地铁施工对周边构筑物影响的安全预控

2013-08-15王杲平

中国建筑金属结构 2013年3期

关键词：预控构筑物建筑物

王杲平

（西安铁一院咨询监理公司，陕西西安 710065）

1 地铁施工对周围构筑物的影响

1.1 地铁施工队构筑物的影响

城市地铁在施工中，由于地铁工程的特殊性，将不可避免的地下岩土体，破坏其原本的平衡状态，而达到新的应力平衡。在施工中，浅埋隧道将会影响地表的岩土体可能导致地面塌陷，路面破损等，这些因素将会影响周围的构筑物，甚至破坏构筑物的结构。

一般地铁隧道的开挖对周围构筑物的影响主要分为直接影响和间接影响。其中直接影响主要是指主要影响范围内的建筑物所受的损害；但是在隧道开挖施工中，除了主要范围受到影响之外，有些较远的地方的构筑物也受到隧道施工的损害，这种影响为间接影响。由于间接影响的程度较小，作用因素多样等原因，本文主要分析的是直接影响。

1.2 地铁施工中对构筑物的影响因素

在地铁隧道的开挖过程中，影响构筑物的因素众多，例如地层特征、建筑物的基础与结构型式、建筑物所处的位置等，本文针对4个主要因素进行了分析：

1.2.1 地表均匀沉降损害

在地铁隧道的开挖过程中，一般会导致地表变形，使得地表的均匀沉降。地表的均匀沉降将会使建筑物产生整体下沉。在一定的沉降范围之内，地表的均匀沉降对建筑物的稳定性和使用条件并不会产生太大的影响，但是超过该范围，或者遇到地下水位较浅的情况是，地表的均匀沉降将会使构筑物的地面积水，地基长期的浸泡在水中，大大的降低了地基的强度，影响构筑物的安全使用。

1.2.2 地表倾斜损害

地表倾斜主要是由于地铁隧道开挖，地表不均匀沉降造成的。地表倾斜主要改变了地表的原始坡度，给构筑物的稳定带来严重的威胁，尤其是对于高度大而底面积小的高耸建筑物。地表的倾斜将会是这类高耸建筑物的重心发生偏斜，引起应力重分布，在重分布过程中，高耸建筑物的结构将会被破坏。

1.2.3 曲率损害

地铁施工引起的地面变形，使得地表形成了一个曲面。在形成负曲率的过程中，建筑物的中央部分悬空，使墙体产生正八字裂缝和水平裂缝；在正曲率的作用下，建筑物的两端部分悬空，使建筑物墙体产生倒八字裂缝。严重的影响了构筑物的使用性能。

1.2.4 地表水平变形损害

在隧道开挖中，引起的地表水平变性主要分为拉伸和压缩，两种变性对构筑物的结构都有较大的损害，尤其是拉伸带来的损害，主要是由于建筑物抵抗拉伸变形的能力远小于抵抗压缩变形的能力。

2 地铁施工周围构筑物保护措施

2.1 地基注浆加固法

地基注浆加固法是工程中常用的对于周边建筑物的保护措施，主要是通过压密注入工法，利用注浆液通过注浆管渗透的压力硬化周边地层的土质，而且由于渗透后形成的硬化的固结体与原来的土层复合在一起，形成具有较高力学性能、渗水通道密实，压缩强度高的稳固的复合土层。该措施形成的复合土层能有效控制土体压缩变形而不至危及施工周边构筑物的安全，主要在地铁隧道中的深基坑开挖中。

2.2 隔离桩法

在地铁施工中，隔离桩主要是通过将上部地基和构筑物产生的附加应力传递到底下的持力层上，来缓解由于地铁施工对周围构筑物产生的沉降作用，达到保护构筑物的效果。隔离桩法在国内外被广泛的应用，尤其在地铁开挖过程中，周边构筑物较高的情况下，隔离桩的采用不仅可以将由于隧道基坑的开挖造成的周围构筑物地基的变形，控制在隔离桩的范围内，而且还可以间接的加固建筑地基，为周边的构筑物提供保护屏障，使得地铁施工带来的地基变形不向构筑物地基扩散。

2.3 隔断墙法

在地铁隧道施工中，除了隔离桩法之外，另外比较常用的一种保护周边构筑物的方法就是隔断墙法。隔断墙法主要是通过控制地下连续墙的距离，并且并对其进行跟踪和泥浆填充，来解决基坑外土体对构建物安全的威胁，例如地基变形以及地基的沉降等问题。一般在对构筑物的保护中，主要采用的隔断墙主要有灌注桩、高压旋喷桩、树根桩等三种类型的保护方式。

3 工程实例分析

3.1 工程概况

在本文中作为分析例子的是西安地铁2号线。西安是世界著名的历史文化名城，对于城中的古建筑应予以保护，而地铁轨道交通二号线是西安市首条开工建设的轨道交通工程，贯穿南北的客运站，路线全长建设线路全长26.302km，其中地下线20.919km、敞开段0.45km、高架线4.933km。全线共设21座车站，其中4座高架站，17座地下站，经过西安的古建筑群以及繁华的街道，在整个施工中，要做出严格的预控，防止由于隧道施工导致周边的构筑物坍塌、伤害居民的事情出现。