地铁修建对周边建筑物的影响及控制

地铁修建对周边建筑物的影响及控制

摘要：随着社会的发展，城市的隧道及地铁的建设也得到了显著的进步，同时相对应的环境问题随之显露出来。因地铁修建、隧道施工均会引起施工地的地层损耗、土体震动及附近的孔隙水压发生变化等，使得地层的原始应力转化重组。而原有平衡状态的土体受到严重的破坏，从而致使地表产生塌陷、水平移动、倾斜、曲率与非连续的变形等。这种现象对周边的建筑物会产生各种不同程度的影响及破坏，如建筑物出现倾斜、开裂、塌陷等问题。相关补救措施及控制手段成为铁路施工企业所面临的主要问题。

关键词：地铁修建周边建筑物影响控制

一、前言

城市的地铁通常均深度较浅，铁路的修建在开挖施工过程中扰动施工的地下岩土体，打破其平衡状态是不可避免的。而铁路隧道的浅埋，施工中波及地表，会造成地面土质的塌陷，路面受到损坏等。其后果不仅影响到周边建筑物，且会诱发地表结构的破坏。通常在城市地表的下方设有很多地下管线，如污水、煤气等管线是整个城市得以运转的生命线，其作用至关重要。所以，地铁施工需严格关注周边建筑物及各项结构物的距离。

二、铁路建筑对周边建筑物的影响分析

在铁路修建中，隧道的开挖施工对周边建筑物造成的影响有直接开挖造成的损害及间接开挖造成损害两种状况。前者是由于施工的主要影响地段的周边建筑物受到的损害;而在施工的主要影响地段以外较远的范围，被波及到的影响是间接开挖造成的损害，如铁路修建诱发的大面积地下水质变化对大气、环境产生的影响等[1]。

（一）影响周边建筑物的原因

铁路修建中，隧道开挖诱发施工地的地层变形直接影响到建筑物安全的原因很多，不仅仅是由于地层的特征，还包括周边建筑物自身的基础结构及所处位置等。

1.地表的整体塌陷

地表发生均匀塌陷会导致周边建筑物产生整体的下沉。通常，这种均匀的沉降现象不会对周边建筑物较大的影响其稳定性。但如果地表下沉的幅度过大，即便是均匀的塌陷，也会造成一定程度的损失。如下沉的幅度较大，其施工范围内的地下水位较浅时，地面便会出现大量积水。这种现象不仅影响到周边建筑物的安全使用，还会致使施工的地基土被浸水的时间较长，其强度整体下降[2]。

2.地层的倾斜

而地表的不均匀下沉使地层发生倾斜其地表的原始坡度转变，进而危及周边建筑物，若周边建筑物为高度大且底面积较小受到的影响较大时，会产生重心偏斜，进而引起应力点发生转变重新分布。

3.曲率

因曲率会导致地表转化为曲面，而在负曲率影响下，周边建筑物会出现中央部分突起，建筑物的墙体发生水平裂缝及正八字型分裂;正曲率产生的影响，或导致周边建筑物出现两端物体悬空，而建筑物的墙体发生倒八字的裂痕[3]。

4.地层发生水平变形

地表的水平变形可分为压缩、拉伸，破坏周边建筑物的程度极大。压缩变形会致使建筑物的墙体发生水平分裂，且使纵墙发生褶曲，进而屋顶被鼓起。而拉伸变形对建筑物的影响远大于压缩造成的影响，其需受到高度重视。

（二）建筑物的损害

铁路建设中，隧道的开挖对周边建筑物影响产生的变形主要由于开挖过程中的沉降槽导致的，可分为：对建筑物上部结构的震动、沉降槽引发建筑物结构的内部梁柱产生变形及内力转化等。如铁路的隧道开挖导致地表不均匀下沉，其诱发内部结构的次生应力与无规则变形，导致地表开裂或失稳塌陷;而施工中致使

地表变形的除了沉降外，还出现水平拉压的应变，拉应变造成的破坏有时也是极其严重的。沉降、拉伸应变与水平位移等是地表结构的主要影响因素。对于其他的结构而言，曲率的损害才是关键的。而钢筋混凝土的结构的破坏因素还可能是差异沉降造成的。

在施工的周边建筑物被铁路隧道的开挖造成损害时，因建筑物的结构刚度做砥柱，对变形可产生相应的抵抗力。建筑的结构中在不同的因素下通常对变形产生不同的反应，因此，这些因素可总结为建筑物基础的相应刚度、上部结构中具有的刚度、结构的尺寸和沉降槽的位置等。

三、控制方法

铁路修建过程中，由于施工地的地质结构及周边建筑物的问题处理及其复杂[4]。因此，在铁路建设设计中对铁路地基的基础构架加固工程还未提炼出明确、规范的控制方法，只能在原有的规则上遵守及实施，以数值的模拟建设指导设计方案，进行归纳总结其指示及注意事项：

（一）在施工中有针对性的借助注浆等加固地基的方法可有效的减弱铁路修建对地层的沉降造成的损害；

（二）建筑物中的砌体结构发生的自重会加速地层的沉降值与塌陷面积，使用筏板展开整体性的加固可有效的减弱周边建筑物的差异下沉及塌陷，预防铁路修建对建筑物产生的严重影响及安全使用；

（三）对修建施工的地层变形曲线展开实测分析，及时调整、积极的优化施工的掘进参数，保障施工地层的稳定。若地层变形幅度较大，应及时制定补救措施展开纠偏及加大注浆量使其稳固；

（四）在铁路修建工程设计中，需对周边建筑物的墙体裂缝及地层下沉等指标展开严格的测量，若发现异常偏向需迅速采取加固处理展开补救，如注浆、筏板等预防对建筑物造成过大的沉降损害。

四、结论

为确保我国铁路建设的稳固发展，应积极发挥主观能动性，探索铁路修建对周边建筑物影响的控制方法。提高施工技巧，加速完成修建目标，同时，保障周边建筑物的安全使用。

参考文献：

[1]余剑英,魏纲.地下隧道施工对邻近建筑物影响的研究现状[J].工业建筑.2011(09).

[2]苏卜坤,石玉华,张洪彬.地铁盾构施工对上部房屋的影响及加固效果分析[J].珠江现代建设.2009(06).

[3]冯慧君,范井越,张杰.盾构隧道近距离旁穿地面建筑物的模拟分析[J].都市快轨交通.2009(01).

[4]范新健,王海平,张庆贺,王世友,白贵呈.盾构近距离掘进对建筑物的损伤及其保护措施[J].中国科技信

息.2009(03).

[5]姚爱军,向瑞德,侯世伟.地铁盾构施工引起邻近建筑物变形实测与数值模拟分析[J].北京工业大学学

报.2009(07).