[發(fā)明專(zhuān)利]軟土震陷地層防止地基不均勻變形的明挖隧道結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610378068.2
• 申請(qǐng)日: 2016-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105887926B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖明清;鄧朝輝;龍凡;薛光橋;何應(yīng)道;石湛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E02D29/05
• 分類(lèi)號(hào): E02D29/05;E02D27/34
• 代理公司: 武漢開(kāi)元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司42104
• 代理人: 黃行軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及明挖隧道領(lǐng)域，具體是一種軟土震陷地層防止地基不均勻變形的明挖隧道結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

軟土震陷是地震時(shí)軟土自身及地面沉降的一種現(xiàn)象，當(dāng)明挖隧道基底發(fā)生震陷時(shí)，會(huì)導(dǎo)致基底地層沉降，使結(jié)構(gòu)也相應(yīng)產(chǎn)生沉降。但由于隧道底部不同部位的震陷變形量不同，隧道結(jié)構(gòu)就會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降，甚至造成結(jié)構(gòu)與下部地層之間局部脫空的現(xiàn)象，這種不均勻沉降或脫空會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大的附加內(nèi)力，進(jìn)而使結(jié)構(gòu)開(kāi)裂甚至破壞。因此，工程中需要采取措施來(lái)消除的這種災(zāi)害現(xiàn)象。

目前采取的措施主要有兩種，第一種是通過(guò)地層改良技術(shù)來(lái)消除震陷；第二種是完全靠樁基礎(chǔ)支承，允許震陷后結(jié)構(gòu)與基底軟土脫開(kāi)。其存在的主要問(wèn)題如下：

1、當(dāng)軟土深厚且分布廣泛時(shí)，地層改良的加固工程量大，不經(jīng)濟(jì)。

2、采用樁基礎(chǔ)支承結(jié)構(gòu)時(shí)，需要的樁的長(zhǎng)度大、數(shù)量多，造成工程投資大幅度增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述背景技術(shù)存在的不足，提出一種能適應(yīng)隧道底部不同部位的震陷變形量不同，有效防止局部脫空，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工簡(jiǎn)便的軟土震陷地層防止地基不均勻變形的明挖隧道結(jié)構(gòu)。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供的一種軟土震陷地層防止地基不均勻變形的明挖隧道結(jié)構(gòu)，包括由頂板、底板和側(cè)墻組成的明挖隧道，所述頂板的上方鋪設(shè)有回填覆土，側(cè)墻的外側(cè)設(shè)有圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述底板與其下方的軟土震陷地層之間設(shè)有預(yù)壓縮層，所述預(yù)壓縮層包括彈性墊、緊貼設(shè)于彈性墊頂面和底面的壓板以及用于壓緊壓板和彈性墊的緊固件，所述緊固件通過(guò)上下兩塊壓板對(duì)彈性墊進(jìn)行預(yù)壓縮，所述緊固件為可在地下水作用下銹蝕斷開(kāi)的金屬絲。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述緊固件由細(xì)鐵絲和錨固件組成，所述細(xì)鐵絲穿過(guò)壓板和彈性墊并通過(guò)錨固件固定在壓板上，所述細(xì)鐵絲可在地下水作用下銹蝕斷開(kāi)。

進(jìn)一步地，所述錨固件呈圓臺(tái)形，所述壓板上開(kāi)有與呈圓臺(tái)形的錨固件相配合的通孔，錨固件設(shè)于通孔內(nèi)，所述細(xì)鐵絲穿過(guò)錨固件并與其緊固配合，所述錨固件靠近彈性墊的一端直徑小于錨固件遠(yuǎn)離彈性墊的一端直徑。

更進(jìn)一步地，所述明挖隧道的底板與其下方的軟土震陷地層之間設(shè)有多個(gè)沿水平向依次拼接的預(yù)壓縮層。

再進(jìn)一步地，所述彈性墊由聚苯乙烯材料制備。

還進(jìn)一步地，所述壓板為塑料板或木板。

本發(fā)明中的彈性墊由于預(yù)壓縮產(chǎn)生了壓縮變形，在地震過(guò)程中發(fā)生隧道底的軟土震陷時(shí)，彈性墊的預(yù)壓縮變形反彈恢復(fù)，防止了結(jié)構(gòu)不均勻沉降的發(fā)生。因此軟土震陷后，預(yù)壓縮層通過(guò)恢復(fù)彈性壓縮變形，填充軟土脫開(kāi)的空隙，保證了隧道結(jié)構(gòu)的安全。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為彈性墊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為預(yù)壓縮層的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為預(yù)壓縮層中的緊固件被銹蝕斷開(kāi)后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為預(yù)壓縮層在軟土震陷地層發(fā)生震陷后的工作原理圖。

圖6為聚苯乙烯的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)。

圖7為錨固件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為圖7的俯視圖。

圖中：預(yù)壓縮層1、軟土震陷地層2、底板3、側(cè)墻4、頂板5、圍護(hù)結(jié)構(gòu)6、回填覆土7、壓板8、細(xì)鐵絲9、錨固件10、彈性墊11。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例：如圖1至圖8所示的一種軟土震陷地層防止地基不均勻變形的明挖隧道結(jié)構(gòu)，包括由頂板5、底板3和側(cè)墻4組成的明挖隧道，所述頂板5的上方鋪設(shè)有回填覆土7，側(cè)墻4的外側(cè)設(shè)有圍護(hù)結(jié)構(gòu)6。所述底板3與其下方的軟土震陷地層2之間設(shè)有多個(gè)沿水平向依次拼接的預(yù)壓縮層1，所述預(yù)壓縮層1包括彈性墊11、緊貼設(shè)于彈性墊11頂面和底面的壓板8以及用于壓緊壓板8和彈性墊11的緊固件，所述彈性墊11由聚苯乙烯材料制備。所述壓板8為塑料板或木板。

所述緊固件通過(guò)上下兩塊壓板8對(duì)彈性墊11進(jìn)行預(yù)壓縮，所述緊固件為可在地下水作用下銹蝕斷開(kāi)的金屬絲。所述緊固件由細(xì)鐵絲9和錨固件10組成，所述細(xì)鐵絲9穿過(guò)壓板8和彈性墊11并通過(guò)錨固件10固定在壓板8上，所述細(xì)鐵絲9可在地下水作用下銹蝕斷開(kāi)。所述錨固件10呈圓臺(tái)形，所述壓板8上開(kāi)有與呈圓臺(tái)形的錨固件10相配合的通孔，錨固件10設(shè)于通孔內(nèi)，所述細(xì)鐵絲9穿過(guò)錨固件10并與其緊固配合，所述錨固件10靠近彈性墊11的一端直徑小于錨固件10遠(yuǎn)離彈性墊11的一端直徑。

1、根據(jù)軟土震陷地層2的特性，計(jì)算地震后軟土震陷地層2發(fā)生的震陷量；