一種地下結(jié)構(gòu)減震體系的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種地下結(jié)構(gòu)減震體系，尤其適用于地鐵地下車站等建筑。本實(shí)用新型的地下結(jié)構(gòu)減震體系包括用于結(jié)構(gòu)外部的減震層、結(jié)構(gòu)中柱的減震墊、結(jié)構(gòu)分段處的縱向減震帶。所述的結(jié)構(gòu)外部減震層由泡沫樹脂材料制成，由于泡沫樹脂材料的剛度介于土體和鋼筋混凝土地下結(jié)構(gòu)之間，可減小地下結(jié)構(gòu)和土體的剛度差異，使地下結(jié)構(gòu)和土體有更好的連接效果，在地震時，減震層可以吸收和分散地震的沖擊力；減震墊作為地下結(jié)構(gòu)中柱與板的連接構(gòu)件，可以吸收結(jié)構(gòu)內(nèi)部的地震能量；縱向減震帶設(shè)置在地下結(jié)構(gòu)的分段之間，用于減弱縱向地震對地下結(jié)構(gòu)的損傷，通過三方面減震設(shè)計(jì)形成的地下結(jié)構(gòu)減震體系可使地下結(jié)構(gòu)具有較好的抗震性能和安全性。
【專利說明】一種地下結(jié)構(gòu)減震體系

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及土木工程設(shè)計(jì)與施工的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及土木工程方面減震與隔震體系，具體的說，是一種適用于地鐵、地下商場等地下建筑的地下結(jié)構(gòu)減震隔震體系。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，地鐵、地下商場等地下建筑均屬于地下結(jié)構(gòu)，這種地下結(jié)構(gòu)包括分別支撐兩側(cè)土體的側(cè)墻，側(cè)墻的頂部設(shè)有用于支撐頂部土體的頂板，側(cè)墻的底部設(shè)有設(shè)置在底部土體上的底板，在頂板和底板之間還設(shè)有對頂板進(jìn)行支撐的中柱。對于多層的地下結(jié)構(gòu)，在側(cè)墻的中部還設(shè)有一個或多個與底板平行設(shè)置的中板，這種地下結(jié)構(gòu)在頂板和最上層的中板之間、相鄰的中板之間以及底板和最下層的中板之間均設(shè)有中柱。這種地下結(jié)構(gòu)在地震作用下是通過自身的剛度來抵抗周圍土體的變形，但是地下結(jié)構(gòu)本身和土體之間的剛度差異較大，在地震時由于剛度不連續(xù)很容易導(dǎo)致地下結(jié)構(gòu)損壞。而且全球范圍內(nèi)多次地震災(zāi)害現(xiàn)象顯示，在強(qiáng)地震作用下，這種地下結(jié)構(gòu)會發(fā)生嚴(yán)重的破壞，如1923年日本關(guān)東大地震，致使鄰近約25座隧道遭到破壞；1985年墨西哥8.1級地震中，地鐵車站側(cè)墻與地表結(jié)構(gòu)相交部位發(fā)生分離破壞現(xiàn)象；1995年7.2級日本阪神地震，由地震引起的土體液化，造成地鐵地下結(jié)構(gòu)側(cè)墻、中柱和頂板都出現(xiàn)大量的破壞現(xiàn)象。由于我國大城市的地鐵地下結(jié)構(gòu)和大型地下商場等地下建筑都是在近三十年內(nèi)大規(guī)模建設(shè)的，至今還沒有經(jīng)過地震的嚴(yán)峻考驗(yàn)，但這并不意味著這些地下結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能。因此，為提高地下結(jié)構(gòu)的安全性，有必要提出具有減震功能的地下結(jié)構(gòu)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述技術(shù)現(xiàn)狀，而提供一種通過三方面減震設(shè)計(jì)形成的地下結(jié)構(gòu)減震體系，可使地下結(jié)構(gòu)具有較好的抗震性能和安全性。
