液化地層下地鐵工程抗地震液化措施研究1

蔣清國

（中鐵第一勘察設計院集團有限公司，西安 710043）

液化地層下地鐵工程抗地震液化措施研究1

蔣清國

（中鐵第一勘察設計院集團有限公司，西安 710043）

地震液化可能誘發極為嚴重的破壞，已成為工程領域的重要研究課題。目前，在可液化地層下地鐵工程抗地震液化設計及施工經驗較少，且現行規范針對液化地層所給定的處理原則在工程實際應用中較難操作。本文以天津地鐵5號線穿越中等-嚴重液化粉土層區段為工程背景，同時以地震液化機理、影響因素及抗液化規范的應用為基礎，結合數值模擬及現場試驗，給出了地鐵工程抗地震液化處理措施建議，并對各項措施的適用性進行了分析。研究結果表明：抗液化措施應結合地鐵結構型式、結構與液化土層的相互位置關系、液化土層的厚度、液化等級以及周邊環境等因素綜合確定；在結構承載力及抗浮穩定性驗算中應計入土層液化引起的土壓力增加、摩阻力降低以及浮力增加等因素的影響；注漿加固對盾構區間抗地震液化有利。

地下工程 地震 液化粉土 地鐵車站 盾構區間 抗液化措施

蔣清國，2015.液化地層下地鐵工程抗地震液化措施研究.震災防御技術，10（1）：95—107.doi：10.11899/zzfy20150110

引言

隨著國內城市軌道交通建設的快速發展，由于線網整體規劃、既有城市建設條件等限制，越來越多的地鐵工程在建設過程中不可避免地需要穿越液化土層。國內外的地震危害監測及統計數據顯示（孫銳等，2006；王維銘，2013），地震液化對地下結構造成的危害遠遠高于普通場地，尤其在高烈度地區，這種影響尤為顯著，因此有必要對液化土層下進行地鐵工程建設需要采取的針對性措施開展研究和探索。

國外對地震液化的研究始于1964年日本新瀉地震和美國阿拉斯加大地震后，至今已有日本、美國、印度、加拿大、英國、法國、伊朗、韓國等多個國家的專家學者，通過對實際震害調查資料的收集與分析、室內及現場試驗，并借助數值模擬手段等對地震液化課題進行了大量的分析研究。其涉及的領域涵蓋了鐵路、橋梁、碼頭、水利設施、高層建筑及地下結構等。在土的液化特性、液化機理、液化判別、液化大變形及抗液化措施等方面取得了很多科研成果。但由于地震液化問題本身的復雜性，從理論到工程應用目前仍存在很多值得探討的問題。尤其是針對地鐵工程，也僅有日本、美國等少數幾個國家有為數不多的研究成果，且目前已采取的針對地鐵工程的抗液化處理的效果還有待于實踐的檢驗（師新明，1990；魯曉兵等，2004；孫銳等，2006；任紅梅等，2007；王剛等，2007；王維銘，2013）。

國內對地震液化問題的重視始于1976年唐山大地震之后，針對地下工程地震液化，宮全美等（2000）、劉華北等（2006）、何劍平（2012）、陳國興等（2012）、王維銘（2013），以及中國地震局、同濟大學、西南交通大學等單位，通過采用三軸試驗、大型振動臺試驗及有限元分析等手段，對飽和砂土、粉土在地震作用下的液化等級判定方法、液化機理、液化影響因素等進行了諸多研究，推動了我國地下工程地震液化研究的發展。但針對處于液化土層下的地鐵工程的具體處理措施研究尚少，可供借鑒的工程實踐經驗不多。目前，我國《城市軌道交通結構抗震設計規范（GB 50909-2014）》（中華人民共和國住房與城鄉建設部，2014）及上海地方標準《地下鐵道建筑結構抗震設計規范（DG/TJ08-2064-2009）》（上海市城鄉建設與交通委員會，2009）雖然填補了國內地鐵抗震設計規范的空缺，但其針對液化土層所給出的處理措施仍主要借鑒于《建筑抗震設計規范（GB 50011-2010）》（中華人民共和國住房與城鄉建設部，2010），其對地鐵工程的適用性還有待于實踐經驗的支撐和印證，而且規范給定的原則性指導意見，在實際工程應用中較難操作。

