地铁土建施工对地面既有建筑物的保护核心探寻

地铁土建施工对地面既有建筑物的保护核心探寻

高磊

化学工业岩土工程有限公司市政工程分公司

摘要：地铁土建施工对地面建筑多多少少会产生一些影响，这也是很难避免的一大问题，为了顺利进行地铁土建施工，并确保周边地面建筑的安全，应加强管理，积极采取相应的对策，并为地铁建设提供一定的参考。本文先阐述了地铁土建施工对地面建筑产生的影响，并提出了相应的保护措施。

Summary：In order to carry out the civil construction of subway smoothly and ensure the safety of the ground buildings around, management should be strengthened, take the corresponding countermeasure positively, and provide the certain reference for the subway construction. In this paper, the influence of Metro civil construction on ground buildings is expounded, and the corresponding protection measures are put forward.

关键字：地铁；土建施工；地面建筑物；保护

前言

由于城市发展速度比较快，为了缓解地面交通压力，地铁的建设在各大城市十分常见。但是，在地铁土建施工中，难免会对地表产生影响，发生沉降或者变形等情况，而周边的建筑物也会因此受到影响，情况严重时还会对建筑造成破坏。由此可见，加强对地铁土建施工的管理十分重要，不仅需要在施工前进行全面调查、测量、分析，还应在施工中加强管控，在完工后采取有效的补救措施，对周边建筑物起到保护作用。

1 地铁土建施工对地面既有建筑物的影响

地铁土建施工存在较大危险性，在施工中会扰动地层，而周边的地面建筑难免受到破坏。首先，地铁施工是在地下完成建设，施工受到沿线地质条件的影响，由于地层结构以及地形比较复杂，在施工期间很可能出现沉降现象，或者使周边建筑产生裂缝等。其次，建筑的建设年代，以及建筑自身结构等，也会对自身产生影响，地铁路线大多在城市中心穿过，沿线建筑非常多，建筑的结构以及建设年代也各不相同，对于一些已经存在较大问题的建筑来说，在地铁土建施工中会受到更加严重的影响。最后，施工技术和施工水平也会产生一定的影响，一旦施工操作出现问题，则会加大对临近建筑的影响。由此可见，结合周边环境合理设计施工方案是非常重要的一项举措，只有优化设计，加强施工管控，才能够保护临近建筑。

2 地铁土建施工对地面既有建筑物的保护措施

2.1 施工前的风险评估

首先，为了避免地铁土建施工破坏周边建筑，就应该在施工前做好准备工作，对施工点周边的建筑进行全面调查分析，尤其是可能受到影响的建筑，一般情况下，是在车站中线大概50米左右，隧道中线大概30左右，具体的应根据实际施工情况而定。通过调查施工点和周边建筑物之间的距离，分析受影响的可能性，并调查建筑建设时间、建筑结构等内容，对建筑和施工点之间的地质情况也应调查清楚，基于这些数据，为风险评估做基础。其次，根据所收集的全部数据，对范围内地面建筑做好风险评估工作，了解建筑物的危险等级，既要分析地铁土建施工对建筑物的破坏情况，还要考虑建筑物对施工产生的限制^[1]。对于评估的内容，一般是从沉降估算以及抗变形能力这几方面着手，合理进行风险评估。

2.2 施工中的合理管控

在评估完建筑物的风险之后，应从建筑结构、施工设计、类似施工经验等几个方面入手，制定合理的控制标准，通常情况下，地面沉降控制在30mm，不过，在具体工程中确定控制值的时候，先计算出建筑物、地层各自允许的沉降值，取两者最小的值作为控制值。在土建施工期间，必须要对测量多加重视，测量完成之后还应及时反馈，了解土建施工对周边地面建筑是否会产生影响，并预测潜在的危害情况，需要测量的内容比较多，如沉降值、沉降速率、建筑倾斜度等等，监测需要有相应的控制等级，可以将监测值划分为不同的等级，包括极限值、报警值、预警值，其中预警值为极限值的60%，报警值为极限值的80%，极限值是最大的沉降值，一旦超出，建筑则会受到严重破坏^[2]。通过设置不同监测等级，及时发现危险。

在地铁车站基坑施工中，对周边建筑的威胁比较大，尤其是距离较近的建筑，处于2米至4米之间，必须要及时采取措施，有效规避风险。一般情况下，可以从三个方面着手：结合地铁车站周边环境来设计，尽可能避免在一些高危建筑周边施工，可以改变车站的位置，或者灵活调整车站的区域布置；在开挖基坑之前，对于周边距离较近的建筑采取有效措施，通过加固，避免因地铁结构变形而对周边建筑造成破坏；对于可能受到破坏的建筑，采取加固处理，增加一些支撑柱等。