[0004]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種地下結(jié)構(gòu)減震體系，包括地下結(jié)構(gòu)主體，地下結(jié)構(gòu)主體由若干個結(jié)構(gòu)單元組成，每個結(jié)構(gòu)單元均包括有分別用于支撐側(cè)部土體的側(cè)墻，頂部土體的頂板、以及底部土體的底板，結(jié)構(gòu)單元中設(shè)有數(shù)根中柱以及中板，中柱豎向設(shè)置且分別與頂板、中板及底板連接，中板橫向設(shè)置且兩側(cè)與側(cè)墻連接，其中:中柱與頂板連接處、中柱與中板連接處、中柱與底板連接處均設(shè)置有減震墊，相鄰的結(jié)構(gòu)單元之間設(shè)置有縱向減震帶，地下結(jié)構(gòu)主體外表面包覆有減震層。
[0006]為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括:
[0007]上述的減震墊包括至少三層鋼板，相鄰的兩個鋼板之間夾設(shè)有橡膠板，鋼板和橡膠板通過粘結(jié)劑粘結(jié)在一起。
[0008]上述的減震墊上設(shè)有沿減震墊厚度方向延伸的鋼筋穿孔，中柱上設(shè)有穿設(shè)在鋼筋穿孔內(nèi)的鋼筋。
[0009]上述的相鄰的結(jié)構(gòu)單元連接處交叉設(shè)置有凸接頭和凹接頭，相配合的凸接頭和凹接頭之間組成鎖位組合將相鄰的結(jié)構(gòu)單元固定，鎖位組合間隔分布，縱向減震帶封閉設(shè)置于相鄰的鎖位組合之間的間隙中形成柔性分隔帶。
[0010]上述的縱向減震帶為氯丁橡膠材料制造。
[0011]上述的相配合的凸接頭和凹接頭之間固定有鋼墊片并用螺栓將凸接頭和凹接頭相互緊固。
[0012]上述的減震層包括位于側(cè)墻與側(cè)部土體之間的側(cè)部減震層、位于頂板與頂部土體之間的頂部減震層以及位于底板與底部土體之間的底部減震層，減震層為泡沫樹脂材料制成。
[0013]上述的減震墊端面的大小與中柱的橫截面的大小相同，減震墊的厚度不大于中柱寬度的四分之一。
[0014]上述的縱向減震帶寬度為15cm至20cm,通過粘結(jié)劑與結(jié)構(gòu)單元粘合配合。
[0015]上述的鋼墊片厚度為1cm至15cm。
[0016]上述的減震層的厚度為30cm至40cm。
[0017]本實(shí)用新型地下結(jié)構(gòu)減震體系的施工方法的一種具體實(shí)施例包括以下順序的步驟:
[0018]步驟一、在底部土體上噴注底部減震層；
[0019]步驟二、在底部減震層上制作底板；
[0020]步驟三、制作側(cè)墻，使側(cè)墻與側(cè)部土體之間預(yù)留有間隙；
[0021]步驟四、在側(cè)墻和側(cè)部土體之間的間隙內(nèi)噴注側(cè)部減震層，使側(cè)部減震層填充側(cè)墻和側(cè)部土體之間的間隙；
[0022]步驟五、制作頂板，在頂板之上噴注頂部減震層，然后回填上覆土層。
[0023]噴注減震層時使用臺車噴注，噴注步驟如下:
[0024]步驟一、拼裝噴注減震層所用的臺車，鋪設(shè)臺車行走軌道，控制臺車使其沿行走軌道移動至減震層的施工位置處；
[0025]步驟二、調(diào)試臺車，將臺車模板頂推到位，準(zhǔn)備制作泡沫樹脂的設(shè)備以及膠粘劑、固化劑和發(fā)泡劑原材料；
[0026]步驟三、根據(jù)泡沫樹脂的實(shí)際使用量，將膠粘劑、固化劑和發(fā)泡劑混合，攪拌均勻得到泡沫樹脂混合膠液；
[0027]步驟四、使用臺車噴注泡沫樹脂膠液，噴注順序?yàn)橄榷踢吅箝L邊、從中間到角邊，使泡沫樹脂膠液完全覆蓋，等待泡沫樹脂膠液固化成型。
[0028]噴注泡沫樹脂膠液采用兩次噴注完成:第一次噴注的泡沫樹脂膠液固化成型后，再次噴注泡沫樹脂膠液。
[0029]由于中柱是地下結(jié)構(gòu)中抗震的薄弱部位，在中柱兩端設(shè)置減震墊可緩沖地震對中柱的破壞，從而進(jìn)一步提高地下結(jié)構(gòu)的安全性。
[0030]在施工時，可將中柱鋼筋穿在減震墊上的鋼筋穿孔內(nèi)，使施工更方便。
[0031]由于地下結(jié)構(gòu)在縱向長度較長，地震波的空間差異性會導(dǎo)致其發(fā)生拉、剪、扭等沿縱向的破壞現(xiàn)象，在地下結(jié)構(gòu)分段與分段之間(即結(jié)構(gòu)單元之間)固定縱向減震帶，可使地下結(jié)構(gòu)能適應(yīng)一定程度的縱向受力與變形，降低地下結(jié)構(gòu)的縱向破壞可能性。