因各地區液化土層的性質、液化土與地鐵工程的相對位置關系等條件各異，針對地震液化的處理措施要真正取得防震減災的實效，必須因地制宜。本文結合天津地鐵5號線穿越中等～嚴重液化粉土層區段的工程建設實例，擬考慮在綜合設計規范原則、深入剖析地震液化機理及各影響因素的基礎上，經過理論及數值模擬計算分析、工程建設投資對比，對液化粉土地層下地鐵車站、盾構區間工程建設提出有針對性、操作性強的工程處理措施，以期為天津地鐵及類似地層下的地鐵工程設計及施工提供參考和借鑒。

1 液化機理及影響因素

1.1 液化機理

土體液化是指飽和砂土、粉土在地震力作用下瞬時失掉強度，由固態轉化為液態的力學過程。因飽和土體孔隙中充滿水，地震時土顆粒與水的運動并不一致，土顆粒在震動作用中變密，而受到水的阻礙將能量傳遞給水，水受到土顆粒的壓迫后孔隙水壓力上升，如果孔隙水不能迅速排出，孔隙水壓力就越來越高。根據有效應力原理，土顆粒所受的有效應力則相應減小，最終有效法向應力減至零，土顆粒間無力的傳遞，土顆粒失重，懸浮在水中，土骨架崩潰，土顆粒可隨水流動，此時孔隙水壓力上升至法向總應力，這就是土體液化過程。故飽和砂土、粉土的液化是孔隙水壓力上升的結果（Seed等，1966；汪聞韶，1981；龔思禮，2002；何劍平，2012；陳國興等，2012）。

因粉土特殊的顆粒組成相較砂土更為復雜，故粉土的液化機理還具有其自身的特點。粉土的滲透系數與砂土相比一般要小，地震時孔隙水壓力不易消散和轉移，致使初始孔隙水壓力急劇上升。但由于粉土顆粒更細，且具有某些團粒結構特征以及粘膠顆粒的物理化學作用，孔隙中薄膜水的聯結使粉土具有比砂土高的結構強度，故比較而言，粉土比砂土更難于液化（龔思禮，2002；李立云等，2005）。

1.2 地震液化影響因素及效果

關于地震液化的影響因素，目前的研究成果較多（Patricia等，2002；龔思禮，2002；王抒揚，2009；若松加壽江，2011；何劍平，2012；陳建偉等，2013；王維銘，2013），歸納起來可分為內因和外因兩大類，表1為兩大類因素的表征指標和影響效果評價。

表1 地震液化影響因素及效果評價表Table 1 The evaluation on the influence factors and their effects on liquefaction

針對液化土的處理措施可以從表1中影響因素角度出發，因地制宜地選擇合適的方法。

2 工程概況

天津地鐵5號線工程昌凌路站—李七莊站2站3區間約2.1km范圍內（以下簡稱“本工程”），土層自上而下的分布為，①1：雜填土；①2：素填土；③1：粉質粘土；③2：粉土；⑥4：粉質粘土；⑦和⑧1：粉質粘土；⑨1：粉質粘土。圖1為典型區段液化土層與地鐵結構的位置關系示意圖。其中，埋深17m以上分布的新近沖積層（Q43Nal）屬故河道沖積土。根據本段工程的詳細勘察資料，同時綜合了標準貫入法、靜力觸探法和波速法勘察結果后，筆者對本場地土的液化判定結論為：③2粉土為中等～嚴重液化土層，其液化土層主要分布于地下3—16.5m范圍內。

圖1 典型區段液化土層與地鐵結構的位置關系示意圖Fig. 1 The position relationship between liquefied soil and subway

