新建房屋对已建地下车站影响分析——以长沙某车站为例

汤 兵

（中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北 武汉 430061）

随着地铁建设的推进，地铁车站周边地块开发越来越受到重视。因地铁保护范围内新建建筑物距离车站主体较近，造成的附加荷载可能对结构应力、裂缝、沉降等产生不利影响。

以长沙某车站周边地块开发进行数值模拟分析，研究地铁保护范围内新建筑物对地下车站应力、沉降的影响，以供涉铁物业开发施工、设计参考。

1 工程概况

长沙某地铁车站，车站主体结构形式为两层三跨框架结构，全长276 m，宽24.6 m，高17.7 m，车站上部覆土约2.3 m。

为提高土地利用率，减小地铁保护范围对城市切割作用，拟在距离车站4.0 m布置2栋商业楼，1#栋商业楼长为31.35 m，宽为13.8 m，首层建筑面积约4 430 m2，总建筑面积约1 300 m2。2#栋商业楼长约35 m，宽约17 m，首层建筑面积约610 m2，总建筑面积约1 820 m2。两栋总建筑面积约3 100 m2。建筑采用框架结构，独立柱浅基础结构形式。因物业开发商业楼距离湘府路站较近，其可能对地下车站造成不利影响。

图1 物业开发、车站相对位置关系

2 三维有限元模拟

2.1 模型的建立及网格分析

模型中，岩土体、物业开发基础采用三维模型，车站侧墙、顶板、中板、底板采用板单元，车站柱采用梁单元，详情见表1。

表1 土层参数

模型边界地面车辆荷载为20 kPa，物业开发楼层柱下荷载为中柱300 kPa，边柱200 kPa。物业开发基础施工过程采用改变属性边界进行模拟，水土压力计算采用水土分算。

主要模拟施工工况如下：

（1） 建立模型，进行车站施工前平衡计算，形成车站施工前土体初始应力场；

（2） 将第 （1） 步重力引起的位移和状态归零，只保留初始应力；

（3） 施工地下车站；（4） 施工物业开发楼房。

3 计算模型验证

为验证计算模型的正确性，采用二维计算结果与三维计算结果进行对比，结果见表2。

表2 二维、三维计算结果对比 /(kN·m)

根据对比结果，可认为三维模型计算正确。

4 计算结果

如图所示，车站施工最大沉降为14.86 mm，物业开发施工后车站沉降为14.86 mm，物业开发楼房施工对车站沉降基本无影响。

物业开发施工前车站最大弯矩为871.91 kN·m，物业开发施工后车站最大弯矩为871.98 kN·m，物业开发对车站顶底板、侧墙的受力基本无影响。

5 结语

（1） 根据三维模拟分析， 物业开发楼房施工对车站沉降、受力影响较小。

（2） 物业开发楼房施工应制定安全可靠的作业方案和保护措施，外部作业不得影响城市轨道交通的正常使用功能、承载能力、耐久性和其他特殊功能。

（3） 因考虑到车站上部覆土较浅，同时，车站顶板防水层未考虑防穿刺设计，为避免植物根茎穿破防水层造成车站顶板漏水风险，车站主体上方绿化不得采用根茎茂密的乔木等大型植物，只能采用低矮、简单灌木等绿化，尽量考虑采用花坛形式。

（4） 车站主体范围上部绿化不应设置钢筋混凝土凉亭等重型景观小品建筑物。