10.1 一般规定

条文说明

10.1.2 现行国家标准《地铁设计规范》GB 50157中仅规定了荷载的分类，荷载的组合及组合系数是参考现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定。
10.1.3 除地震动是引起结构破坏的直接原因外，场地条件恶化也是地震造成城市轨道交通区间隧道和地下车站结构破坏的次生原因。例如，地震引起地表错动与地裂，地基土不均匀沉陷、滑坡和粉、砂土液化等。因此线路的布置宜选择有利地段，避开不利地段。
    当隧道结构在情况1和2下，认为隧道结构存在纵向刚度不均匀和穿越地层不均匀。这两种情况下，隧道在地震时有可能发生较大的纵向不均匀沉降，因此应进行动力时程分析，必要时尚应考虑竖向地震作用影响。
10.1.4 抗震构造措施是提高E3地震作用时结构整体抗震能力、保证其实现预期设防目标、延迟结构破坏的重要手段。合理的抗震构造措施，可以充分发掘结构的潜力，在一定条件下，比单纯依靠提高设防标准来增强抗震能力更为经济合理。以往震害资料显示，地下结构主要在结构连接处发生破坏，因此，提高结构连接处的整体抗震能力，采取必要的构造措施有利于提高地下结构抗震性能。目前我国对地下建筑结构抗震设计中结构构件所采用的抗震构造措施研究还很缺乏，在实际设计中主要参照地面建筑结构的抗震构造措施进行设计。
10.1.5 地下结构在液化土体中经常遇到的一个问题是上浮。地基发生液化时，可能减小结构的地震力，对结构抗震有利，但是为结构安全考虑，在隧道结构的抗震设计中对地基液化减小地震力的有利作用不予考虑；另一方面，地基液化还可能导致结构过度下沉或倾斜，对结构产生破坏作用，因此要考虑两种条件下的不利工况。
    Schmidt和Hashash(1999)研究分析了液化地层中隧道的上浮机制，即随着隧道的上升，液化土体向产生位移的隧道下方运动，进一步提升隧道。防止重量相对较轻的地下结构上浮的一种方法是通过运用防渗墙和隔离原理(图15)。防渗墙可采用板桩墙也可采用旋喷柱或石柱来改善土体。带有排水功能的板桩(SPDC)还能减小地震产生的过孔隙水压力。Tanaka等人所做振动台试验表明SPDC可以有效地防止采用普通板桩遭受损坏的结构的上浮。

图15 防渗墙防止液化引起隧道上浮的隔离原理
1-松散的回填土；2-液化土层的流动；3-隧道上浮；4-上浮力；
5-原状土；6-排水垫层；7-石柱隔离墙；8-插入原状土；9-旋喷隔离墙

    防渗墙可以抑制地下结构底部和地基中的过孔隙水压力上升。较长防渗墙的上浮要小于较短防渗墙，这表明防渗墙可有效地减小地下结构模型的上浮速度和累积竖向位移。
    减轻液化引起的侧向运动在技术上唯一可行的方法是加固地基。除非危害发生的位置确定或侧向运动较小，否则无法确定地下结构的设计思想，即地下结构是抵抗该运动还是适应该运动。
    防止支承隧道地基土液化的措施有：①基底土换填；②采用注浆、旋喷或深层搅拌等方法进行基底土加固，处理深度达到可液化土层的下界。
    地层液化后仍使隧道保持稳定的措施有：①在隧道两侧设置防渗墙；②在隧道底部设置摩擦桩；③将围护结构嵌入非液化土层。
10.1.6、10.1.7 大量震害资料表明，简单、对称的结构在地震时较不容易破坏。而且简单、对称的地下结构外力传递路径明确，容易估计结构地震时的反应，采取相应抗震构造措施和进行细部处理。