上述區段場地土類型為軟弱～中軟土，場地類別為Ⅲ類，抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0.15g，地震分組為第二組。根據2008年“天津市飽和粉（砂）土液化地質災害調查報告”（天津市勘察院），本標段區域內存在嚴重液化點，在1976年唐山地震時，該區段范圍內有噴砂、冒水點分布。圖2為故河道液化區與地鐵線位關系圖。

圖2 故河道液化區與地鐵線位關系圖Fig. 2 The relationship of river liquefied zone and subway line

場地內地下靜水位埋深約為1.00—1.90m。車站主體結構底板埋深約為17m，主要位于⑦和⑧1粉質粘土層上；附屬工程結構底板埋深約為10m，主要位于③2粉土層上，基底下液化粉土層厚度不均；區間隧道結構埋深（覆土厚度）約10—18m，部分區段穿越③2粉土層，但液化土基本位于隧道邊墻中線以上。

3 抗地震液化處理措施研究

3.1 車站抗地震液化處理措施

3.1.1 車站抗地震液化設計思路及適用性分析

綜合鐵路、橋基、路基、堤防、工業與民用建筑等領域針對地震液化土的工程實踐，同時結合已有的相關研究成果（龔思禮，2002；Tamari等，2003；劉華北等，2006；王抒揚，2009；何劍平，2012；陳國興等，2012；張軒，2014），以及上海地方標準《地下鐵道建筑結構抗震設計規范（DG/TJ08-2064-2009）》（上海市城鄉建設與交通委員會，2009）、《建筑抗震設計規范（GB 50011—2010）》（中華人民共和國住房與城鄉建設部，2010）、《城市軌道交通結構抗震設計規范（GB 50909—2014）》（中華人民共和國住房與城鄉建設部，2014）的要求，其關于液化土的抗液化措施目前歸結起來主要有：避開、換填、加固（注漿加固、攪拌樁加固、旋噴樁加固）、加密（振沖加密、爆炸加密、砂樁擠密等）、增壓、圍封、排水、深基、樁基等方式，措施很多，各具特點。

因地鐵車站由車站主體、附屬風道及出入口等工程組成，各分部工程的結構型式、埋深及體量存在差異，與液化土層的相對位置關系、鄰近周邊環境條件等也有區別，如何選擇經濟、有效的液化土處理方式，目前還沒有人做過系統研究。本文將從地震液化機理、各影響因素的效果及關聯性出發，結合天津地鐵工程及水文、地質特點，對地鐵車站工程針對液化土的處理思路及其適用性進行分析。

（1）加大車站結構頂板覆土厚度

基于“有效覆蓋壓力越大，越不易液化”的思想，對基底存在液化土層的情況，增加頂板覆土厚度對降低液化可能性是有效的，但因覆土荷載的增加，則要增大結構本身截面尺寸及配筋，因此工程應用經濟性較差，且在基底液化土層厚度較大時，該措施對抗液化的改善效果較難量化，故該措施不可取。

（2）加大車站結構底板埋深

地下結構受地震液化影響最嚴重的情況是地基失效。根據地震液化機理，地基失效的前提是基底有液化土，地鐵工程抗液化設計中，當基底以下液化土層厚度不大時，通過加大車站結構的基底埋深，使基礎穿過液化土層坐落在非液化土層上，可有效解決地震液化問題。但該措施會在一定程度上增大結構層高，繼而導致基坑開挖深度增大，基坑施工安全風險等級升高。因此，在天津地鐵工程應用中，應綜合基坑安全風險及承壓水兩方面因素才能確定。

（3）改變液化土的性質

因地震液化的外部因素，即地震動荷載條件無法人為改變，所以根據表1，為消除或減小地震液化對工程的影響，可根據液化土層的土性特征及埋藏條件，采取有效措施使液化土不具備發生液化的條件，這可能是解決地震液化問題的主要方向。

