[发明专利]软土震陷地层防止地基不均匀变形的明挖隧道结构

说明书

技术领域

本发明涉及明挖隧道领域，具体是一种软土震陷地层防止地基不均匀变形的明挖隧道结构。

背景技术

软土震陷是地震时软土自身及地面沉降的一种现象，当明挖隧道基底发生震陷时，会导致基底地层沉降，使结构也相应产生沉降。但由于隧道底部不同部位的震陷变形量不同，隧道结构就会产生不均匀沉降，甚至造成结构与下部地层之间局部脱空的现象，这种不均匀沉降或脱空会使结构产生很大的附加内力，进而使结构开裂甚至破坏。因此，工程中需要采取措施来消除的这种灾害现象。

目前采取的措施主要有两种，第一种是通过地层改良技术来消除震陷；第二种是完全靠桩基础支承，允许震陷后结构与基底软土脱开。其存在的主要问题如下：

1、当软土深厚且分布广泛时，地层改良的加固工程量大，不经济。

2、采用桩基础支承结构时，需要的桩的长度大、数量多，造成工程投资大幅度增加。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述背景技术存在的不足，提出一种能适应隧道底部不同部位的震陷变形量不同，有效防止局部脱空，同时结构简单、施工简便的软土震陷地层防止地基不均匀变形的明挖隧道结构。

为了实现以上目的，本发明提供的一种软土震陷地层防止地基不均匀变形的明挖隧道结构，包括由顶板、底板和侧墙组成的明挖隧道，所述顶板的上方铺设有回填覆土，侧墙的外侧设有围护结构，其特征在于：所述底板与其下方的软土震陷地层之间设有预压缩层，所述预压缩层包括弹性垫、紧贴设于弹性垫顶面和底面的压板以及用于压紧压板和弹性垫的紧固件，所述紧固件通过上下两块压板对弹性垫进行预压缩，所述紧固件为可在地下水作用下锈蚀断开的金属丝。

作为本发明的优选方案，所述紧固件由细铁丝和锚固件组成，所述细铁丝穿过压板和弹性垫并通过锚固件固定在压板上，所述细铁丝可在地下水作用下锈蚀断开。

进一步地，所述锚固件呈圆台形，所述压板上开有与呈圆台形的锚固件相配合的通孔，锚固件设于通孔内，所述细铁丝穿过锚固件并与其紧固配合，所述锚固件靠近弹性垫的一端直径小于锚固件远离弹性垫的一端直径。

更进一步地，所述明挖隧道的底板与其下方的软土震陷地层之间设有多个沿水平向依次拼接的预压缩层。

再进一步地，所述弹性垫由聚苯乙烯材料制备。

还进一步地，所述压板为塑料板或木板。

本发明中的弹性垫由于预压缩产生了压缩变形，在地震过程中发生隧道底的软土震陷时，弹性垫的预压缩变形反弹恢复，防止了结构不均匀沉降的发生。因此软土震陷后，预压缩层通过恢复弹性压缩变形，填充软土脱开的空隙，保证了隧道结构的安全。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为弹性垫的结构示意图。

图3为预压缩层的结构示意图。

图4为预压缩层中的紧固件被锈蚀断开后的结构示意图。

图5为预压缩层在软土震陷地层发生震陷后的工作原理图。

图6为聚苯乙烯的应力应变曲线。

图7为锚固件的结构示意图。

图8为图7的俯视图。

图中：预压缩层1、软土震陷地层2、底板3、侧墙4、顶板5、围护结构6、回填覆土7、压板8、细铁丝9、锚固件10、弹性垫11。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例：如图1至图8所示的一种软土震陷地层防止地基不均匀变形的明挖隧道结构，包括由顶板5、底板3和侧墙4组成的明挖隧道，所述顶板5的上方铺设有回填覆土7，侧墙4的外侧设有围护结构6。所述底板3与其下方的软土震陷地层2之间设有多个沿水平向依次拼接的预压缩层1，所述预压缩层1包括弹性垫11、紧贴设于弹性垫11顶面和底面的压板8以及用于压紧压板8和弹性垫11的紧固件，所述弹性垫11由聚苯乙烯材料制备。所述压板8为塑料板或木板。

所述紧固件通过上下两块压板8对弹性垫11进行预压缩，所述紧固件为可在地下水作用下锈蚀断开的金属丝。所述紧固件由细铁丝9和锚固件10组成，所述细铁丝9穿过压板8和弹性垫11并通过锚固件10固定在压板8上，所述细铁丝9可在地下水作用下锈蚀断开。所述锚固件10呈圆台形，所述压板8上开有与呈圆台形的锚固件10相配合的通孔，锚固件10设于通孔内，所述细铁丝9穿过锚固件10并与其紧固配合，所述锚固件10靠近弹性垫11的一端直径小于锚固件10远离弹性垫11的一端直径。

1、根据软土震陷地层2的特性，计算地震后软土震陷地层2发生的震陷量；