[0032]在側(cè)墻與側(cè)部土體之間、頂板和頂部土體之間以及底板和底部土體之間分別填充有泡沫樹脂材料制成的減震層，由于泡沫樹脂材料的剛度介于土體和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的側(cè)墻、頂板之間，能減小地下結(jié)構(gòu)和土體的剛度差異，使地下結(jié)構(gòu)和土體有更好的連接效果，在地震時，減震層可以吸收和分散地震的沖擊力，因此本實(shí)用新型的地下結(jié)構(gòu)具有較好的抗震性和安全性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是地下結(jié)構(gòu)減震體系橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2是圖1中減震墊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖3是結(jié)構(gòu)單元之間的連接關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖4是圖3中鎖位組合的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0037]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0038]圖1至圖4所示為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]其中的附圖標(biāo)記為:地下結(jié)構(gòu)主體1、結(jié)構(gòu)單元la、側(cè)墻11、頂板12、底板13、凸接頭14、凹接頭15、鋼墊片16、螺栓17、中柱2、中板3、減震墊4、鋼板41、橡膠板42、鋼筋穿孔43、縱向減震帶5、減震層6、側(cè)部減震層61、頂部減震層62、底部減震層63。
[0040]本實(shí)用新型的地下結(jié)構(gòu)減震體系橫截面的結(jié)構(gòu)如圖1所示，本實(shí)施例的地下結(jié)構(gòu)包括分別用于支撐側(cè)部、頂部和底部土體的側(cè)墻11、頂板12和底板13，側(cè)墻11、頂板12和底板13均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，側(cè)墻11的中部設(shè)有與底板13平行的中板3，中板3的兩邊固定連接在側(cè)墻11上，頂板12和中板3之間、中板3和底板13之間分別設(shè)有豎直的中柱2，側(cè)墻11與側(cè)部土體之間、頂板12和頂部土體之間以及底板13和底部土體之間分別填充有泡沫樹脂材料制成的減震層6，該減震層6厚度在3(T40cm之間，中柱2的兩端分別固定有減震墊4，減震墊4的結(jié)構(gòu)如圖2所示，減震墊4端面的大小與中柱2的橫截面的大小相同，減震墊4的厚度小于或者等于中柱2寬度的四分之一，本實(shí)施例的減震墊4包括三層鋼板41，相鄰的兩個鋼板41之間夾設(shè)有橡膠板42，各鋼板41和橡膠板42通過粘結(jié)劑粘結(jié)在一起，減震墊4上設(shè)有沿減震墊厚度方向延伸的鋼筋穿孔43，中柱2的兩端分別設(shè)有穿設(shè)在所述鋼筋穿孔內(nèi)的鋼筋，施工將減震墊4穿過中柱鋼筋固定，再澆筑混凝土形成中柱，最終使減震墊固定在中柱的兩端。地下結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)單元Ia與結(jié)構(gòu)單元Ia之間設(shè)置縱向減震帶5，并且通過凹凸接頭定位，在接頭處固定鋼墊片16，用螺栓17將其連接。縱向減震帶5采用氯丁橡膠材料，寬度為15?20cm，鋼墊片16厚度為l(Tl5cm，氯丁橡膠和鋼墊片16均用粘結(jié)劑與地下結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)單元Ia粘合。
