淺析杭州市地鐵站點周邊房屋安全

【摘 要】 本文介紹了杭州市對地鐵站點周邊房屋的健康普查情況，結合地鐵站點的施工工藝和施工影響因素，合理給出做好地鐵站點周邊房屋安全的建議。

【關鍵詞】 地鐵站點周邊房屋，影響因素，調查，對策

杭州市在開展房屋健康普查時優先考慮了地鐵站點周邊的建筑物。目的為地鐵建設涉及到的勘測、設計、施工、監護各個環節以及政府決策過程中，如何采取措施減少對周邊房屋安全的有害影響，確保安全提供基礎資料。

一、概況

1、地鐵站點施工工藝

站點施工主要環節：圍護結構、基坑降水與封井、基坑開挖、基坑地基加固、支撐體系的施工作業。

主要的圍護結構有地下連續墻和鉆孔咬合樁形式，如龍翔橋站、艮山門站、鳳起路站等均為地下連續墻圍護結構，它是利用挖槽設備在地下構筑鋼筋砼連續墻體，具有墻體剛度大、整體性好，工程施工對相鄰的建筑物及地下管線和環境影響較小的特點。但因其開槽、筑槽深度深、單幅施工的特點，對成槽設備、施工工藝以及技術要求較高[1]。九堡站、秋濤路站等為鉆孔咬合樁圍護結構。咬合樁是采用機械磨孔、套管下壓、套管內抓斗取土，在樁與樁之間相互咬合排列的基坑圍護結構形式。經濟投入明顯低于地下連續墻圍護，但對樁位及導墻孔口定位及套管、樁的垂直度以及樁身完整性要求較高[2]。

基坑降水主要根據地下水文條件，通過降水及時疏干開挖范圍內土層的地下水，使其得以固結，以提高土體強度和自穩性，防止開挖面土體失穩。主要采用真空管井降水技術。

基坑開挖時，按照變形控制設計內支撐，遵循“分層、分段、對稱、均衡”的開挖方法和“先撐后挖、快速支護”的施工原則，采用明挖法和蓋挖法施工結合的工藝。

基坑坑底加固根據不同地質狀況及站點基坑的深度采用旋噴樁、總體抽條、坑底土體加固等多種手段，防止坑底土體隆起。

支撐體系主要有鋼管支持、鋼筋混凝土梁支撐、混合體系支撐等多種方式。

2、地鐵施工對周邊環境的影響因素

（1）水、土的變化

地下連續墻施工、鉆孔咬合樁施工和基坑開挖過程的卸荷，使周邊出現土體損失，引起周邊地面沉降；基坑降水后形成滲流場，使周邊土體中有效應力增加，也會引起周邊地面沉降[3]。由此我們在施工過程中對基坑圍護結構的水平位移觀測要做到每日監測，這樣才能是這種沉降的預警值瞬時準確。而基坑降水引起地下水位下降，形成以抽水井點為中心的降水漏斗，因地下水位下降，使基坑周邊土體中有效應力增加，在原有土層中產生新的沉降。在降水施工過程中嚴格控制降水量、降水速率、濾網和濾料的質量，可有效地防止臨近建筑物基礎部位地砂土隨排水過分流失[4]。

（2）施工機械的累計振動

施工期間，施工機械作業和運輸車輛對環境影響一是震動，二是噪音，施工期振動主要是各高頻振動機械影響。根據其他城市統計報告調查，地鐵施工機械設備產生的振動一般距離外軌中心線30m以外的地表振動可達到“交通干線兩側”、“混合區”的環境振動標準要求，地鐵外軌中心線55m以外區域可滿足“居民、文教區”標準要求。可見施工機械對周邊環境的噪音和振動的影響范圍。在施工過程建議：加強施工管理，合理安排施工作業時間；盡量采用低噪音的施工工具；施工機械盡可能放置于對周圍居民造成影響最小的地點；對個別影響嚴重的施工場地和高噪音設備，在其周圍設置臨時隔音或吸音屏障[5]。

（3）地鐵盾構主體施工的影響

盾構推進過程中，經常以地表的沉降值來指導盾構推進，這是因為過大的地表沉降會引起臨近建筑物以及地下市政設施的破壞，即使是世界上最先進的盾構機也不可避免導致地表的沉降，地表沉降量的大小一般與施工技術、盾構機的類型和姿態以及土的類型有關[6]。盾構推進引起的土體位移一般由3部分組成，先于盾構前方的地表位移；盾構通過時的位移；盾構離開后的土體固結。往往盾構機通過后，盾尾空隙閉合，通常是引起地表較大位移的原因，土體固結沉降通常要經過幾個月后才能穩定。

（4）施工交通管制變道大型社會車輛

基坑周邊動荷載也是影響變形的因素之一。考慮杭州地鐵站點大部分均在交通繁忙的道路上，平時行駛大型車輛較多，其動載對基坑變形的影響不可小視。根據別的城市相關監測報告，對有無社會大型車輛動荷載擾動比較時同一監測時間同一橫斷面不同的兩個點變形值相差38.5mm[7]。因此在基坑開挖期間應禁止或者限制大型車輛在基坑四周通行，防止地面塌陷增加圍護結構的變形量。

