一种抗浮隔振结构及建筑物的制作方法

本发明涉及建筑结构技术领域，尤其涉及一种抗浮隔振结构及建筑物。

背景技术：

轨道交通是城市发展的大动脉，不仅极大的提升城市出行效率和城市综合承载力，且能刺激城市经济和社会活力，因此城市轨道交通网的建设意义重大。在城市轨道交通运营里程成指数增长、线网的规模也持续加密和扩大的背景下，轨道交通线路和既有或新建住宅、医院、学校、科研单位、音乐厅等振动敏感建筑用地范围不可避免的发生重叠，甚至下穿敏感建筑物。现阶段轨道交通线路以地铁为主，如北京轨道交通685公里的总运营里程中地铁里程达589公里。轮轨作用产生的振动经由隧道结构、岩土介质传播至建筑基础，引发建筑室内人居舒适度降低、振敏型设备失灵等，楼板、墙壁振动引起的二次辐射噪声影响进一步加剧振动污染的影响。

为减轻地铁运行对建筑物的振动影响，可行的处理方式主要有：轨道和道床振源控制、传播介质屏障隔振和建筑物基底振动处理等。但是有些工程所处的地下水位较浅，或者是箱基、筏基的埋置深度较深，基础底面往往处于地下水位以下，并且由于建筑结构层数不高导致单位面积结构自重较小，需要考虑抗浮设计。常用的抗浮设计为抗拔桩(或称抗拔锚杆)。抗拔桩的竖向设置势必会使原属二维的平面箱基筏基底面向三维方向扩展，从而使目标建筑悬置困难。因此，现有的建筑物在作抗浮设计时，容易出现在采用抗浮桩后目标建筑较难悬置的技术难题。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种抗浮隔振结构及建筑物，用以解决现有技术中建筑物在作抗浮设计时，容易出现在采用抗浮桩后目标建筑较难悬置的缺陷，以使建筑基础整体达到较高的减振效率，从而提高建筑基础的抑振稳定性。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抗浮隔振结构，包括抗拔锚杆和隔振套，所述抗拔锚杆自基础层插入地基层中，所述隔振套位于所述基础层内且套装在所述抗拔锚杆外，以使所述抗拔锚杆与所述基础层之间不直接接触，所述隔振套的内部设有用于为所述抗拔锚杆提供减振的空间。

在部分实施例中，所述空间内填充有弹性隔振包垫层，所述隔振包垫层包裹在所述抗拔锚杆外。

在部分实施例中，所述抗拔锚杆包括杆体和抗拔端板，所述杆体的一端插装在所述地基层内，另一端固接有所述抗拔端板，且所述杆体的一部分插装在所述基础层内，位于所述基础层内的部分杆体和所述抗拔端板的外部同时套装有所述隔振套。

在部分实施例中，所述隔振套包括第一隔振部和第二隔振部，所述第一隔振部的内部和第二隔振部的内部分别设有用于填充所述隔振包垫层的空间，所述第一隔振部套装在所述抗拔端板的外部，所述第二隔振部套装在位于所述基础层内的部分杆体的外部，所述第二隔振部的一端与所述第一隔振部连接，所述第二隔振部的另一端与所述地基层连接。

在部分实施例中，所述抗拔端板包括连接部和凸台，所述连接部和凸台均卡装在所述第一隔振部内，所述连接部与所述杆体的端部连接，所述凸台连接在所述连接部的外缘，且所述凸台自所述杆体外壁向外伸出。

在部分实施例中，所述隔振套还包括封板，所述第一隔振部的顶部开口，所述封板封装在所述开口内。

在部分实施例中，所述基础层与地基层之间装有弹性减振垫层。

在部分实施例中，所述抗拔锚杆自所述基础层内竖直的穿过所述基础层的底板后，插入所述地基层内；或者是所述抗拔锚杆自所述基础层内倾斜的穿过所述基础层的侧壁后，插入所述地基层内。

在部分实施例中，所述基础层上设有沉入段，所述沉入段插入所述地基层中，所述隔振套与抗拔锚杆均位于所述沉入段内。

本发明还提供了一种建筑物，其特征在于，包括如上所述的抗浮隔振结构。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明的抗浮隔振结构包括抗拔锚杆和隔振套，抗拔锚杆自基础层插入地基层中，隔振套位于基础层内且套装在抗拔锚杆外，以使抗拔锚杆与基础层之间不直接接触，隔振套的内部设有用于为抗拔锚杆提供减振的空间，从而使得抗拔锚杆与基础层之间完全隔离，以利用隔振套和抗拔锚杆组成活塞式的建筑基础整体半浮置体系，从而解决现有技术中建筑物在作抗浮设计时，容易出现在采用抗浮桩(即本发明所述的抗拔锚杆)后目标建筑较难悬置的缺陷，本发明的结构特别适合于采用弹性减振垫层建筑基础浮置法处理最大埋深在地下水位以下的工程在隔离轨道交通竖向振动影响中的应用，能使建筑基础层整体达到较高的减振效率，从而提高建筑基础的抑振稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的抗浮隔振结构的结构示意图(一)；

