盾構施工對周圍建筑物的安全影響及處理措施

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正文：

1 引言

盾構施工技術主要應用于地鐵隧道工程施工中，通過利用盾構設備，對開挖面、圍巖等進行控制，降低滑坡失衡事故的出現概率，同時又能對渣土進行及時處理，由此可見，盾構施工技術具有安全穩定性好、工作效率高、環保節能的優勢。然而，盾構施工在實際過程中會對地表造成一定程度的移動和沉降，從而對周邊建筑物的安全和穩定帶來一定影響。因此，在進行盾構施工時必須加強對周邊建筑的安全影響因素分析，及時采取有效措施消除各種不安全因素，保障建筑物的安全與穩定。

2 盾構施工對周圍建筑物的安全影響分析

在地鐵隧道盾構施工過程中經常會出現盾構近距離穿越建筑物的情況，容易給周圍建筑物帶來安全隱患，引發地層變形或地面沉降，從而使地基土體的支承狀態和外力條件發生變化，再進一步對周圍建筑物帶來一定影響，主要體現為以下方面：

2.1 盾構施工對淺基礎建筑物的影響

（1）地表垂直變形對建筑物的影響

當地面出現均勻沉降或均勻隆起時，對周圍建筑物的影響也會相對較小，所以建筑物表面不會產生大幅度沉降而造成裂縫；但當地面出現不均勻沉降或不均勻隆起時，則會使建筑物表面出現明顯特征，還會嚴重影響建筑物的整體結構。這對于淺基礎建筑物來說，地表沉降產生的傾斜的影響較為重大，一旦建筑物受到較大地表傾斜影響后則會容易出現墻面斷裂、結構傾塌等不良情況，嚴重影響建筑結構的整體安全性。

（2）地表水平變形對建筑物的影響

地表水平變形是指地表出現拉伸或壓縮，地表水平變形對建筑物的破壞也是很巨大的，當建筑物的抗拉伸能力遠遠小于抵抗壓縮的能力時，在極小的地表拉伸作用下也會使建筑物出現裂縫，特別是砌體建筑。一般來說，門窗洞口部位最容易產生裂縫。地表壓縮變形會將建筑物的門窗洞口擠成菱形、使建筑墻體或圍墻出現褶曲、使建筑屋面鼓起。盾構施工產生的地表變形對建筑物的影響是一個動態發展過程，通常建筑物會先受地表隆起的影響，再受到下沉移動的影響，隨著沉降幅度的不斷增加，對建筑的破壞作用也越來越明顯。

2.2 盾構施工對深基礎建筑物的影響

在盾構施工期間，周邊建筑物的樁基土地會受到一定影響而產生沉降，當深基礎樁柱在負摩阻力的影響下下沉加劇，在建筑物整體壓力的作用下沉降增大，使建筑出現裂縫或結構斷裂。另一方面，盾構施工產生的外力作用也會使周圍建筑的樁基土地出現側向變形，而樁基會朝著土地側向變形的方向發生傾斜或移動，影響建筑物的穩定性。此外，盾構施工會對建筑物樁基周邊的整體地形造成一定破壞，樁基就會減少對建筑物整體的負荷力與承載力，使建筑物出現大幅度沉降，影響建筑結構的穩定性與安全性。

3 盾構施工對周圍建筑物安全影響的處理措施

就目前而言，針對盾構施工對周圍建筑物安全影響的處理措施主要包括以下幾個方面，具體為：

3.1 積極保護措施

積極保護措施是指在盾構施工前通過優化各項施工參數盡量減少施工對周圍建筑的不利影響。首先，在進行盾構施工前，要根據實際工程情況合理選擇施工參數，通過分析預測盾構施工產生的地面變形對建筑物的土地影響，優化選擇與本工程相適應的施工參數。在盾構施工期間，通過信息化施工同時優化施工參數，有效控制建筑物附近的地層變形，保證盾構施工不會嚴重影響建筑的正常使用和安全性。

