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11，8 地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，1，地下結(jié)構(gòu)的震害.地下結(jié)構(gòu)由于受到地層的約束，地震時(shí)與地層共同運(yùn)動(dòng) 地層的變形大小直接決定了地下結(jié)構(gòu)的變形。根據(jù)日本有關(guān)資料，地下結(jié)構(gòu)地震時(shí)的加速度反應(yīng)譜的量值僅相當(dāng)于地面結(jié)構(gòu)的1 4以下.埋深較大的隧道影響更小,地鐵地下結(jié)構(gòu)多采用抗震性能較好的整體現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及能夠適應(yīng)地層變形的裝配式圓形結(jié)構(gòu) 震害明顯低于地上結(jié)構(gòu).實(shí)際發(fā)生地震后地下結(jié)構(gòu)的破壞情況也證明了這一點(diǎn) 但對(duì)埋置于軟弱地層或上軟下硬地層中的城市地鐵隧道的抗震問(wèn)題必須高度重視、尤其對(duì)以下情況.應(yīng)充分研究地震的影響，1 斷面復(fù)雜的地下結(jié)構(gòu),2 結(jié)構(gòu)局部外露時(shí)。3.隧道直接作為地面建筑或城市橋梁的基礎(chǔ)時(shí)，4,隧道處于性質(zhì)顯著不同的地層中時(shí)，5，隧道下方的基巖沿深度變化很大時(shí)，6 隧道處于可能液化或軟黏土地層以及處于易產(chǎn)生位移的地形條件時(shí)，7、隧道斷面急劇變化的部位,如區(qū)間隧道與車站主體的連接部。通風(fēng)豎井與水平通道的連接部.正線的分岔處及換乘節(jié)點(diǎn)等、2。地鐵結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì),必須根據(jù)地鐵工程的特點(diǎn)和地震發(fā)生后對(duì)地鐵的使用要求 針對(duì)不同的地形，地質(zhì)條件和結(jié)構(gòu)類型.采用不同的設(shè)計(jì)方法和構(gòu)造措施.3 確定地鐵地下結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防目標(biāo)水平的考慮,本次規(guī)范修訂明確了地鐵地下結(jié)構(gòu)的設(shè)防目標(biāo)水平?？紤]到地鐵工程的重要性和地鐵地下結(jié)構(gòu)破壞后的不易修復(fù)等因素.適當(dāng)提高了不同階段地下結(jié)構(gòu)的抗震性能要求，尤其對(duì)于承受高于設(shè)防烈度一度的地震時(shí)。要求主要支撐體系不發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞。并便于修復(fù)，修復(fù)后可恢復(fù)正常運(yùn)營(yíng)、4.抗震計(jì)算方法。當(dāng)前我國(guó)地鐵隧道橫斷面的抗震分析多按地震系數(shù)法進(jìn)行，這一方法的基本出發(fā)點(diǎn)是 認(rèn)為地震對(duì)地下結(jié)構(gòu)的作用主要包括兩部分。一是結(jié)構(gòu)及其覆蓋層重量產(chǎn)生的與地表地震加速度成比例的慣性力。二是地震引起的主動(dòng)側(cè)壓力增量。一般認(rèn)為 地震系數(shù)法用于下面兩種情況較為適宜。一是地下結(jié)構(gòu)與地面建。構(gòu)筑物合建 即作為上部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)時(shí).二是當(dāng)與圍巖的重量相比。結(jié)構(gòu)自身的重量較大時(shí) 例如防護(hù)等級(jí)特別高的抗爆結(jié)構(gòu)。但是對(duì)于單建的以民用為主要目的的地鐵隧道，由于其包括凈空在內(nèi)的單位體積的重量一般都比圍巖重量輕 地震時(shí)幾乎與圍巖一同變形，這時(shí)、作為地震對(duì)結(jié)構(gòu)的作用、隨圍巖一同產(chǎn)生的變形的影響是主要的.慣性力的影響則可忽略不計(jì).以這一概念建立起來(lái)的抗震分析方法稱為,反應(yīng)位移法，或.地震變形法,其特點(diǎn)是以地下結(jié)構(gòu)所在位置的地層位移作為地震對(duì)結(jié)構(gòu)作用的輸入,因此，不加區(qū)別地把地震系數(shù)法作為地下結(jié)構(gòu)抗震分析的唯一選擇難以反映大多數(shù)地下結(jié)構(gòu)地震時(shí)的真實(shí)工作狀況 無(wú)論是地震系數(shù)法還是反應(yīng)位移法.都是將隨時(shí)間變化的地震作用用等代的靜力荷載或靜位移代替,然后再用靜力計(jì)算模型求解結(jié)構(gòu)的反應(yīng)。對(duì)于大型地下結(jié)構(gòu)或沉管隧道等 用動(dòng)力分析方法與靜力法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)照也是必要的。此外 對(duì)于地鐵區(qū)間隧道等小斷面長(zhǎng)條形結(jié)構(gòu)，地震時(shí)沿隧道縱向產(chǎn)生的拉壓應(yīng)力和撓曲應(yīng)力可能會(huì)成為結(jié)構(gòu)受力的控制因素.因此。還需對(duì)隧道縱向的抗震進(jìn)行分析，尤其是用盾構(gòu)法施工的裝配式管片結(jié)構(gòu)，其縱向連接螺栓應(yīng)能承受地震產(chǎn)生的全部拉力 5。地下結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)和構(gòu)造措施.1。關(guān)于地下結(jié)構(gòu)抗震等級(jí).對(duì)于同等規(guī)模的同類結(jié)構(gòu)而言 地下結(jié)構(gòu)的抗震性能和地震時(shí)受到的破壞總體上優(yōu)于地面建筑結(jié)構(gòu)、但考慮到地鐵工程的重要性和修復(fù)的困難性。以及與 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,GB.50011的規(guī)定保持一致等因素 本規(guī)范推薦了各不同抗震設(shè)防烈度下較為安全的結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，2、構(gòu)造措施。