地铁隧道施工对附近桥梁桩基的影响及控制措施研究

地铁隧道施工对附近桥梁桩基的影响及
控制措施研究
摘要：地铁隧道施工对周围的桥梁桩基的建设造成扰动等影响，对桥梁的稳
定性带来一定的冲击，本文从地铁隧道及其优点概述、地铁施工对附近桥梁桩
基的影响机理、地铁施工对既有桥梁桩基的影响、地铁施工对既有桥梁桩基影响
的对策分析的方面来对地铁施工对既有桥梁桩基的影响进行分析。

关键词：地铁；施工；桥梁；桩基；影响
引言
随着我国城镇化进程的不断加快，城市土地面积使用率在逐渐缩小，如何充
分利用城市中的每一寸土地已成为当前社会各界所关注的主要问题。

地铁隧道工
程的建设和投入使用，使得城市可利用的土地空间变大，也为人们日常的出行提
供了诸多便利，其优势不言而喻。

地铁隧道工程已成为目前国内各大型城市的必
备市政工程，在提高城市的社会生产力和竞争力方面具有一定作用。

地铁隧道工
程的施工技术复杂，需要综合协调各施工环节，并考虑可能对周边建筑带来的破
坏和影响。

以地铁隧道工程附近的桥梁为例，桥梁桩基可能受到地铁施工的影响，情况严重时会波及到桥梁整体结构的稳定性，影响车辆及行人的安全。

为此，研
究地铁隧道施工过程中对附近桥梁桩基的影响十分必要。

1、地铁施工对既有桥梁桩基的影响机理
地铁往往有很广的覆盖范围，在覆盖范围内不乏许多的桥梁及道路。

同时地
铁在不断地发展兴建中，建造更多地地铁线路则将穿越更多的桥梁或道路，并对
其产生不同程度的影响。

其中对既有桥梁的影响易造成承台沉降及桩基变形，严
重者甚至危及桥梁的安全。

地铁施工中会使地下土层结构发生变化，土体发生位移。

地铁施工会造成轴线上下发生不同方向的土体位移，其中上部分的土体位移
易造成桥梁桩基下沉，程度严重可至沉降，桥梁桩基的受力情况发生变化。

而下
部分的土体位移则形成与上部分相反的阻力，使桥梁桩基上浮，下沉与上浮的力趋于稳定。

同时，地铁施工中的隧道挖掘分两侧进行，其中一侧距离桥梁桩基较近，土体的位移则极易造成桩基两侧受力不均衡，由此造成桥梁桩基侧向弯曲的现象，进而影响桥梁的稳定性。

2、地铁施工对既有桥梁桩基的影响
2.1、地铁开挖导致桥梁桩基变形、位移
地铁隧道土方开挖会扰动附近的地层，造成周围土体向开挖临空面运动，具体体现在土体垂直与水平方向的位移。

在地铁水平轴线上方，土体出现沉降，桥梁桩基的承载力就会受到影响。

其次，地铁隧道开挖后二次衬砌未及时施做，两侧的土体向隧道方向收敛侧移，侧移土体对桩基侧向压力引起变化，桥梁桩基会出现侧向变形弯矩，增加附加内力，造成质量安全隐患。

通常情况下，按照地铁隧道施工引起的地层变形范围、桩基和空间位移将地下工程穿越来划分桩基影响类型，主要包括无影响桩、侧边桩、拱顶状、洞间桩和上方桩。

其中，洞间桩由于受叠加效应的影响较大。

2.2、地铁施工导致承台沉降
承台一般分为2种类型：高桩承台和低桩承台。

低桩承台设置在地下，而高桩承台有一部分会设置在地上，具有自由长度，但是由于周围缺少分担外力的载体，加大桥梁桩基受力，影响了桥梁桩基的稳定性。

如桥梁中使用的承台属于高桩承台，一旦在附近进行施工容易给桥梁周围土层结构发生变化，导致桥梁桩基两侧受力不均匀，出现下沉、开裂和歪斜等问题。

2.3、地铁施工导致桥梁桩基变形
通常情况下，地铁每一站地都会设置两条左右线路，在进行施工过程中不论采用竖向、纵向和横向角度开挖，都会出现不同程度的桥梁桩基变形问题。

