[发明专利]一种地铁车站抗地震液化上浮的结构及方法

说明书

本发明公开了一种地铁车站抗地震液化上浮的结构及方法，它解决了现有技术中地铁车站在土层液化后，容易失去抗拔力的问题，具有加强基岩段的抗拔力的有益效果，其方案如下：一种地铁车站抗地震液化上浮的结构，包括抗浮锚杆，抗浮锚杆设有多根，每根抗浮锚杆一端与地铁车站侧墙或者地铁车站底板连接，另一端设于基岩地层，其中，抗浮锚杆选用分段式锚杆，抗浮锚杆插入到基岩地层内的第二段周侧设置高强砂浆，插入到可液化地层内的第一段周侧设置普通砂浆。

技术领域

本发明涉及地下工程领域，特别是涉及一种地铁车站抗地震液化上浮的结构及方法。

背景技术

地铁已成为大中城市交通出行必不可少的交通工具，同时修建地铁也是解决城市拥堵最有效和最直接的措施。据中国城市轨道交通协会发布的《城市轨道交通2016年度统计和分析报告》，截至2016年末，中国大陆地区共30个城市开通城市轨道交通运营，共计133条线路，运营线路总长度达4152.8公里，其中地铁3168.7公里，占73.7％。同时，共有58个城市的城轨线网获得批准，在建和规划的城轨规模进一步扩大，投资持续增长，城轨建设呈良好的发展态势。

然而，我国位于环太平洋地震带和欧亚地震带之间，地震断裂带十分发育， 20世纪以来，我国共发生Ms6.0级以上地震近800次。根据强地震震中分析，我国已建和将建城市轨道交通的绝大多数城市位于不同的地震带上或附近，如南京、合肥、济南、大连等城市位于郯城-营口地震带上或附近，北京、天津、石家庄等城市位于华北平原地震带上。已有的地震震害表明，在强震发生时，地铁隧道结构并不安全。经历过多次灾难性地震后，国家相关部门多次在规范中提高抗震设防的等级。如上海市制定的《地下铁道交通结构抗震设计规范》，住建部制定的《城市轨道交通结构抗震设计规范》中都规定了相关的抗震计算方法。其中反应位移法可以反映土-结构相互作用，是日本等发达国家普遍采用的抗震计算方法之一，也是我国《城市轨道交通结构抗震设计规范》的推荐方法。

地下结构液化上浮是一种典型的地震灾害，在实际工程中常采用抗浮锚杆对地下结构进行抗浮设计。然而现有的抗浮锚杆仍存在以下问题：

(1)锚杆的作用机理为锚杆与土层的摩擦力为锚杆提供拉力，然而当周围土层发生液化时，土层的强度丧失，导致锚杆与液化土层的摩擦力降低，则锚杆的抗拔力下降，抗浮锚杆则失去其作用。

(2)现有锚杆多为连续性锚杆，即在锚杆长度范围内为一致性设计，缺乏对液化土层的适应性，同时采用一致性锚杆，造价较高。

因此，需要对一种地铁车站抗地震液化上浮的结构进行新的研究设计。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种地铁车站抗地震液化上浮的结构，其中锚杆顶部打入基岩地层，保证锚杆与基岩的连接强度，限制地铁车站的上浮位移，保证地铁车站的安全。

一种地铁车站抗地震液化上浮的结构的具体方案如下：

一种地铁车站抗地震液化上浮的结构，包括抗浮锚杆，抗浮锚杆设有多根，每根抗浮锚杆一端与地铁车站侧墙或者地铁车站底板连接，另一端设于基岩地层，其中，抗浮锚杆选用分段式锚杆，抗浮锚杆插入到基岩地层内的第二段周侧设置高强砂浆，插入到可液化地层内的第一段周侧设置普通砂浆。

上述结构中，采用分段式锚杆结构，抗浮锚杆包括设于地铁车站底板与基岩地层的竖直锚杆和设于地铁车站侧墙与基岩地层的倾斜锚杆，抗浮锚杆第二段与基岩地层密切贴合，即使发生地震液化，抗浮锚杆也能保证地铁车站与基岩地层的有效连接，保证地铁车站的安全性。

进一步地，为了方便注浆，所述抗浮锚杆内设置注浆孔，抗浮锚杆第二段开有与注浆孔相通的开孔，这样通过注浆孔和开孔向抗浮锚杆的第二段外侧注浆，保证抗浮锚杆与基岩地层连接的可靠性。