應(yīng)區(qū)別不同的圍巖條件和施工方法 根據(jù)地下結(jié)構(gòu)地震條件下的受力和破壞特點(diǎn)。有針對(duì)性地采取抗震措施,地下整體現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的變形和破壞有以下特點(diǎn)。1。梁板構(gòu)件具有良好的延性。能承受較大的超載 尤其是瞬時(shí)作用的動(dòng)力荷載,2、立柱基本是一種脆性破壞,是框架結(jié)構(gòu)中受力最薄弱的部位和首先遭受破壞的構(gòu)件、3、結(jié)構(gòu)的最終毀壞是由于立柱喪失承載能力而導(dǎo)致頂板被壓塌,因此,提高地下框架結(jié)構(gòu)抗震能力的最有效方法應(yīng)是改善立柱的受力條件和受力特征、盡可能用中墻代替立柱 當(dāng)建筑要求必須設(shè)置立柱時(shí).盡量采用塑性性能良好的鋼管混凝土柱,當(dāng)采用鋼筋混凝土柱時(shí)，可以借鑒 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，GB 50011的思路、如限定其軸壓比并對(duì)箍筋的配置提出相應(yīng)的要求等 對(duì)梁板構(gòu)件的配筋構(gòu)造要求則應(yīng)把重點(diǎn)放在確保其不出現(xiàn)剪切破壞和充分發(fā)揮構(gòu)件的變形能力上.例如對(duì)受拉區(qū)和受壓區(qū)鋼筋合理配筋率的控制等，由于結(jié)構(gòu)縱向側(cè)墻的整體剛度較大 抗震能力較強(qiáng)，故原則上中間縱向框架的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造可不按抗震要求設(shè)計(jì)、與地面建,構(gòu)筑物合建的明挖地下結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)與上部結(jié)構(gòu)相同。采用裝配式結(jié)構(gòu)時(shí) 應(yīng)加強(qiáng)接縫的連接措施,以增強(qiáng)其整體性和連續(xù)性,在不同結(jié)構(gòu)的連接部位 宜采用柔性接頭。在裝配式襯砌的環(huán)向和縱向接頭處設(shè)彈性密封墊.以適應(yīng)地震中地層施加的一定變形,除上述要求外。地鐵地下結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施可參照,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB,50011的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行 6。可液化地層及軟黏土震陷地層的判別與處理、1,砂土液化.判別土層液化的方法很多,如我國(guó)的,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范。GB,50011和日本的港口設(shè)計(jì)規(guī)范基于標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)和顆粒粒徑累加的方法、我國(guó) 巖土工程勘察規(guī)范、GB 50021推薦的用靜力觸探判別的方法,以及國(guó)外依據(jù)土層的剪切波速或剪應(yīng)力比較的判別方法等，目前國(guó)內(nèi)地鐵的勘察部門對(duì)液化土層的判別多采用單一方法,這是不妥當(dāng)?shù)?地鐵一旦破壞則后果嚴(yán)重、加之工程規(guī)模特別巨大，液化處理費(fèi)用高昂.所以對(duì)其周邊土層的液化判別必須謹(jǐn)慎從事。應(yīng)采用多種方法相互印證.并結(jié)合室內(nèi)動(dòng)三軸試驗(yàn)和地區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行專門的分析、而對(duì)于所采用措施的可靠性 也宜通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)加以確認(rèn).設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)不同情況分析液化土層對(duì)結(jié)構(gòu)受力和穩(wěn)定可能產(chǎn)生的影響,并采取相應(yīng)對(duì)策。作為一條基本原則.不應(yīng)將未經(jīng)處理的可液化土層作為地鐵車站天然地基的持力層，具體對(duì)策應(yīng)根據(jù)地震烈度和地基土的液化程度.結(jié)合液化土層與車站結(jié)構(gòu)的相對(duì)位置關(guān)系和結(jié)構(gòu)的施工方法等、通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。一般可分為兩大類,1。防止支承隧道的地基土液化的措施 基底土換填.應(yīng)挖除全部的液化土層,采用注漿.旋噴或深層攪拌等方法對(duì)基底土進(jìn)行加固、處理深度應(yīng)達(dá)到可液化土層的下界、對(duì)基底土換填或加固寬度的控制范圍。應(yīng)根據(jù)地基土的處理深度來(lái)確定.例如,我國(guó).構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB，50191規(guī)定,從基礎(chǔ)外緣伸出的地基處理寬度 不應(yīng)小于基礎(chǔ)底面以下處理深度的1、3，且不小于2m，2，在地層液化后仍使隧道保持穩(wěn)定的措施、在隧道底部設(shè)置摩擦樁。樁插入非液化土層的深度通過(guò)計(jì)算確定、將圍護(hù)結(jié)構(gòu)嵌入非液化土層。2，軟黏土的震陷 軟土地基在地震或其他反復(fù)荷載作用下可能會(huì)因其強(qiáng)度降低和基底土的側(cè)向流動(dòng)產(chǎn)生顯著的沉降.即所謂.震陷、鑒于工程的重要性和使用要求的特殊性，在軟土地層中修建地鐵時(shí)、必須結(jié)合具體的場(chǎng)地條件對(duì)震陷問(wèn)題進(jìn)行專門分析，