此外，在進行盾構開挖施工時，要確保開挖軸線與設計開挖軸線保持一致，盡可能減小盾構開挖糾偏量，從而減小因盾構糾偏對建筑物周圍土層的剪切擠壓干擾，同時有利于控制盾構尾部和管片后背間的間隙和地層損失，避免因盾構機器突然停止推進產生巨大土壓而使地層變形加劇。最后，在盾構施工期間要保持連續施工，當必須要停止推進時要做好防后退保護措施，盡可能減少停機推進對土層的影響，如圖1。

3.2 工程處理措施

（1）隔斷法

隔斷法是常見的盾構施工對周圍建筑物安全影響的處理措施之一，其實質是通過在建筑物和盾構隧道中設置隔斷措施，以減少盾構施工對建筑物的影響。需要注意的是，在應用隔斷法時，要控制好建筑物與盾構隧道之間的距離，通常可以利用挖孔樁、深層攪拌樁、地下連續墻、鋼板樁等制成隔斷墻墻體，負責承擔由于地基差異造成的沉降以及施工過程中產生的負摩阻力和側向土壓力，盡可能減少因盾構施工而產生的土體變形。另外，為避免隔斷墻發生側向移動，應在隔斷墻中增加支撐加固。隔斷墻施工也會對建筑物自身安全產生一定影響，因此，在進行隔斷施工時要密切留意周邊土體的變化情況。

（2）土體加固法

土體加固法是指利用噴射攪拌、化學注漿等方式可對土體進行加固處理，常見的土體加固形式有兩種，即對盾構施工周邊建筑物的地基進行加固或者對盾構隧道周圍土體進行加固的處理措施，通過加固建筑物的地基可以顯著提高建筑物地基的剛度和承載力，能有效抑制沉降變形帶來的影響。加固盾構隧道周圍土體則是通過提高土體的強度和剛度，有效防止盾構隧道周邊土地出現松動，盡量減少盾構施工對周邊建筑物的安全影響，如圖2。

（3）建筑物本體加固法

建筑物本體加固法是指通過增加建筑物本身主體結構的強度與剛度，從而提高建筑物對沉降變形的抵抗能力，進一步加強建筑物的安全性能。在應用建筑物本體加固法時，施工單位通常會通過設置加固支撐、加固墻體、加固鋼筋等方式實現對上部建筑物的加固處理，對于建筑基礎部分的加固處理則可以利用錨桿和加固樁。需要明確的是，建筑物本體加固法并不能有效消除盾構施工對周圍建筑物的安全影響，在實際施工時，需要結合建筑物土體變化情況與盾構施工的使用情況，充分考慮建筑物本體加固法是否適用于該工程，科學分析哪種方法才是最有效的解決方法。

（4）基礎托換法

基礎托換法是指通過托換樁基的基礎將原本樁基承載的壓力分散到其他樁基上，再將原本樁基拆除。一般來說，基礎托換法只有應用在以下情況：第一，在進行盾構隧道開挖期間，當需要穿過樁體時，若直接施工則會大大降低樁體的承載能力，此時可以利用基礎托換法轉移樁基承載力。第二，當需要在樁基附近進行開挖時，就會減弱樁體的側向約束力，大大降低樁基的承載力，此時也適合應用基礎托換法。第三，當盾構開挖需要從樁底通過時也會削弱樁端的承載力，此時也可采用基礎托換法。由此可見，基礎托換法適用于樁體自身承載力受盾構施工影響出現下降的情況，唯有采用基礎托換法才能滿足建筑物的支撐需求。

4 結束語

隨著城市化發展進程的不斷加快，城市地鐵隧道工程建設力度加大，盾構施工技術在地鐵隧道工程中的施工必然會對周圍建筑物造成一定的安全影響，針對此，我們在正式開始盾構施工前，必須對周圍建筑物的地質情況進行充分了解與勘察，并采取有效措施提高盾構施工質量，減少盾構施工對周圍建筑物的安全影響，保證建筑物的安全性與穩定性，推動城市基礎設施工程建設工作的順利開展。