[發明專利]抗列車振動的樁基礎加固結構及施工方法

有效

• 申請號: 202210180569.5
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114457795B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 馬建軍;梁基冠;黃林沖;梁禹;楊宏偉;陳萬祥;黨文剛
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: E02D5/64
• 分類號: E02D5/64;E02D27/42;E02D27/12;E02D31/08;F16F15/04;F16F15/02
• 代理公司: 廣東合方知識產權代理有限公司 44561
• 代理人: 許建成

本發明公開一種抗列車振動的樁基礎加固結構及施工方法，其外支件通過彈性支頂與樁體相抵，并通過彈性吸能環和充滿殼體的吸能介質吸收地層振動施加于迫動桿的振動能量。當地鐵車輛振動荷載從隧道向周圍地層傳遞，并往輸電塔樁基礎和輸電塔上部結構傳遞的過程中，位于前方的迫動桿隨地層振動而晃動，并在晃動的過程中，一方面壓迫彈性吸能環變形，由彈性吸能環吸收一部分振動能量；同時迫動桿的晃動還使得迫動桿后段及其上的擠壓體擠壓吸能介質，使吸能介質在殼體內運動和摩擦，甚至發生變形和破碎，從而吸收大量的振動能量，既可加固輸電塔的樁基礎，又可吸收大部分的振動能量，保證輸電塔樁基礎和輸電塔上部結構的穩定性和安全性。

技術領域

本發明涉及輸電塔防護工程技術領域，特別涉及一種抗列車振動的樁基礎加固結構及施工方法。

背景技術

隨著城市軌道交通建設的不斷推進，地鐵隧道逐漸向城市外沿拓展。地鐵車輛在城市外沿的地鐵隧道中運行時產生的顯著列車振動會對城市外沿原有的輸電塔結構及其樁基礎的穩定性產生負面影響，甚至可能危害輸電塔的安全。

為提高地鐵車輛運行區域原有輸電塔的穩定性，現有技術主要通過對輸電塔周圍地層進行大范圍的開挖，并施工連桿將輸電塔的多根樁體相連的方式來提升輸電塔的整體穩定性。或者通過注漿的方式，以提升樁基礎周圍地層的整體剛度，從而增強其穩定性。

但現有的這些穩定方案從開挖范圍、加固范圍和加固效果方面大多關注地表附近的加固，很難觸及較深的位置，也就無法有效地幫助樁基礎提升其穩定性和抗振動能力。若能通過增強樁基礎與周圍地層的連接性，并通過相關構件吸收由地鐵隧道上部傳播的車輛振動荷載，將能更有效地保證輸電塔基礎和上部結構的穩定性。

發明內容

本發明的主要目的是提出一種抗列車振動的樁基礎加固結構及施工方法，旨在提高輸電塔樁基礎的抗列車振動能力，保證輸電塔基礎和上部結構的穩定性。

為實現上述目的，本發明提出一種抗列車振動的樁基礎加固結構，包括：

彈性支頂裝置，所述彈性支頂裝置包括彈性頂件以及連于彈性頂件遠離樁體一端的外支件，彈性頂件接近樁體的一端用于直接或者通過內支件與樁體相抵，彈性頂件用于對外支件施以徑向向外的彈性頂力；以及

多個吸能裝置，多個所述吸能裝置設于外支件上，均包括迫動桿、中空的殼體、以及彈性吸能環，所述殼體直接或者通過中間件固于外支件，殼體徑向遠離樁體的區域開設有避讓孔，避讓孔處裝有彈性吸能環，迫動桿的后段位于殼體內且周壁設有桿狀或片狀的剛性擠壓體，前段與彈性吸能環相適并經彈性吸能環伸出殼體，殼體內還充滿顆粒狀的吸能介質，為迫動桿的晃動提供摩擦阻力。

為實現上述目的，本發明還提出一種抗列車振動的樁基礎加固結構施工方法，包括如下步驟：

S1、徑向擴挖樁體周圍地層，形成預定徑向尺寸和深度的基坑；

S2、將樁基礎加固結構裝于基坑的預定位置，并使迫動桿向前插入基坑周圍的地層、內支件與樁體相抵；

S3、對基坑進行回填，以使樁基礎加固結構埋于地層中。

本發明抗列車振動的樁基礎加固結構埋設于輸電塔樁體周圍的地層中，與樁體和地層連成整體。其中，外支件通過彈性支頂與樁體直接或者間接相抵，可為外支件提供彈性支撐。同時設于外支件的多個吸能裝置利用慣容器原理，通過設于避讓孔的彈性吸能環以及充滿殼體內部的吸能介質吸收地層振動施加于迫動桿的振動能量。當地鐵車輛振動荷載從隧道（未圖示）向周圍地層傳遞，并往輸電塔樁基礎和輸電塔上部結構傳遞的過程中，位于前方的迫動桿率先隨地層振動而上下晃動，并在晃動的過程中，一方面壓迫彈性吸能環變形，由彈性吸能環變形吸收一部分振動能量；同時，迫動桿的晃動還使得迫動桿后段及其上的桿狀或片狀的剛性擠壓體擠壓吸能介質，使吸能介質在殼體內運動和摩擦，甚至發生變形和破碎，從而吸收大量的振動能量，由此一來，既可以加固輸電塔的樁基礎，也可以吸收大部分的振動能量，保證輸電塔樁基礎和輸電塔上部結構的穩定性和安全性。