在区间隧道施工中，可以改善设计方案，更改路线，规避风险，或者在洞内洞外采取合理措施，有效保护周边建筑。首先，在洞内采取措施，最好选择盾构法，降低施工影响，而该方法在施工中也会引起地面沉降。原因包括：在施工期间对周边土体产生较大的压力；受扰动土固结。在采取该方法进行施工时，应保证参数合理，对于盾构施工的动作，应一次性调整到位，避免在施工中频繁调整，最好一次完成穿透，以避免扰动土层，如果是在土质层比较薄的区域施工，还可以进行改良，便于施工顺利进行。其次，在洞外采取措施，通常情况下，会采取加固措施处理，如地面加固、建筑加固等，通过对周边建筑土体注浆加固，改良土体，加大建筑承载力，提升其抗变形性能。如果建筑遭受破坏的风险比较大，可以将隔离桩安设在周边，防止出现沉降现象，或者增加支柱等加固建筑物体，起到较好的保护作用。

2.3 注重风险转移

首先，建立风险防范机制，有效应对各种紧急事件，规避重大风险，为安全施工提供保障，有效保护周边地面建筑。其次，加强风险转移，启动风险防范机制中的规避机制，由于地铁施工存在较大的风险性，其中的有很多意料之外的因素，即使在前期做好充足的调查工作，并采取一系列措施进行防范，还是可能出现一些预料之外的风险因素，因此，通过合理应用风险规避机制，将风险转移掉，尽可能将损失、破坏降至最小^[3]。在施工前，对周边的地面建筑做好安全鉴定工作，统计建筑的各种资料，在施工期间，通过拍摄、日志等将整个施工相关信息记录下来，一旦发生事故，便开启保险流程，由保险公司到现场确认，该划分责任的，合理分摊，对于需要修复或者加固的，应及时动工修整，或者给予相应的赔偿，减小损失。

3 案例分析

3.1 工程概况

某地铁车站隧道穿越了一个供电局和一个商住楼，区间埋深在20m左右，在深埋处，穿越供电局段，钻孔灌注桩基28根，在浅埋处，穿越商住楼阶段，灌注桩基10根。为了对既有建筑加以保护，必须完成这两处建筑的桩基托换。供电局主楼有13层，附楼5层，从附楼穿过，桩基托换是在附楼的第一层进行施工。商住楼为7层，在隧道通过之前，在侧面开挖基坑，并在承台底埋注浆管，并实时进行监测，在建筑物第一层进行施工。桩基托换需要在原结构上，将荷载转移到新的托换结构上，避免上部变形，并且保证区间施工的安全。

3.2 保护方案

该施工地的地层属于混凝土层，厚度为20cm，杂填土素填土层的厚度为1.5m左右，全风化混合岩层的厚度为3m左右。该区域最初水位是地下1.7m，稳定水位是2m。在商住楼段埋深相对较浅，施工对地面的建筑会产生较大的影响。针对这一现状，必须采取有效的解决方案。由于这一区段的住宅建筑比较多，施工环境十分复杂，在施工之前需要对供电局和商住楼进行加固托换。

首先，对于供电局，需要对28根桩进行托换，在托换过程中，需要在轮廓线的外侧，设置直径为80cm的钻孔灌注桩，使用厚板和原桩的承台进行连接，代替以往的形式，完成托换。其次，对于商住楼，需要对其中的10根桩进行托换，在开挖轮廓线的外侧，安装直径为30cm的钢管柱，对于桩顶的施工与前者相同，进而取代之前的型式^[4]。

3.3 施工方法

首先，做好前期准备工作，相关部门进行实地调查，全面了解建筑的倾斜状况以及倾斜情况，设置相应的监测基准点，测量出影响线，并在施工可能影响的范围内，做好相应的拆移工作。其次，托换桩基施工，完成之后，进行托换结构施工，如土方开挖，钢筋混凝土施工等，对于陈旧的沉管灌注桩、钻孔灌注桩，将其切除。最后，完成跟踪注浆，并做好相应的恢复工作。完成桩基托换之后，应把控好出土量，将注浆压力控制在可接受范围内，做好房屋的监测工作，跟踪了解建筑情况，一旦发现异常，可以在第一时间进行处理。同时，如果需要，还可以在建筑外设置袖阀注浆管，根据实际情况及时进行注浆加固。在地铁施工中，对于地面建筑可能产生的影响，通过采取有效的保护措施，取得较好的效果。

结语：地铁建设与周边的环境息息相关，不能为了地铁施工为对临近环境造成破坏，威胁人们的安全。在地铁土建施工中，由于地质条件、施工技术等多种因素的影响，对周边建筑有较大的威胁，通过加强施工前的风险评估，在施工期间有效管控，注重风险转移，保护临近建筑的安全。

参考文献：

[1]晋维丽,赵伟.地铁施工对邻近既有建筑物的影响分析[J].山西建筑,2019(20):100-103.

[2]林志,范国宇,冯森.地铁隧道施工对邻近建筑物影响分析[J].兰州工业学院学报,2020(06):12-16.

[3]贾建彬.地铁明挖车站施工对既有建筑物的影响分析[J].工程机械与维修,2021(05):212-213.

[4]龚珍. 地铁隧道施工对邻近建筑物的风险评估与控制研究[D].西安工业大学,2019.