[0041]由于泡沫樹脂材料的剛度介于土體和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的側(cè)墻U、頂板12之間，泡沫樹脂材料制成的減震層6可減小地下結(jié)構(gòu)和土體的剛度差異，因此本實(shí)用新型的地下結(jié)構(gòu)和土體有更好的連接效果，在地震時，減震層6可以吸收和分散地震的沖擊力，而且中柱2兩端設(shè)置的減震墊4可緩沖地震對中柱2的破壞，同時縱向減震帶5可降低地震波的空間差異性對地下結(jié)構(gòu)縱向產(chǎn)生的破壞，因此本實(shí)施例的地下結(jié)構(gòu)在橫向和縱向都具有較好的抗震性和安全性。
[0042]在本實(shí)用新型地下結(jié)構(gòu)的其它實(shí)施例中，減震墊的鋼板也可以采用三層以上的鋼板41，相鄰的兩層鋼板之間粘結(jié)有橡膠板42。
[0043]在本實(shí)用新型地下結(jié)構(gòu)的其它實(shí)施例中，減震墊4的厚度、寬度等尺寸可以根據(jù)實(shí)際需要而設(shè)定。
[0044]在本實(shí)用新型地下結(jié)構(gòu)的其它實(shí)施例中，當(dāng)泡沫減震層使地下結(jié)構(gòu)具有良好的抗震效果時，可以省去中柱減震墊4。
[0045]在本實(shí)用新型地下結(jié)構(gòu)的其它實(shí)施例中，縱向減震帶5的寬度、鋼墊片16的厚度、凹凸接頭數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際需要而設(shè)定。
[0046]本實(shí)用新型地下結(jié)構(gòu)減震層的施工方法的一種具體實(shí)施例包括以下順序的步驟:
[0047]步驟一、在底部土體上噴注泡沫樹脂減震層，確保泡沫樹脂減震層的厚度達(dá)到30?40cm ；
[0048]步驟二、在底部土體上的泡沫樹脂減震層上制作底板13 ；
[0049]步驟三、制作側(cè)墻11，使側(cè)墻11與側(cè)部土體之間預(yù)留有間隙；
[0050]步驟四、在側(cè)墻11和側(cè)部土體之間的間隙內(nèi)噴注泡沫樹脂減震層，使泡沫樹脂減震層填充側(cè)墻11和側(cè)部土體之間的間隙，確保泡沫樹脂減震層的厚度達(dá)到3(T40cm，側(cè)墻和側(cè)部土體之間的其余空隙用填土填充；
[0051]步驟五、制作頂板12，在頂板12之上噴注頂部減震層62，然后回填上覆土層，確保泡沫樹脂減震層的厚度達(dá)到3(T40cm。
[0052]上述步驟中，泡沫樹脂減震層的噴注過程采用以下順序的步驟:
[0053]步驟一、拼裝噴注泡沫樹脂所用的臺車，鋪設(shè)臺車行走軌道，控制臺車使其沿行走軌道移動至泡沫樹脂減震層的施工位置處；
[0054]步驟二、調(diào)試臺車，將臺車模板頂推到位，準(zhǔn)備制作泡沫樹脂的設(shè)備以及膠粘劑、固化劑和發(fā)泡劑原材料；
[0055]步驟三、根據(jù)泡沫樹脂的實(shí)際使用量，將膠粘劑、固化劑和發(fā)泡劑按一定重量比混合，攪拌均勻得到泡沫樹脂混合膠液(混合膠液必須在2小時內(nèi)使用完畢)；
[0056]步驟四、使用臺車噴注泡沫樹脂膠液，噴注順序?yàn)橄榷踢吅箝L邊、從中間到角邊，使泡沫樹脂膠液完全覆蓋頂板12和側(cè)墻11，在噴注時，應(yīng)控制泡沫樹脂膠液的流動性，噴注完成后等待泡沫樹脂膠液固化成型。
[0057]在噴注泡沫樹脂膠液時，應(yīng)根據(jù)地下結(jié)構(gòu)尺寸的不同，設(shè)置不同數(shù)量的泡沫樹脂噴注管，要求噴注管間距應(yīng)不得小于Γ6πι，相鄰兩噴注管施工間隙時間應(yīng)不小于48h，按照自下而上的工序進(jìn)行施工，根據(jù)土質(zhì)、土類、地下水等環(huán)境調(diào)整噴注壓力、流量、旋轉(zhuǎn)提升速度等，自下而上噴射。上述步驟中，可根據(jù)工程需要進(jìn)行原位復(fù)噴，復(fù)噴時噴射流沖擊的對象為第一次噴射尚未凝固的泡沫樹脂。在一個施工位置處完成噴注后，再將臺車移動到下一施工位置。