桥梁桩基竖向变形体现为歪斜，同桩体仍然保持一致性。

桥梁桩基横向变形桥梁桩基上部分和下部分会向相反两个方向发生位移，在桩基上部分和下部分出现方向相反的作用力。

3、桥梁桩基形变的控制措施
3.1、参数优化控制措施
参数优化控制措施在桥梁桩基形变的控制中较为常用，这种参数优化控制措
施贯穿于施工过程的始终。

在施工开始时，依据历史工程经验可选用适宜的施工
参数，并对参数适当优化，在实际施工中应根据具体变化情况对地铁隧道开挖的
机械设备进行参数调整，最大程度弱化对附近桥梁桩基的影响。

地铁隧道开挖面
的参数控制尤为重要，地铁隧道施工中的作业面与土体压力值应在规定范围之内。

土体压力超出允许的范围将为地铁隧道的施工带来一定影响：土体压力偏大会造
成地表结构的凸起，而土体压力偏小则会引起地表沉降。

因此，在地铁隧道开挖
面参数控制过程中应首先核对目标土体压力，使用特定的仪器对开挖面土体压力
进行核实。

3.2、工程施工控制措施
为使地铁隧道在施工过程中减少对附近桥梁桩基的影响，除了对施工机械设
备进行参数优化之外，还应在具体的工程施工过程中采取相应的控制措施，如隔
断墙、土体稳固以及桩基托换等措施。

3.2.1、隔断墙
隔断墙在保护桥梁桩基的措施中较为常见，主要是通过在隧道与桥梁桩基中
间搭设隔断墙的方式来弱化施工机械设备对附近桥梁桩基的影响，地面上和地面
下均可进行隔断墙施工，在地铁隧道开挖时可使用高压旋喷桩以及密排灌注桩等
方式。

此种措施需要一定的施工空间。

3.2．2、土体加固
土体加固一般包括两种方式，一种是采用化学注浆法，另一种是通过喷射进
行搅拌的方法。

化学注浆法主要对土体进行注浆以实现增加土体刚度的作用，进
而降低地铁隧道施工对附近桥梁桩基的影响。

喷射注浆则利用改善桩体周围土质
特性的方式来提高桩周土的结构完整性。

3.2.3、桩基托换
桩基托换即使用新桩来替换原来的旧桩以承担上部结构的载荷，新桩将与原
基础共同组成新的结构体系，以优化原来的结构应力状态，使沉降范围得到进一
步控制。

桩基承压及桩基转换是桩基托换的两种常用方法。

3.3、对既有桥梁的风险防护
地铁施工对既有桥梁桩基的影响对策中，以上两方面均是从地铁方面考虑，
此外也可从既有桥梁的角度进行防护，主要以转移负荷载重量及补偿沉降两点考虑。

转移负荷载重量是将既有桥梁桩基所承受的力转移至他处，即桩基托换技术，包括主动及被动两类。

补偿沉降则是巧妙的设计如加高墩台等将沉降的桥梁桩基
恢复到正常水平。

从目前的发展形势来看，在人们生活出行中地铁占据重要地位，考虑到地铁施工过程中对既有桥梁桩基的影响，当前较为合理的办法即是做好既
有桥梁风险防护工作，降低危险发生的可能性。

在地铁施工防护策略中，除了做
好地铁挖掘处开始风险防护和桥梁桩基沉降与变形风险防护外，还可从既有桥梁
角度进行防护，转移符合载重量与补偿沉降，通过桩基托换技术将既有桥梁桩基
承受力转移到别的位置，以此分担荷载作用力。

然后合理设计补偿沉降，增加高
墩台为沉降桥梁桩基提供稳定性。

结语
综上，地铁在开挖过程中，必须充分考虑既有桥梁桩基的影响性，做好地铁
挖掘处开始风险防护、桥梁桩基沉降、变形风险防护和既有桥梁风险防护的工作，以此控制土体形变，减小土体承载力，合理设计开挖方案，降低对既有桥梁桩基
的影响力，为桥梁使用提供稳定性保障。

参考文献
[1]马佳仁.地铁隧道施工对附近桥梁桩基的影响及控制措施研究[J].西部交
通科技, 2020(3):3.
[1]李康庄.地铁隧道暗挖施工对临近桥梁桩基础的影响及其控制研究[D].兰
州交通大学[2023-08-01].。