二、調查情況

1、調查對象：本次調查23個站點，其中1號線20個站點，4號線3個站點。

2、調查范圍：對基坑開挖深度2倍范圍內的房屋進行檢查，按照基坑深度20m，距基坑周邊40m范圍涉及10個站點，建筑物合計106幢，建筑面積約470842㎡。

3、調查結果

（1）地質情況

杭州土質主要分兩種，一種是砂質粉土，因與水源靠近，動態居多，不穩定，受水位變化影響大；另一種是山湖、藻澤地邊上常出現的淤泥質軟粘土，地基承載力低，強度增長緩慢；加荷后易變形且不均勻；變形速率大且穩定時間長；具有壓縮性高、滲透性小、觸變性及流變性大的特點。此兩種土質均易受環境變化影響，在基坑開挖等施工作業中，極易使周邊建筑物受影響[8]。

（2）基礎情況

一般情況下，淺基礎的房屋抗周邊相鄰施工造成的水土擾動影響能力較弱，在外來施工影響作用下，容易使建筑物產生沉降和不均勻沉降，甚至滑移[9]～[10]。本次調查站點周邊建筑物中只有17%為深樁基礎，因此，施工過程中，對周邊房屋的沉降、不均勻沉降以及水平滑移的監測就至關重要。

（3）結構情況

在通常情況下，磚混、磚木、混合結構等結構形式房屋的結構延性相對較差，抗剪能力較差，在基坑開挖過程中更容易出現裂縫等問題[11]。本次調查的房屋近63%的房屋為磚混、磚木、混合結構，因此對于這些房屋以及沿街商場或酒店，涉及到地域交通量、人流量和常住人數較多房屋，在今后監測過程中，更應引起高度的重視。

（4）建設年代

杭州是歷史文化名城，有著深厚的文化歷史沉淀，明清時代、解放前二三十年代，一些有城市標志的公共建筑，名人宅邸仍有保留；民國后、解放前大量的木、磚木結構的墻門院落，石庫門里弄住宅也依然存在；解放初期，六、七十年代設計上強調節約原材料，施工水平低，房屋已進入危險期；八十年代，大量的簡易磚混結構房屋因設計標準低，未考慮抗震，施工質量差，安全度不足；九十年代，大量的“三違”建筑存在工程質量隱患；此外還有產權多元化導致大量的住宅、非住宅房屋被頻繁變更使用功能，加大房屋實際荷載，以及對結構的隨意更改、變動，隱藏安全隱患；本次調查的地鐵周邊房屋主要建于上世紀九十年代前的房屋也占到總數的45%。

三、對策與建議

1、施工前務必做好地鐵站點周邊房屋調查工作

周邊建筑物前期調查包括資料調查和現狀調查，調查工作可以是地鐵施工所涉及的設計單位、施工單位、監理單位或者建設單位委托專業鑒定單位負責實施[12]。

2、施工過程必須對周邊建筑物進行連續的監護跟蹤

在地鐵整個施工過程，施工單位、第三方監護單位必須做好周邊建筑物的裂縫、沉降、水平位移的監護工作。同時考慮到地鐵作業，各類樁機、挖機、吊機等長時間的運行、震動，適時的模擬地震動測試建筑物的震動烈度，按照測試結果調整各類機具的作業時點和運行方向，也是不可缺少的監護手段[22]。

3、政府要有強制性措施，要求地鐵沿線房屋所有人、使用人積極配合

而地鐵站點所在位置基本屬于交通繁忙，人流密集的區域，建筑物外立面裝修包裹較好，地下管線錯綜復雜，如果缺少原始資料，入室查勘又無法取證建筑物原始結構體系，勢必對房屋安全的判斷過于保守考慮，會給地鐵建設增加不必要的投入。所以，政府必須加大宣傳、采取有效措施，使的地鐵沿線房屋的所有人、使用人積極配合，協助專業機構作好房屋的會診，制定有效可行的保護方案。

4、職能部門必須加強第三方監測單位的管理

本次調查發現第三方監測單位無論是監測點布置、監測方法、監測頻度、監測精度以及監測數據異常的處理、上報等均存在不足，而且還存在第三方監測單位和施工單位的監測合二為一，委托主體就是施工單位，因此地鐵施工必須明確監護主體和相應職責，施工監理單位負責對施工單位每天的監測數據進行審核、確認；監測單位的資質核準、管理單位負責對第三方檢測單位的上崗人員、從業能力、報告質量進行監管、核查，對外地檢測機構在本市開展業務還需準入備案，交納工程風險壓金。施工、檢測單位適時組織數據比對，對周邊建筑物密集區域的檢測方案還需組織專家進行預審論證，確保監護到位；對周邊地下管線的監護必須在原地下管線現狀圖紙資料的基礎上，建設單位委托專業的地下管線監測單位進行。

5、建設單位必須及時向社會披露工程建設相關信息，還居民知情權

公開工程建設概況，圍護、開挖施工方案，各階段的施工進度。開通24小時值班的接訪熱線。對周邊居民出現恐慌情緒時，及時解釋、溝通、安撫。

6、盡快出臺因建設施工影響周邊建筑的處置、補償、賠償辦法

杭州市地鐵站點大部在熱鬧繁華的城區，本次調查，處于一類影響區域房屋基本占到55%，受地鐵施工影響在所難免，主管部門盡快出臺因建設施工影響周邊建筑的處置、補償、賠償辦法。

7、盡快建立我省專業技術人才組成的專家委員會和專家庫

應結合地鐵項目的特點設立從始而終的專家決策系統，這個系統的專家必須是本地的（對本市的地質土層、結構、材料等更有話語權）、全方位的（包括地質巖土、基礎處理、結構設計及加固補強、施工、檢測鑒定、管網、人文等）、高效的（隨叫隨到，實行AB崗位制，對工程項目了如指掌），獨立的（排除和項目利益有因果關系）、負責的（敢于承擔責任），為政府拍板作好參謀。

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