換填處理、加密處理、加固處理、圍封可液化地基屬于改變液化土的性質。

（1）換填處理

換填處理、加密處理、加固處理場隸屬于“改變液化土的性質”。用非液化土代替液化土，即換填，無疑是解決地震液化的最直接方法。地鐵工程自身施工即需要挖土，對液化土埋深較淺，且厚度較小的情況，換填處理液化土具有一定的優勢。根據《建筑地基處理技術規范（JGJ 79-2012）》（中華人民共和國住房與城鄉建設部，2012）的相關要求，換填處理適用于基底下液化土層厚度為0—3m的情況。但因換填施工需挖除原液化土，增大了基坑深度，增加了基坑施工風險，且圍護結構嵌固深度需加大，甚至可能需增設支撐，故設計中需做經濟和技術比較。

（2）加密處理

基于表1中“e越小，Dr越大，越不易液化”和“N越大，強度越高，越不易液化”的效果評價，加密土體可有效解決土體液化問題。可考慮用于天津地鐵工程的土體加密方式主要有：強夯、擠密、預壓排水固結等。其中，強夯加密因存在夯擊震動，對周邊環境條件要求較高，不適用于城市及周邊環境敏感的場地；擠密工藝的原理為通過向土體中壓入碎石、砂、灰土或水泥等材料，使原狀土體變密實，在提供地基承載力的同時可降低土體液化，而擠密施工目前受工藝設備限制，其有效加固深度一般小于15m；預壓排水固結加密是通過采取排水措施，提前將液化土中孔隙水排出，使土體固結變實，該方法的應用需考慮工期較長的因素，并需預估降排水對周邊環境的影響。

（3）加固處理

液化土加固的原理是使土性改良，對土體的顆粒組成、密實度、滲透性、強度等均有影響。適用于天津地層特點的加固方式主要有：注漿加固、攪拌樁加固、旋噴樁加固等。王抒揚（2009）的分析表明，水泥土攪拌樁加固的效果較好，且造價相對較低，特別適用于基底以下液化土層較厚，或地基液化土面積較大的情況，且水泥土攪拌樁在天津軟弱土層中加固效果良好。試驗及日本阪神大地震的調查結果表明（龔思禮，2002；王抒揚，2009；若松加壽江，2011），攪拌樁加固對減輕液化土層在地震作用下的破壞是有效和可行的，加固布置宜采用格柵而非散點型式，格柵間的凈距宜滿足S≤0.8H（H為底板下液化土層厚度）。

（4）圍封可液化地基

圍封法即利用剛性的地下連續墻或板樁，形成一封閉空間，繼而抑制可液化土的變形和流動，控制超靜孔隙水壓的上升，則可減小土體液化的可能。參照《建筑抗震設計規范（GB 50011-2010）》（中華人民共和國住房與城鄉建設部，2010）中的條文：“施工中深度大于20m的地下連續墻圍護結構遇到液化土層時，可不做地基抗液化處理”，現階段天津地鐵車站常規的2—3層車站底板埋深一般均在16m以上，附屬基坑一般在10m左右，圍護結構長度均接近或超過20m，所以只要采用了地連墻或板樁等圍護，能形成封閉體系，均不必再另行增設地基抗液化處理措施，故圍封法在天津地鐵工程中有較強的適用性。

3.1.2 車站抗地震液化措施應用及效果

針對天津地鐵5號線穿越中等～嚴重液化土粉土層區段工程，考慮到地鐵結構部位及型式、結構與液化土層的相互位置、液化土層的厚度及周邊環境條件等因素，同時計入經濟和技術比較，筆者對地鐵車站抗地震液化措施做了如下設計及分析，并結合現場標準貫入試驗結果對處理效果進行了評價。

（1）在本工程中因主體結構基底無液化土層，且基坑深度較大、周邊環境較為復雜，基坑施工安全風險高，不宜采用加大覆土或埋深的處理措施。

（2）針對車站附屬出入口結構底板下液化土層厚度小于2m的平直段，考慮到基坑范圍較小，通過經濟和技術比較，采取換填處理較為合理。

（3）考慮到周邊環境條件較為復雜、住宅及市政管線較多，并要滿足環保要求，且液化土深度較大，最深達16.5m，不宜采用強夯、擠密措施。

（4）對于排水預壓固結加密處理措施，可考慮在下階段工程實踐中嘗試，因為在本段工程施工過程中發現，場區內液化粉土含水率高、強度低、易受擾動，降水效果較差，故可考慮采用真空預壓加密（加固）處理，提前消除其可液化性質。同時，為消除真空預壓降水可能引起基坑及周邊環境的變化，可采用設置截水溝或截水帷幕等措施解決。