图2为本发明实施例的抗浮隔振结构的结构示意图(二)；

图3为本发明实施例的抗浮隔振结构的结构示意图(三)；

图4为本发明实施例的抗拔锚杆的结构示意图；

图5为本发明实施例的隔振套的剖视图。

其中，

1、地基层；2、基础层；3、减振垫层；

4、抗拔端板；41、凸台

5、杆体；

6、隔振套；61、封板；62、第一隔振部；63、第二隔振部；

7、隔振包垫层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一

本实施例提供了一种抗浮隔振结构，该结构特别适合于采用弹性减振垫层3建筑基础浮置法处理最大埋深在地下水位以下的工程在隔离轨道交通竖向振动影响中的应用。

具体的，如图1所示，该抗浮隔振结构包括抗拔锚杆和隔振套6。抗拔锚杆自基础层2插入地基层1中。抗拔锚杆能够深入地基层1内，并为基础层2提供可靠的抗拔力，从而将基础层2可靠的固定在地基层1中。隔振套6位于基础层2内且套装在抗拔锚杆外，以使抗拔锚杆与基础层2之间不直接接触，以减少基础层2受到的振动影响。隔振套6优选为现浇埋植于基础底板混凝土中的嵌入式钢套帽。隔振套6的内部设有用于为抗拔锚杆提供减振的空间，从而使得抗拔锚杆与基础层2之间完全隔离，以利用隔振套6和抗拔锚杆组成活塞式的建筑基础整体半浮置体系。

本实施例以岩土介质层作为地基层1，以箱基作为建筑物的基础层2，箱基置于岩土介质层中，则箱基的底部位于岩土介质层以上。抗拔锚杆自箱基的底板竖向插入岩土介质层内，从而将箱基的底部与岩土介质层之间牢固的固定住。由于建筑结构所处的地下水位较高，箱型基础建筑结构可能有部分埋在地下水位里，其抗浮能力可能不足，有可能在大浮力作用下不稳定甚至破坏，需要在底部布置抗浮力设施-抗拔锚杆，这样利用抗拔锚杆插入岩土层中提供竖直向下的抗拔力，有利于促进结构的稳定。本实施例在箱基的底部设置了上述的半浮置体系，从而利用该半浮置体系将箱基悬置，以解决现有技术中建筑物在作抗浮设计时，容易出现在采用抗浮桩(即所述的抗拔锚杆)后目标建筑较难悬置的缺陷。该半浮置体系能够使建筑基础层2整体达到较高的减振效率，从而提高建筑基础的抑振稳定性。

可理解的是，本实施例中的基础层2为混凝土材质浇筑而成，此外也可以替换为钢结构基础层2。本实施例中的地基层1为岩土层，也可以替换为其他常见土质的地基层1，地基层1的选择需要根据施工实际情况而定。

本实施例中，采用建筑物基底振动处理方式，在基础层2与地基层1之间装有弹性减振垫层3，则抗浮隔振结构的隔离套和抗拔锚杆插入地基层1时，利用减振垫层3将抗浮隔振结构与地基层1之间隔开，以构成上述的半浮置体系，达到减振效果。优选弹性减振垫层3为高阻尼弹性减振垫层3。设置弹性减振垫层3的目的是为了减轻地铁运行对建筑物的振动影响。

建筑物基底振动处理是借鉴了地震工程中建筑基底隔震的思路，通过在大体积平板筏基或箱基的底部铺设高阻尼弹性减振垫层3，使处理后的目标建筑的整体振动频率远离输入振动频率，从而使建筑结构的动力反应降低，并通过减振垫层3的阻尼效应消减部分输入能量，综合降低目标建筑的振动。该方法的具体思路是通过在岩体介质和建筑结构之间加入一层人工减振垫层3，使目标建筑悬置，从而达到减振效果。

本实施例中，在隔振套6的内部空间中填充弹性隔振包垫层7，并将该隔振包垫层7包裹在抗拔锚杆外，以使隔振套6与抗拔锚杆之间形成柔性(弹性)连接，该连接结构能够利用弹性的隔振包垫层7在隔振套6与抗拔锚杆之间既起到抗拔效果，又能产生弹性缓冲作用，从而进一步减少并吸收建筑基础层2受到的振动。

