[發(fā)明專利]一種地鐵車站抗地震液化上浮的結(jié)構(gòu)體系及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810355860.5
• 申請(qǐng)日: 2018-04-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108505547A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張西文;修春海;李中會(huì);孫崇芳;司煒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南軌道交通集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): E02D31/12
• 分類號(hào): E02D31/12;E02D27/32;E02D27/12;E02D3/10
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 任歡

本發(fā)明公開(kāi)了一種地鐵車站抗地震液化上浮的結(jié)構(gòu)體系及方法，它解決了現(xiàn)有技術(shù)中地鐵車站存在液化上浮的問(wèn)題，具有減輕地基液化對(duì)地鐵車站的影響，提高地鐵車站的抗震性能的有益效果，其方案如下：一種地鐵車站抗地震液化上浮的結(jié)構(gòu)體系，包括若干抗拔樁，支撐地鐵車站底板，且穿過(guò)可液化地層后，底部設(shè)于不可液化地層或基巖；排水樁，設(shè)于相鄰兩抗拔樁之間，頂部支撐地鐵車站底板，底部設(shè)于可液化地層與不可液化地層或基巖的連接面處，可液化地層內(nèi)的孔隙水通過(guò)排水樁排出地面。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地鐵與隧道工程領(lǐng)域，特別是涉及一種地鐵車站抗地震液化上浮的結(jié)構(gòu)體系及方法。

背景技術(shù)

地鐵已成為大中城市交通出行必不可少的交通工具，同時(shí)修建地鐵也是解決城市擁堵最有效和最直接的措施。據(jù)中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì)發(fā)布的《城市軌道交通2016年度統(tǒng)計(jì)和分析報(bào)告》，截至2016年末，中國(guó)大陸地區(qū)共30個(gè)城市開(kāi)通城市軌道交通運(yùn)營(yíng)，共計(jì)133條線路，運(yùn)營(yíng)線路總長(zhǎng)度達(dá)4152.8公里，其中地鐵3168.7公里，占73.7％。同時(shí)，共有58個(gè)城市的城軌線網(wǎng)獲得批準(zhǔn)，在建和規(guī)劃的城軌規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，投資持續(xù)增長(zhǎng)，城軌建設(shè)呈良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

由于很多城市修建在河流沖積平原，有豐富的地下水和可液化砂土層，是地鐵隧道無(wú)法繞避的區(qū)域。如徐州地鐵2號(hào)線，穿越故黃河沖積平原，分布有可液化的砂土和粉土層；濟(jì)南市提出“攜河北跨”，擬建穿黃河地鐵隧道，勢(shì)必要穿越可液化的飽和砂土地層。

此外，在發(fā)生地震時(shí)，飽和砂土或飽和粉土地層會(huì)發(fā)生地震液化的現(xiàn)象，導(dǎo)致地面沉陷，存在地下結(jié)構(gòu)物上浮的災(zāi)害，如地鐵車站會(huì)因液化上浮而導(dǎo)致變形過(guò)大，底板被頂起、車站與隧道連接處斷裂，地表隆起等災(zāi)害。因此對(duì)位于可液化地層的地鐵車站需進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。因此，研發(fā)一套新型的地鐵車站抗液化上浮措施是非常必要的。

而現(xiàn)有抗浮施工措施和工藝，仍存在以下問(wèn)題：

(1)修建在可液化場(chǎng)地的地鐵車站，常采用地基換填和地基處理辦法，無(wú)法控制液化造成的地鐵車站上浮。

(2)飽和砂土層發(fā)生地震產(chǎn)生液化后，超孔隙水壓力難以排除，液化災(zāi)害持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。

因此，需要對(duì)一種地鐵車站抗地震液化上浮的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行新的研究設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種地鐵車站抗地震液化上浮的結(jié)構(gòu)體系，可有效起到限制車站上浮位移，另一方面快速排出超孔隙水壓力，減小液化程度，保證地鐵車站的安全。

一種地鐵車站抗地震液化上浮的結(jié)構(gòu)體系的具體方案如下：

一種地鐵車站抗地震液化上浮的結(jié)構(gòu)體系，包括：

若干抗拔樁，支撐地鐵車站底板，且穿過(guò)可液化地層后，底部設(shè)于不可液化地層或基巖；

排水樁，設(shè)于相鄰兩抗拔樁之間，頂部支撐地鐵車站底板，底部設(shè)于可液化地層與不可液化地層或基巖的連接面處，或者，底部設(shè)于不可液化地層或基巖內(nèi)，排水樁與排水組件連接，可液化地層內(nèi)的孔隙水通過(guò)排水樁和排水組件排出地面，避免液化地層對(duì)地鐵車站的影響。

上述結(jié)構(gòu)體系中，當(dāng)可液化地層中產(chǎn)生超孔隙水壓力時(shí)，孔隙水可直接通過(guò)排水樁和排水組件排出地面，實(shí)現(xiàn)液體土層超孔隙水壓力的快速消散，有效限制地鐵車站的上浮位移，避免由于地鐵車站上浮造成的結(jié)構(gòu)破壞。

進(jìn)一步地，為了排出液化土層及排水樁中的地下水，所述地鐵車站的兩側(cè)均設(shè)置導(dǎo)水帶，地鐵車站底板下方設(shè)置與導(dǎo)水帶相通的排水墊層，液化地層內(nèi)的水先流入到排水樁，通過(guò)排水墊層流向豎向?qū)畮В詈笥蓪?dǎo)水帶排出地面，導(dǎo)水帶可替換為排水管，或者排水墊層通過(guò)管路與雨水井連接，實(shí)現(xiàn)排水均可。

其中，導(dǎo)水帶豎直設(shè)置，且寬度為40cm，采用碎石填筑，排水墊層自下而上為20cm碎石層，10cm礫砂層，10cm粗砂層。