（5）針對附屬風道基坑，圍護結構可采用SMW工法樁，圍護結構長度約17m，小于20m。考慮到基底以下液化土層厚度最大達7m，且基坑面積較大，采用雙排Φ850@600攪拌樁對基底下液化土層進行加固處理，攪拌樁采取格柵式布置，格柵間凈距4m，攪拌樁加固材料采用42.5級普通硅酸鹽水泥，摻量不小于15%，攪拌樁深入下部非液化土層不小于2m，具體型式如圖3所示。現場標貫試驗表明，加固后的地基土標準貫入實測擊數基本在25擊以上，經重新判定為非液化土，達到了預期的目的。此外，對于附屬出土口爬升段基底以下存在較厚的液化土層的情況，也可采取格柵式攪拌樁加固處理。

（6）車站主體基坑圍護結構采用地下連續墻，墻深長度約30m，滿足圍封條件，不再需要針對液化土采取措施。針對附屬風道（液化土層厚、基坑面積大）的抗地震液化措施，除可采用前述的格柵式水泥土攪拌樁加固處理外，也可考慮將圍護結構SMW工法樁（4850@600）替換為600mm厚的地連墻或Φ800@1000鉆孔灌注樁+止水帷幕，圍護樁加長至20m以上。在具體工程應用中，應綜合考慮經濟條件、技術條件及機具設備等因素確定。

圖3 攪拌樁加固液化土層示意圖Fig. 3 The schematic diagram of liquefied soil with mixing pile strengthening

3.1.3 液化條件下車站結構承載力及抗浮驗算

參照《建筑抗震設計規范（GB 50011-2010）》（中華人民共和國住房與城鄉建設部，2010）中關于：“結構承載力及抗浮穩定性驗算應計入土層液化引起的土壓力增加及摩阻力降低等因素的影響”的規定，從地震液化機理看，土在液化后趨于或變成液體，則其重度等于土的飽和重度，類似于水，其液壓只與深度有關，且不隨方向而改變，因此，液化土中某點的液壓不論是水平向或豎向，都等于該點以上所有豎向壓力的總和；同時，液化土層的側摩阻也將削弱或趨于消失。根據土力學相關知識，液化土中任意深度H處液化后的側壓或浮力均可由下式確定：

式中，γi為第i層土的自然重度（kN/m3）；Hi為第i層土的厚度（m）。

計算浮力時，當結構底面位于可液化土層中時，Hi為基礎底面以上各土層厚度（m）；當結構穿過液化土層時，Hi為可液化土層及以上各土層的厚度。

計算側土壓力時，液化土層對應的側壓由按靜止土壓力計算改為按（1）式計算，即不考慮側向土壓力系數K0的影響。因此，液化土越深、越厚，地震液化導致的側土壓力的變化也越大。

液化土層的側摩阻可通過乘以液化影響折減系數來考慮，折減系數的大小可參照上海地方標準《地下鐵道建筑結構抗震設計規范（DG/TJ08-2064-2009）》（上海市城鄉建設與交通委員會，2009）中表4.3.14取值，折減系數與液化強度比和土層埋深有關。

本工程結構設計及抗浮驗算中考慮了上述因素的影響，筆者的計算表明，在結構交接處、側墻與底板交接處、結構中柱節點處內力均有增大，需做加強；抗浮通過設置抗浮梁，并利用坑內立柱樁兼作抗拔樁，可以滿足地震液化條件下的抗浮要求。

