.3～2.5，△＝2D。
粉煤灰地下隔墙的厚度W，深度H，总宽度L和隔墙之间的间距△是瑞利波波长λR的函数。通常粉煤灰地下隔墙的尺寸为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体形式和尺寸的确定应综合考虑地基土的性质；振源的频率和振幅；屏障到振源和到防振设施或建筑物的距离；防振设施的要求；施工条件和周围环境等众多因素。
与已有的瑞利波隔振方法和所用的材料相比，本实用新型具有经济，有效，深度适应范围广等主要优点。
1.粉煤灰是电厂排出的废料，利用粉煤灰隔振，不必开支或仅需开支很少的材料费。这是本实用新型具有的经济性一面。
2.设计合理的粉煤灰隔振屏障，有很好的隔振效果。隔振后可使地面运动振幅衰减到原来的 1/4 ～ 1/3 。这是本实用新型具有的有效性一面。
3.由于施工上的困难和使用中的问题，传统的隔振沟的最大缺点是深度上受限制，不能太深。因此往往不能满足许多实际工程的要求。本实用新型采用粉煤灰排桩和粉煤灰地下隔墙隔振，避免了象隔振沟那样的施工上的困难和使用中的问题。因此在深度上所受的限制小，能满足工程中各种大小波长的瑞利波隔振。这是本实用新型深度适应范围广的优点。
4.另外，传统的隔振沟要在地面上开出一道明沟，破坏了地面的完整性。采用本实用新型的粉煤灰屏障，施工后，可恢复地面的平整和美观，而且施工方便，使用安全。
图1表示粉煤灰屏障隔振示意图，1－振源；2－地面；3－粉煤灰隔振屏障；4－要求防振的设施或建筑物。
图2表示一排粉煤灰桩的平面布置，L－总宽度；SN－桩距；D－桩经。
图3表示两排粉煤灰桩的平面布置，L－总宽度；SN－桩距；D－桩径；△－排距。
图4表示一排粉煤灰地下隔墙的平面布置，L－总宽度；W－墙厚。
图5表示两排粉煤灰隔墙的平面布置，L－总宽度；W－墙厚；△－排距。
图6表示粉煤灰排桩加密成粉煤灰地下隔墙的顺序示意图，桩内序数表示粉煤灰桩施工的先后顺序。
图7是两排粉煤灰桩隔振的实地模型试验结果，λR－瑞利波波长；Pt－隔振后地面运动振幅；Po－隔振前地面运动振幅；TR－传递比；R－到屏障的距离，单位λR。
说明一个实施例在杭州四堡污水处理厂一个4米厚的均匀粉砂土地基上进行了粉煤灰屏障隔振的实地模型试验。模型基础的振动频率为440HZ，隔振效果通过屏障后中心轴线上各点的传递比TR反映，TR定义为TR＝ (隔振后地面某点的振幅Pt)/(隔振前地面某点的振幅Po)图7是两排粉煤灰隔振桩的试验实测结果。图中的纵坐标是传递比TR，横坐标是屏障后中心线上各点到屏障的距离R。两排粉煤灰桩的尺寸如下D／λR＝0.17，SN／λR＝0.244，H／λR＝1.58，L／λR＝2.68，△＝2D。
图7的结果表明，经两排粉煤灰桩隔振以后，屏障后各点的振幅均衰减到隔振前的 1/3 ～ 1/4 。
权利要求1.一种土中瑞利波的隔振桩，呈一排或多排排列，桩径D、桩距SN、深度H、总宽度L及排距Δ的参数与瑞利波波长λR之比值范围分别为D/λR≥0.05、SN/λR≤0.50、L/λ
1.0～4.0、H/λR=0.3～2.5及Δ
2D，其特征是桩内含有充填料粉煤灰，该粉煤灰是从锅炉中清出来的并经粉碎机碾碎的炉膛灰渣，或是从烟囱中清出来的细灰，或是碾碎的炉膛灰渣与烟囱细灰的混合物，粒径在10-3～2毫米之间，比重在2.0～2.5之间。
专利摘要以粉煤灰为材料做成的隔振桩，能隔离由机器振动，车辆交通以及基础施工打桩等多种振源引起的瑞利波在土中的传播。隔振以后，可使保护区内地面振动的振幅衰减到隔振前的1/4～1/3以下。其特征是桩内含有填充料粉煤灰、隔振桩呈一排或多排排列。本实用新型具有造价低，材料来源充足，隔振效果好，对屏障深度的限制小以及施工后保持地面平整，不影响环境美观等主要优点。
文档编号E04B1/98GK2069891SQ8720717
公开日1991年1月23日 申请日期1987年6月10日 优先权日1987年6月10日
发明者吴建平, 吴世明, 曾国熙 申请人:浙江大学