[0058]以上僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種地下結(jié)構(gòu)減震體系，包括地下結(jié)構(gòu)主體(I)，所述的地下結(jié)構(gòu)主體(I)由若干個結(jié)構(gòu)單元(Ia)組成，每個所述的結(jié)構(gòu)單元(Ia)均包括有分別用于支撐側(cè)部土體的側(cè)墻(11)，頂部土體的頂板(12)、以及底部土體的底板(13)，所述的結(jié)構(gòu)單元(Ia)中設(shè)有數(shù)根中柱⑵以及中板(3)，所述的中柱(2)豎向設(shè)置且兩端分別于與頂板(12)和底板(13)連接，所述的中板(3)橫向設(shè)置且兩側(cè)與側(cè)墻(11)連接，其特征是:所述的中柱(2)與頂板(12)連接處和/或中柱(2)與底板(13)連接處設(shè)置有減震墊(4)，相鄰的所述的結(jié)構(gòu)單元(Ia)之間設(shè)置有縱向減震帶(5)，所述的地下結(jié)構(gòu)主體(I)外表面包覆有減震層(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地下結(jié)構(gòu)減震體系，其特征是:所述的減震墊(4)包括至少三層鋼板(41)，相鄰的兩個所述的鋼板(41)之間夾設(shè)有橡膠板(42)，所述的鋼板(41)和橡膠板(42)通過粘結(jié)劑粘結(jié)在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種地下結(jié)構(gòu)減震體系，其特征是:所述的減震墊(4)上設(shè)有沿減震墊(4)厚度方向延伸的鋼筋穿孔(43)，所述的中柱(2)上設(shè)有穿設(shè)在鋼筋穿孔(43)內(nèi)的鋼筋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地下結(jié)構(gòu)減震體系，其特征是:相鄰的所述的結(jié)構(gòu)單元(Ia)連接處交叉設(shè)置有凸接頭(14)和凹接頭(15)，相配合的凸接頭(14)和凹接頭(15)之間組成鎖位組合將相鄰的結(jié)構(gòu)單元(Ia)固定，所述的鎖位組合為豎向間隔分布，所述的縱向減震帶(5)封閉設(shè)置于相鄰的鎖位組合之間的間隙中形成柔性分隔帶。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種地下結(jié)構(gòu)減震體系，其特征是:所述的縱向減震帶(5)為氯丁橡膠材料制造。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種地下結(jié)構(gòu)減震體系，其特征是:相配合的所述的凸接頭(14)和凹接頭(15)之間固定有鋼墊片(16)并用螺栓(17)將凸接頭(14)和凹接頭(15)相互緊固。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地下結(jié)構(gòu)減震體系，其特征是:所述的減震層(6)包括位于側(cè)墻(11)與側(cè)部土體之間的側(cè)部減震層(61)、位于頂板(12)與頂部土體之間的頂部減震層￠2)以及位于底板(13)與底部土體之間的底部減震層(63)，所述的減震層(6)為泡沫樹脂材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種地下結(jié)構(gòu)減震體系，其特征是:所述的減震墊(4)端面的大小與中柱(2)的橫截面的大小相同，所述的減震墊(4)的厚度不大于中柱(2)寬度的四分之一。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種地下結(jié)構(gòu)減震體系，其特征是:所述的縱向減震帶(5)寬度為15cm至20cm，通過粘結(jié)劑與結(jié)構(gòu)單元(Ia)粘合配合；所述的鋼墊片(16)厚度為1cm 至 15cm。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種地下結(jié)構(gòu)減震體系，其特征是:所述的減震層(6)的厚度為30cm至40cm。
【文檔編號】E04B1/98GK204000968SQ201420475226
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】左熹, 周桂云, 倪紅, 顧榮蓉 申請人:金陵科技學(xué)院