可理解的是，隔振套6内的隔振包垫层7可以如图1所示的将抗拔锚杆位于基础层2内的部分杆体5、以及抗拔端板4的外部全部严密包裹住，也可以仅包裹在抗拔端板4的外部，即保证抗拔锚杆和隔振套6处于半浮置即可。

本实施例中，如图4所示，抗拔锚杆包括杆体5和抗拔端板4，杆体5的一端插装在地基层1内，另一端固接有抗拔端板4。抗拔端板4的设置是为了防止抗拔锚杆的杆体5从隔振套6中滑脱。为了保证基础层2与地基层1之间的可靠固定，杆体5在插入地基层1内时，杆体5的一部分还保留在基础层2内。为了对抗拔锚杆提供很好的隔振效果，位于基础层2内的部分杆体5和抗拔端板4的外部同时套装有隔振套6，以使抗拔端板4与基础层2之间隔离开，且插装在基础层2内的部分杆体5与基础层2之间也不会有直接接触。

可理解的是，本实施例的抗拔锚杆可以采用钢制锚杆，也可以采用钢筋混凝土锚杆。如果采用钢筋混凝土制成的抗拔锚杆，需在抗拔锚杆的杆体5顶端内预埋连接件，以利于抗拔端板4的后期安装。

如图5所示，隔振套6包括第一隔振部62和第而隔振部63。第一隔振部62的内部和第二隔振部63的内部分别设有用于填充隔振包垫层7的空间。第一隔振部62套装在抗拔端板4的外部，第二隔振部63套装在位于基础层2内的部分杆体5的外部。第而隔振部63的一端与第一隔振部62连接，第二隔振部63的另一端与地基层1连接。为了便于装配隔振套6和抗拔锚杆，隔振套6还包括封板61，第一隔振部62的顶部开口，封板61封装在开口内，第二隔振部63连接在第一隔振部62的底部。优选封板61与第一隔振部62之间通过焊接固定，也可以通过螺栓固定连接。

优选的，抗拔端板4包括连接部和凸台41，连接部和凸台41均套装在第一隔振部62内，连接部与杆体5的端部连接，凸台41连接在连接部的外缘，且凸台41自杆体5外壁向外伸出，以便于拔插抗拔锚杆，同时也便于抗拔锚杆与基础层2之间的可靠固定。优选抗拔端板4与杆体5顶端之间可通过焊接固定，也可以通过螺栓固定。

可理解的是，本实施例的抗拔锚杆中，抗拔端板4连接的凸台41形状为方形，也可以采用圆形、椭圆形或多边形的结构，可根据施工时的实际需要而定。

由于第一隔振部62的形状与凸台41的形状相适应，为了避免抗拔端板4自隔振套6内脱落，保证抗拔锚杆不会从隔振套6内拔出，优选当凸台41和第一隔振部62的横截面均为圆形时，凸台41的外径不小于第一隔振部62的内径；当凸台41和第一隔振部62的横截面均为方形时，凸台41的外部宽度不小于第一隔振部62内部空间的宽度。同理的，不论凸台41和第一隔振部62的横截面为何种形状，为了保证抗拔锚杆能够卡装在隔振套6的内部，不会在隔振套6内剧烈晃动，也不会被轻易的从隔振套6内拔出，优选凸台41的外部尺寸不小于第一隔振部62的内部尺寸。

与此相对应的，本实施例的隔振套6中，第一隔振部62的横截面形状也配套的设置为方形，同样也可以根据第一个隔振部的截面形状设置为圆形、椭圆形或多边形的结构。

针对本实施例的抗浮隔振结构，本实施例还给出了该结构的具体施工流程。具体施工流程可以分为如下各步骤：

(1)在作为地基层1的岩土体中打入抗拔锚杆(暂不安装杆体5顶端的抗拔端板4)；

(2)在抗拔锚杆的杆体5周围夯实并敷设素混凝土，以找平垫层的表面，并在素混凝土垫层表面铺设减振垫层3，并在减振垫层3表面敷设pe(聚乙烯polyethyleneofraisedtemperatureresistance的英文缩写)保护膜；

(3)安装顶部开口且无封板61的隔振套6，以使隔振套6的第一隔振部62套装在抗拔锚杆的杆体5顶端外，并保证包含抗拔端板4的杆体5顶端不超出隔振套6的开口；

(4)从隔振套6的开口处将抗拔端板4安装在抗拔锚杆的杆体5顶端；

(5)从隔振套6的开口处向隔振套6和带抗拔端板4的抗拔锚杆之间填充减振材料，以完成隔振包垫层7的填充；

(6)将封板61封在隔振套6的第一隔振部62的顶端开口内；

(7)浇筑混凝土基础底板，将隔振套6现浇嵌入混凝土基础中；

(8)完成其他上部结构的施工即可。

需要说明的是，本实施例中所述的焊接和螺栓连接的连接强度和构造措施均需满足建筑物基础层2的抗拔强度和建筑稳定性要求。上述的减振垫层3和隔振包垫层7的材质和设计参数均需要满足建筑物相关设计和施工要求。

