[实用新型]一种地铁车站抗地震液化上浮的结构体系

说明书

本实用新型公开了一种地铁车站抗地震液化上浮的结构体系，它解决了现有技术中地铁车站存在液化上浮的问题，具有减轻地基液化对地铁车站的影响，提高地铁车站的抗震性能的有益效果，其方案如下：一种地铁车站抗地震液化上浮的结构体系，包括若干抗拔桩，支撑地铁车站底板，且穿过可液化地层后，底部设于不可液化地层或基岩；排水桩，设于相邻两抗拔桩之间，顶部支撑地铁车站底板，底部设于可液化地层与不可液化地层或基岩的连接面处，可液化地层内的孔隙水通过排水桩排出地面。

技术领域

本实用新型涉及地铁与隧道工程领域，特别是涉及一种地铁车站抗地震液化上浮的结构体系。

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“十三五”期间，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。

由于很多城市修建在河流冲积平原，有丰富的地下水和可液化砂土层，是地铁隧道无法绕避的区域。如徐州地铁2号线，穿越故黄河冲积平原，分布有可液化的砂土和粉土层；济南市提出“携河北跨”，拟建穿黄河地铁隧道，势必要穿越可液化的饱和砂土地层。

此外，在发生地震时，饱和砂土或饱和粉土地层会发生地震液化的现象，导致地面沉陷，存在地下结构物上浮的灾害，如地铁车站会因液化上浮而导致变形过大，底板被顶起、车站与隧道连接处断裂，地表隆起等灾害。因此对位于可液化地层的地铁车站需进行专门设计。因此，研发一套新型的地铁车站抗液化上浮措施是非常必要的。

而现有抗浮施工措施和工艺，仍存在以下问题：

(1)修建在可液化场地的地铁车站，常采用地基换填和地基处理办法，无法控制液化造成的地铁车站上浮。

(2)饱和砂土层发生地震产生液化后，超孔隙水压力难以排除，液化灾害持续时间长。

因此，需要对一种地铁车站抗地震液化上浮的结构体系进行新的研究设计。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种地铁车站抗地震液化上浮的结构体系，可有效起到限制车站上浮位移，另一方面快速排出超孔隙水压力，减小液化程度，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体系的具体方案如下：

一种地铁车站抗地震液化上浮的结构体系，包括：

若干抗拔桩，支撑地铁车站底板，且穿过可液化地层后，底部设于不可液化地层或基岩；

排水桩，设于相邻两抗拔桩之间，顶部支撑地铁车站底板，底部设于可液化地层与不可液化地层或基岩的连接面处，或者，底部设于不可液化地层或基岩内，排水桩与排水组件连接，可液化地层内的孔隙水通过排水桩和排水组件排出地面，避免液化地层对地铁车站的影响。

上述结构体系中，当可液化地层中产生超孔隙水压力时，孔隙水可直接通过排水桩和排水组件排出地面，实现液体土层超孔隙水压力的快速消散，有效限制地铁车站的上浮位移，避免由于地铁车站上浮造成的结构破坏。

进一步地，为了排出液化土层及排水桩中的地下水，所述地铁车站的两侧均设置导水带，地铁车站底板下方设置与导水带相通的排水垫层，液化地层内的水先流入到排水桩，通过排水垫层流向竖向导水带，最后由导水带排出地面，导水带可替换为排水管，或者排水垫层通过管路与雨水井连接，实现排水均可。

其中，导水带竖直设置，且宽度为40cm，采用碎石填筑，排水垫层自下而上为20cm碎石层，10cm砾砂层，10cm粗砂层。