一种地铁车站用减振型抗拔桩及施工方法与流程

1.本发明属于城市轨道交通减振设计领域，更具体的说，涉及一种地铁车站用减振型抗拔桩。


背景技术：

2.城市轨道交通具有速度快、运量大以及准时、舒适、方便和节能等优点，我国已将城市交通轨道化发展列为今后30-50年内的重点，计划将在65座城市建设地铁和轻轨线路。地铁作为现代化中大城市交通发展的首选，其优势显得越来越突出，但随着地铁的运营与发展也带来的弊端—振动污染也给人们的生活环境造成了一定的负面影响。
3.现在城市轨道交通减振措施大多是轨道结构减振，车站主体结构的设计不考虑减振作用，但是地铁车站下层设置的抗拔桩在空间位置上极为靠近轨道结构，地铁运营产生的振动会通过抗拔桩传入下层土壤并扩散至地表，引起沿线建筑物振动，影响居民日常生活和精密仪器的正常工作。现有地铁车站抗拔桩的设计仅考虑抗浮需要而并不考虑减振需求。因此，如何设计一种既能保证车站抗浮设计要求，有具有减振效果的抗拔桩，成为行业亟需。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种地铁车站用减振型抗拔桩，该地铁车站用减振型抗拔桩可以大幅度吸收地铁运营时产生的振动能量，减少振动对地铁沿线建筑物的影响。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种地铁车站用减振型抗拔桩，包括桩身，固定在桩身顶部的隔振桩头，用于连接桩身及隔振桩头的桩身受力主筋，固定在隔振桩头上的预制桩帽。
6.作为本发明的进一步的优选方案，所述隔振桩头包括隔振层、桩头外壳、橡胶混凝土；所述桩头外壳的顶面和桩头外壳的底面分别布设隔振层；所述桩头外壳内填充有橡胶混凝土；所述桩头外壳的外侧面与预制桩帽的内侧面固定连接；所述桩头外壳的底面设有让桩身受力主筋贯穿的贯穿孔。
7.作为本发明的进一步的优选方案，所述桩头外壳的外侧面与预制桩帽的内侧面棘齿连接。
8.作为本发明的进一步的优选方案，其特征在于：所述桩头外壳的材料为阻尼合金。
9.作为本发明的进一步的优选方案，所述桩头外壳的底面内侧设有让桩身受力主筋贯穿的钢筋锚板，所述钢筋锚板焊接在桩头外壳的底面内侧，且钢筋锚板与桩身受力主筋焊接。
10.作为本发明的进一步的优选方案，预留桩身受力主筋的顶部与桩头外壳顶部的隔振层之间设有5cm-10cm的间距。
11.作为本发明的进一步的优选方案，所述贯穿孔沿着桩头外壳的底面边缘呈排列布
置。
12.作为本发明的进一步的优选方案，所述隔振层采用聚氨酯或橡胶制成，且隔振层的高度范围是0.5cm-3cm。
13.作为本发明的进一步的优选方案，一种地铁车站用减振型抗拔桩的施工方法，包括如下施工步骤：步骤1、在施工钻孔现浇桩身，所述桩身内设桩身受力主筋，且桩身受力主筋的上部延伸出桩身，预留桩身受力主筋的顶部与桩头外壳顶部的隔振层之间设有5cm的间距；步骤2、在桩身顶部设置隔振层后，再将桩头外壳安装在桩身的顶部，且桩身受力主筋的上部插入桩头外壳底部预留的贯穿孔中；步骤3、在桩头外壳内直接浇筑橡胶混凝土，使得橡胶混泥土与桩头外壳的顶部齐平，并对浇筑后的橡胶混泥土自然养护7天。
14.步骤4、在桩头外壳的顶面铺设隔振层；步骤5、将预制桩帽单向由上至下套装在桩头外壳上，且将预制桩帽与桩头外壳固定。
15.作为本发明的进一步的优选方案，所述橡胶混凝土中的橡胶含量小于30% 。
16.本发明具有如下有益效果：1、本发明公开的一种地铁车站用减振型抗拔桩，在保证抗拔桩抗浮设计要求的同时，通过设计刚-弹-刚性过渡型桩结构，从而实现抗拔桩的减振效果，当地铁列车运行产生的振动通过抗拔桩时，由于抗拔桩内的隔振桩头削弱了振动能量，从而大幅度的减少了向外传播的振动能量；2、本发明公开的一种地铁车站用减振型抗拔桩，通过在隔振桩头的顶面和底面布设的隔振层，使得地铁行驶过程中产生的振动经过隔振桩头后，通过隔振桩头的顶面和底面的隔振层以及隔振桩头内部的橡胶混凝土吸收振动能量，从而大幅度的减少了振动能量向外传播的可能性。
附图说明