实施例二

本实施例二与实施例一所述的抗浮隔振结构基本相同，相同之处不再赘述，不同之处在于：为了优化现场施工便利性和施工质量可控制性，本实施例所述的抗浮隔振结构如图2所示，在基础层2上设有沉入段，沉入段插入地基层1中，隔振套6与抗拔锚杆均位于沉入段内，从而将半浮置体系的标高适当下沉，并使隔振套6的顶端与基础层2的非沉入段的底板平齐。

本实施例的抗浮隔振结构的施工过程与实施例一基本相同，仅安装位置不同，故而施工过程在此不再重复赘述。

实施例三

本实施例三与实施例一所述的抗浮隔振结构基本相同，相同之处不再赘述，不同之处在于：本实施例的抗浮隔振结构中，抗拔锚杆自基础层2中倾斜的穿过基础层2的侧壁后，插入地基层1中。具体如图3所示，本实施例的抗拔锚杆自基础层2内倾斜的穿过基础层2的侧壁并插入地基层1内，从而即保证基础层2的侧壁与地基层1之间的可靠固定，又能有效抑制基础层2的侧壁受到的振动影响，以提高建筑物的稳定性。

为了提高基础层2的侧壁与地基层1之间的抗拔强度，优选抗拔锚杆与基础层2的底板之间具有夹角。以图3所示为例，基础层2的侧壁左侧即为地基层1，抗拔锚杆自右上向左下倾斜的穿过基础层2的侧壁并插入地基层1内。

可理解的是，抗拔锚杆插入地基层1内时是自上向下的由基础层2所在一侧倾斜的插入地基层1所在的一侧。即当基础层2的侧壁右侧为地基层1时，抗拔锚杆自左上向右下倾斜的穿过基础层2的侧壁并插入地基层1内即可。

本实施例的抗浮隔振结构的施工过程与实施例一基本相同，仅安装位置不同，故而施工过程在此不再重复赘述。

实施例四

本实施例四与实施例二所述的抗浮隔振结构基本相同，且与实施例三所述抗浮隔振结构具有部分相同之处。本实施例四与实施例二和实施例三之间各自的相同之处不再赘述，不同之处在于：本实施例的抗浮隔振结构中，抗拔锚杆自基础层2的沉入段中倾斜的穿过基础层2的侧壁后，插入地基层1中。

具体的，为了优化现场施工便利性和施工质量可控制性，本实施例所述的抗浮隔振结构中，在基础层2的侧壁上设有沉入段，沉入段自侧面横向插入地基层1中，隔振套6与抗拔锚杆均位于沉入段内，且抗拔锚杆自基础层2侧壁上的沉入段内倾斜的穿过基础层2的侧壁后插入地基层1内，从而即保证基础层2与地基层1之间的可靠固定，又能有效抑制基础层2受到的振动影响，以提高建筑物的稳定性。

本实施例所述的抗拔锚杆自基础层2向地基层1内插入时的插入方向与实施例三相同，相同之处在此不再赘述，不同之处在于：本实施例的抗拔锚杆的插入时的位置与实施例三不同，本实施例的抗拔锚杆在插入时是自沉入段插入地基层1内。

本实施例的抗浮隔振结构的施工过程与实施例一基本相同，仅安装位置不同，故而施工过程在此不再重复赘述。

实施例五

本实施例五在上述的实施例一、实施例二、实施例三和实施例四的基础上提供了一种建筑物，该建筑物包括如上所述的抗浮隔振结构。该建筑物中可以仅安装有上述的一种抗浮隔振结构，也可以安装有上述的多种抗浮隔振结构的组合。

综上所述，本实施例的抗浮隔振结构包括抗拔锚杆和隔振套6，抗拔锚杆自基础层2插入地基层1中，隔振套6位于基础层2内且套装在抗拔锚杆外，以使抗拔锚杆与基础层2之间不直接接触，隔振套6的内部设有用于为抗拔锚杆提供减振的空间，从而使得抗拔锚杆与基础层2之间完全隔离，以利用隔振套6和抗拔锚杆组成活塞式的建筑基础整体半浮置体系，从而解决现有技术中建筑物在作抗浮设计时，容易出现在采用抗浮桩(即本发明所述的抗拔锚杆)后目标建筑较难悬置的缺陷，该结构特别适合于采用弹性减振垫层3建筑基础浮置法处理最大埋深在地下水位以下的工程在隔离轨道交通竖向振动影响中的应用，能使建筑基础层2整体达到较高的减振效率，从而提高建筑基础的抑振稳定性。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。