地鐵施工對(duì)鄰近建筑物安全風(fēng)險(xiǎn)管理

■趙鳴川 ■中煤邯鄲中原建設(shè)監(jiān)理咨詢有限責(zé)任公司，天津 300113

隨著城市化進(jìn)程的加快，城市地鐵、輕軌等重要交通方式迅速發(fā)展起來，推動(dòng)隧道工程建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)期。為了使城市交通壓力得以緩解，并使城市停車、集貿(mào)、供水、供電等項(xiàng)目用地得以有效開發(fā)應(yīng)用，人們加大了對(duì)地下空間的開發(fā)與利用。但是，隨著建設(shè)的推進(jìn)，在開展地下工程當(dāng)中，在管線布設(shè)復(fù)雜、建筑物密集的市中心進(jìn)行地鐵施工建設(shè)容易出現(xiàn)地面沉降等問題，威脅周圍建筑物的安全。為此，在施工前必須對(duì)地鐵周圍建筑物構(gòu)造、形態(tài)、價(jià)值、利用方式等綜合評(píng)價(jià)，并要做好監(jiān)控測(cè)量工作，按照測(cè)量的結(jié)果對(duì)建筑物做出綜合性的評(píng)價(jià)與分析［1］。

1 建筑物施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

1.1 地鐵施工地表沉降預(yù)測(cè)

1.1.1 降水影響

在施工降水過程中，要首先進(jìn)行地質(zhì)勘察工作，并對(duì)勘察的結(jié)果進(jìn)行分析，由此對(duì)當(dāng)前的不安全水位以及降水深度進(jìn)行考慮;對(duì)能夠使地面沉降發(fā)生率減小的方案進(jìn)行選擇;對(duì)因?yàn)榻邓畬?dǎo)致的地層沉降值進(jìn)行預(yù)算;如果地鐵周圍有非常大型的建筑物，并且安全風(fēng)險(xiǎn)較大，應(yīng)制定出專項(xiàng)的降水方案。

1.1.2 暗挖施工的影響

在實(shí)施暗挖過程中可以使用專業(yè)化的三維數(shù)值模型對(duì)某個(gè)施工過程進(jìn)行模擬，并要在此基礎(chǔ)上對(duì)建筑物的基柱等影響因素進(jìn)行分析;利用專業(yè)化的數(shù)值模型對(duì)已有的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定;再利用標(biāo)定好的數(shù)值模型對(duì)施工工序進(jìn)行預(yù)測(cè)分析［2］。

1.2 制定地表沉降控制標(biāo)準(zhǔn)

在地鐵施工過程中，為了避免沉降對(duì)周圍建筑物產(chǎn)生過大影響就要做好沉降標(biāo)準(zhǔn)控制，但是當(dāng)前的沉降控制標(biāo)準(zhǔn)不是非常統(tǒng)一，但還是要遵循一定的規(guī)定指標(biāo)，在實(shí)施暗挖過程中，地表的沉降參數(shù)值要控制在20 毫米范圍內(nèi)。但是在實(shí)際開挖中，通過對(duì)不同區(qū)間地表出現(xiàn)的沉降顯示，出現(xiàn)的沉降值明顯高于20 毫米，這是對(duì)我國(guó)北京地鐵12 個(gè)暗區(qū)沉降值分析統(tǒng)計(jì)后的結(jié)果，并且在對(duì)4 號(hào)線車站的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的沉降進(jìn)行考察以后顯示沉降值明顯超過了30 毫米，但是周圍的大型建筑物卻沒有受到影響［3］。由此，在對(duì)地表沉降控制標(biāo)準(zhǔn)問題進(jìn)行分析時(shí)，要考慮到周圍的環(huán)境因素。

隧道在開挖過程中，建筑物出現(xiàn)不同程度的變形或者是沉降是不可避免的。因?yàn)榈鼗姆植疾粔蚱骄斐傻淖冃稳绻瞧鲈於傻某兄亟Y(jié)構(gòu)，則要對(duì)局部的傾斜做好控制，承重結(jié)構(gòu)墻基礎(chǔ)點(diǎn)與沉降比值為:壓縮性土是0.003;對(duì)框架結(jié)構(gòu)與其相鄰的基柱沉降差進(jìn)行有效控制，并且單層的基柱沉降量是100 毫米，而框架結(jié)構(gòu)干縮性土質(zhì)的沉降差是0.003L［4］，高壓縮性的土質(zhì)沉降差為0.004L;而對(duì)于一些高層建筑來說，其傾斜的值控制標(biāo)準(zhǔn)如下表1、2 所示。

表1 高層建筑整體傾斜允許值

表2 高聳結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)傾斜允許值

2 建筑物風(fēng)險(xiǎn)控制措施

2.1 施工過程的監(jiān)測(cè)