3.2 盾構區間抗地震液化措施

3.2.1 盾構區間抗地震液化設計思路

盾構區間隧道屬柔性結構，其有別于地鐵車站，更易受地震液化的影響。但因區間較長，在液化土層分布廣、厚度大的情況下，應首先在線位選擇時就考慮地震液化因素，盡量從整體上避開液化土分布區域；當確實無法從平面上避開時，也應綜合考慮車站埋深、技術難度及工程造價等因素，盡量加大區間線路埋深，從縱斷面上避開液化土層；當從以上兩方面均無法回避時，則必須采取必要的抗液化處理措施。

由于盾構區間施工工法的特殊性，考慮到地面交通、地下市政管線及地面施工場地條件等因素，實施長距離的截斷墻隔斷液化土層，或者大范圍的采用地面方式加固液化土層均難度較大，且工程造價十分昂貴，施工周期較長，一般情況下均不宜作為盾構區間隧道抗液化措施（宮全美等，2000；陳偉堅等，2009）。結合盾構工法的施工工藝特點，可考慮結合盾構同步注漿、二次注漿以及深孔注漿采取洞內加固方式較為合理。以下結合本工程，筆者對洞內注漿加固的抗液化效果進行了分析。

3.2.2 盾構區間抗地震液化加固效果分析

以本工程某盾構區間為例，分析采用Midas-GTS有限元軟件，為簡單起見，假定所分析的問題為平面應變問題。計算選取區間為結構與液化土層交叉最大的斷面，即盾構邊墻中以上范圍均有液化土層，盾構斷面最大開挖直徑為6.2m，鋼筋混凝土管片厚0.35m，取地面以下40m、寬度80m的模型進行計算。土體本構采用摩爾-庫倫模型，計算模型的側面邊界受到X軸方向位移約束，模型的地層下部邊界受到Z軸方向的位移約束。分析按初始地應力、開挖、襯砌、注漿加固、液化層發生液化等步驟進行。其中，地震液化考慮了液化土層，以抗剪強度非常低、側向土壓力系數為K0=1的材料模擬，土層及加固體參數如表2所示。

表2 土層及加固體物理力學指標Table 2 Index of physical mechanics of both soil and solid

為了解地層加固措施對抗地震液化的效果，經計算分析得到了不加固和加固（盾構襯砌外1.5m半徑范圍內液化土改用加固水泥土模擬）兩種工況下，地震液化所引起的地層變形云圖及盾構管片內力，如圖4和圖5所示。

計算表明，地震液化后與地震液化前相比，管片及地層有大幅隆起趨勢，管片軸力增大、彎矩有較大減小。

從地震液化后與地震液化前的對比可發現，對于不做加固處理的工況，地震液化后地面沉陷最大值為4mm，隧道結構拱底隆起最大約19mm；而對于做了加固處理的工況，地震液化后地面沉陷最大值為2mm，隧道結構拱底隆起最大約13mm。后者的地層及隧道結構在地震液化作用下的沉陷、隆起均明顯小于前者，這表明液化地層加固措施對控制地震液化影響有利。同時，液化土加固后的隧道結構彎矩相較略有增大，軸力減小，因此結構配筋及管片連接需要加強。

圖5 加固條件下管片內力及地層變形云圖Fig. 5 Segment internal force and deformation nephogram with reinforcement

3.2.3 盾構區間抗地震液化措施

根據以上計算分析結果，針對盾構區間穿越液化土層的情況并結合本工程實踐，筆者建議應采取以下抗地震液化措施。

（1）盾構始發、接收區段加固

盾構與車站銜接處受地震液化影響最為明顯，宜結合盾構始發、接收區段加固。根據液化土層的分布，可考慮從地面采用水泥土攪拌樁及高壓旋噴樁，對液化土層做全斷面加固處理。

（2）洞內注漿加固

盾構始發、接收區段以外與液化土層交叉及距盾構頂1.0m范圍有液化土層分布區段，可結合洞內同步注漿及二次注漿，并根據液化土層分布進行加固，加固半徑不宜小于結構外1.5m，并應根據地質縱斷面確定豎向加固范圍。盾構管片預留注漿孔按橫向每環管片不少于16個（即封頂塊1個，鄰近塊及標準塊各3個），注漿材料可采用P.O 42.5級普通硅酸鹽水泥。在正常情況下采用單液漿，必要時可在加固厚度外圈加水玻璃，注漿采取壓力和注漿量雙控。圖6為預留注漿孔及環向加固斷面示意圖。