17.图1是本发明一种地铁车站用减振型抗拔桩施工流程图；图2是本发明一种地铁车站用减振型抗拔桩结构示意图；图3是本发明一种地铁车站用减振型抗拔桩径向剖面图。
18.其中有：1、桩身；11、桩身受力主筋；21、桩端隔振层；22、桩头隔振层；3、隔振桩头；31、钢筋锚板；32、橡胶混凝土；33、棘齿结构；34、桩头外壳；4、预制桩帽；41、桩帽受力主筋；42、“门”式筋；5、车站主体结构。
具体实施方式
19.下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
20.本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”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，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中
采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。
21.如图2所示，一种地铁车站用减振型抗拔桩，包括桩身1，固定在桩身1顶部的隔振桩头3，用于连接桩身1及隔振桩头3的桩身受力主筋11，固定在隔振桩头3上的预制桩帽4，所述预制桩帽4上布设有“门”式筋42，“门”式筋42用于连接预制桩帽4和车站主体结构5；在地铁运营过程中，地铁所产生的振动能量通过隔振桩头3进行了振动能量吸收削弱，从而减少了对地铁沿线建筑物的影响。
22.如图3所示，所述隔振桩头3包括隔振层、桩头外壳34、橡胶混凝土32；所述桩头外壳34的顶面和桩头外壳34的底面分别布设隔振层；所述桩头外壳34内填充有橡胶混凝土32；所述预制桩帽4套装在桩头外壳34上，且所述桩头外壳34的外侧面与预制桩帽4的内侧面固定连接；所述桩头外壳34的底面设有让桩身受力主筋11贯穿的贯穿孔；在地铁运营过程中，振动能量依次经过隔振桩头3的顶面的隔振层、隔振桩头3内部的橡胶混凝土32、隔振桩头3的底面的隔振层后，被层层吸收，此时传递至抗拔桩底部的振动能量已经大大的被削弱了，从而减少了对地铁沿线建筑物的影响。
23.所述桩头外壳34的外侧面与预制桩帽4的内侧面棘齿连接，防止桩头外壳34与预制桩帽4之间连接不紧密，从而分离脱落。
24.在本实施例中，所述桩头外壳34的材料为阻尼合金。
25.所述桩头外壳34的底面内侧设有让桩身受力主筋11贯穿的钢筋锚板31，所述钢筋锚板31焊接在桩头外壳34的底面内侧，且钢筋锚板31与桩身受力主筋11焊接；所述钢筋锚板31增加了桩身受力主筋11与桩头外壳34之间的连接刚性，以及桩身受力主筋11与桩头外壳34内部的橡胶混凝土32的连接牢固性，增加抗拔桩的抗拉能力。
26.另外，在本实施例中，所述贯穿孔沿着桩头外壳34的底面边缘呈排列布置。
27.在实施例中，所述隔振层为聚氨酯橡胶制成，且隔振层的高度范围是0.5cm-3cm。
28.在本实施例中，预留桩身受力主筋11的顶部与桩头外壳顶部的隔振层之间设有5cm-10cm的间距，优选为5cm的间距；预留的间距是作为桩头外壳内部吸收振动能量的缓冲高度距离。
29.如图1所示，一种地铁车站用减振型抗拔桩的施工方法，包括如下施工步骤：步骤1、在施工钻孔现浇桩身1，所述桩身1内设桩身受力主筋11，且桩身受力主筋11的上部延伸出桩身1；步骤2、在桩身1顶部设置隔振层后，再将桩头外壳34安装在桩身1的顶部，且桩身受力主筋11的上部插入桩头外壳34底部预留的贯穿孔中；步骤3、在桩头外壳34内直接浇筑橡胶混凝土32，使得橡胶混泥土与桩头外壳34的顶部齐平，并对浇筑后的橡胶混泥土自然养护7天，在本方法中，所述橡胶混凝土32中的橡胶含量小于30% ；步骤4、在桩头外壳34的顶面铺设隔振层；步骤5、将预制桩帽4单向由上至下套装在桩头外壳34上，并通过棘齿结构配合连接预制桩帽4与桩头外壳34。
30.以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。