在對(duì)建筑物風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行控制過程中，監(jiān)控測(cè)量是非常重要的手段，可以應(yīng)用監(jiān)控測(cè)量對(duì)地下工程信息進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。鑒于地鐵施工必然會(huì)對(duì)周圍建筑物產(chǎn)生非常大的影響，容易使建筑物出現(xiàn)斷裂、坍塌等安全問題。為此，將建筑物的監(jiān)控測(cè)量作為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的重要手段是非常重要的。要在建筑施工中開展全程監(jiān)測(cè)以便及時(shí)做好報(bào)警工作，做好對(duì)建筑物的評(píng)估，降低安全事故的發(fā)生率。可以應(yīng)用多種監(jiān)測(cè)預(yù)警方式，比如，預(yù)警值、報(bào)警值以及限制值等控制方式:(1)預(yù)警值能夠在建筑物出現(xiàn)破壞前達(dá)到最大沉降值，各個(gè)監(jiān)測(cè)預(yù)警的指標(biāo)都控制在50%。(2)報(bào)警值能夠在沉降值接近控制值時(shí)采取必要的手段進(jìn)行控制，其極限值是70%。(3)極限值是指在施工中能夠產(chǎn)生的最大沉降值，一旦超過了這個(gè)最大值，建筑物就會(huì)出現(xiàn)破壞。通過監(jiān)測(cè)，如果上述其中一個(gè)指標(biāo)超過了極限值或者是已經(jīng)接近極限值時(shí)就要終止施工，采取有效手段解決。

2.2 施工過程中的控制方法

通過上面的論述可以知道，在完成了對(duì)各個(gè)基柱沉降的控制以后，就要選擇有效的施工方法，做好施工當(dāng)中的沉降控制，確保沉降控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

2.2.1 施工工法的優(yōu)化

可以選擇幾種科學(xué)的施工工法對(duì)其數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，并由此將最有效的施工工法確定下來;如果需要輔助措施，則要采用最佳的輔助方法。

2.2.2 施工當(dāng)中的沉降控制

施工中的沉降控制是非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容，必須確保每一個(gè)工序都能得到嚴(yán)格控制，尤其是要控制好水平位移以及地表的沉降值，并最終使其全部符合標(biāo)準(zhǔn)。具體步驟為:(1)結(jié)合對(duì)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果、施工經(jīng)驗(yàn)，在各個(gè)參數(shù)值符合建筑物結(jié)構(gòu)承載前提下，對(duì)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行綜合考慮，并最終將總的控制指標(biāo)確定下來。(2)在完成了上述內(nèi)容以后，就要結(jié)合具體的施工工法，將各個(gè)工序的控制目標(biāo)確定下來，結(jié)合施工原理、施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)相關(guān)數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。(3)在具體施工過程中，必須嚴(yán)格按照施工規(guī)律以及順序開展，如果前一道施工工序沒有控制在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)就進(jìn)行下一步的施工將容易使下一道工序的參數(shù)無法控制到位，將額外增加調(diào)整的費(fèi)用以及人力等，為此，調(diào)整好每一個(gè)工藝參數(shù)，使其控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)是非常重要的。

2.3 做好建筑物的加固處理

在施工前，要對(duì)水泥漿、混凝土等原料做好選擇，并嚴(yán)格按照注漿工藝進(jìn)行注漿、隔離樁等施工，做好建筑物的基托加固處理;如果建筑物的基礎(chǔ)是樁，則要在各個(gè)柱之間進(jìn)行注漿處理，由此將墻外側(cè)的土體加固，密實(shí)度也能提高，還增加了柱地的承重能力。但如果樁基過短，則要在地面打上深樁，并用鋼筋將承臺(tái)擴(kuò)大處理，這樣可以將樁基上的部分承重負(fù)荷轉(zhuǎn)移到深樁位置處，使深樁的總承重負(fù)荷能力增強(qiáng)，分擔(dān)短樁的荷載，共同抵御變形。

3 結(jié)束語

本文主要對(duì)地鐵施工中對(duì)鄰近建筑物產(chǎn)生的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)估，可見，在地鐵施工過程中，降水與暗挖施工都會(huì)對(duì)建筑物產(chǎn)生非常大的影響，容易使建筑物出現(xiàn)變形、沉降、裂縫甚至坍塌等問題。為此，在施工當(dāng)中，做好對(duì)建筑物的監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)，及時(shí)針對(duì)其存在的危險(xiǎn)進(jìn)行處理是非常有效的方法，此外，在施工中嚴(yán)格按照施工控制標(biāo)準(zhǔn)操作各項(xiàng)工序也是降低周圍建筑物出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵。

［1］駱建軍，張頂立，王夢(mèng)恕等.地鐵施工對(duì)鄰近建筑物安全風(fēng)險(xiǎn)管理［J］.巖土力學(xué)，2010，28(7):1477 -1482.

［2］高李鵬.城市地鐵施工引起地層位移對(duì)鄰近建筑物的風(fēng)險(xiǎn)研究［J］.城市建設(shè)理論研究(電子版)，2015(4):2821 -2822.

［3］楊培偉.地鐵盾構(gòu)隧道施工對(duì)地層及鄰近建筑物影響的數(shù)值模擬［D］.武漢理工大學(xué)，2010.

［4］秦東平，何平，李宇杰等.明挖地鐵車站工后沉降對(duì)鄰近建筑物的影響分析［J］.中國(guó)鐵道科學(xué)，2011，32(5):83 -89.