圖6 盾構區間洞內加固示意圖Fig. 6 The reinforcement schematic diagram of shield tunnel

（3）區間結構加強

為提高結構自身的抗地震液化能力，需對區間結構做如下加強：①加大管片內、外側主受力筋配筋；②提高管片連接高強螺栓等級；③管片混凝土內添加聚丙乙烯網狀纖維，以增加混凝土的韌性和耐久性。

4 結論

液化地層下的地鐵工程抗液化措施要做到經濟和有效，就必須結合地鐵結構型式、結構與液化土層的相互位置、液化土層的厚度、液化等級以及周邊環境等因素綜合確定，且進行結構承載力及抗浮穩定性驗算時，需計入土層液化引起的土壓力增加、摩阻力降低以及浮力增加等因素的影響。

（1）針對車站主體結構，車站圍護結構可采用地下連續墻或板樁，且深度應超過20m，這樣可形成封閉結構，不必再另行增設地基抗液化處理措施。

（2）針對車站附屬結構，可根據基底以下液化土層的厚度分別采用不同的處理措施：對厚度小于2m的情況，可考慮采用非液化土換填處理；對厚度大于2m的情況，可采用格柵式水泥土攪拌樁加固液化土層，或采用圍封式圍護結構。不建議在市區內采用對環境影響大的加固方法。

（3）處于液化土層中的車站主體及附屬結構，在結構交接處、側墻與底板交接處、結構中柱節點處，應根據結構內力計算結果做適當加強。抗浮可通過設壓頂梁、增加地連墻深或增設抗拔樁等措施進行處理。

（4）針對區間隧道，對液化土層的處理可結合盾構同步注漿、二次注漿以及深孔注漿加固措施來解決，具體處理范圍應根據區間結構與液化地層的關系確定；液化層范圍的注漿可采用水泥砂漿或雙液漿，以消除區間隧道縱向的不均勻沉降。考慮到區間隧道為柔性結構，對液化土層沿區間縱向有較長距離分布的情況，建議對液化地層中的區間結構以及連接螺栓強度等進行加強，以提高區間整體抗液化變形能力。

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Anti-liquefaction Measures for Subway Engineering in Liquefiable Soil Layers

Jiang Qingguo
（China Railway First Survey and Design Institute Group Ltd.，Xi’an 710043，China）

The earthquake liquefaction, which may induce extremely serious damage, has become an important issue in the field of engineering. At present, the practice in designing and construction of anti-liquefaction measures for subway engineering in liquefaction layers is few, and it is difficult for the existing specifications to provide processing principles of for liquefied stratum to operate in practical engineering application. Combined with a practical engineering of Tianjin metro line#5 with station and interval shield crossing the middle-seriously liquefied silty soil, this paper gives the recommendations of anti-liquefaction measures and the applicability of the measures by the means of numerical simulation and field test which based on the theoretical results of liquefaction mechanism, influence factors and effects. The research results show that the determination of anti-liquefaction measures should be combined with the subway structure pattern, the relative relationship of structure and the liquefiable layers, the thickness of the liquefiable layers, liquefaction grade and the surrounding environmental conditions and other factors. The structure capacity and anti floating stability checking should consider the impaction of liquefaction, such as the increase of inner pressure, the decrease of friction, the increase of buoyancy and etc. Grouting reinforcement is favorable for interval shield to resist seismic liquefaction.

Underground engineering；Earthquake；Liquefied silt；Subway station；Shield tunnel；Antiliquefaction measures

2015-01-04

蔣清國，男，生于1983年。工程師，碩士。主要從事城市軌道交通設計及地下結構研究。E-mail：33683560@qq.com