地鐵施工對周邊建筑物的影響分析研究

張偉 馬樹雋

摘 要：地鐵的修建為城市交通帶來了極大的便利，緩解了城市交通壓力，但地鐵施工過程中會對建筑物造成較大的影響，特別是對已有建筑物的影響較大，對城市居民財產與生命安全，構成一定威脅，因此必須減少施工過程中帶來的安全隱患，加強防范和監控措施降低對周圍建筑物的影響。

關鍵詞：地表沉降；建筑物形變；影響因素分析；防范措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.104

地鐵施工過程是影響地鐵施工質量的重要環節，但地鐵施工過程中不可避免的對既有建筑帶來較大的影響，主要是因為地鐵隧道施工對地下巖土體產生擾動，導致原有的平衡被打破逐漸轉化為新的平衡狀態。在平衡狀態轉化的過程中，不可避免的造成地表面勢的位移和形變。

1 地鐵施工引發的地表沉降與水平形變影響

地鐵施工需修建隧道，若土方施工不規范或不恰當，都會導致地表出現顯著沉降。若地鐵施工時，周邊原有建筑整體隨地表均勻沉降，則地鐵開挖對建筑物影響屬于可控范圍，不會對建筑物的主體造成嚴重損傷。但如果遇到特殊情況，例如，建筑物地下的水位較低，此時即使發生均勻沉降，也可能導致地面出現大量積水，從而引起建筑物的地基被浸泡。一旦出現這種問題，不僅建筑物的使用被干擾，而且由于地基圖被浸泡，因此建筑物的整體強度也會下降，不僅影響使用壽命而且對建筑物的安全性造成影響。

地鐵施工中開挖隧道還會導致地表發生水平變形，主要指的是地表的壓縮和拉伸形變。通常情況下當地表出現拉伸變形時，周邊建筑物受到的影響非常大，因此，即使拉伸形變非常微弱，仍然會導致建筑物墻體開裂，嚴重影響建筑物的外形以及實用性能。相比地表拉伸變形，壓縮變形對于建筑物損傷較小，但如果壓縮變形程度較大，就會導致建筑物發生擠碎性損傷，外形表現為墻體水平裂縫以及縱強褶曲，建筑物的結構薄弱處會出現隆起，對建筑物造成極大的破壞。

2 建筑物傾斜與軌道振動影響分析

地鐵施工過程中大量挖掘土方會導致地表發生傾斜，一旦地表的傾斜程度達到閾值就會對周邊建筑物造成明顯的影響。建筑在自身重力的作用下，受到地表傾斜的影響出現偏心荷載，在這種情況下，會重新分布地基受到的承載壓力，打破了原有的壓力分布結構因此，在承載結構內出現了不可控的附加應力導致出現地表水平剪切力。從外觀來看，建筑物在距離墻體較近處產生了剪切裂縫，若裂縫較大就會導致墻體坍塌，嚴重時會導致整個建筑物失去穩定性，從而出現整體坍塌，形變情況如圖1所示。

地鐵施工完畢試運行期間也會對建筑物造成較大的影響，因為地鐵的列車在軌道運行中車輪和軌道的接觸導致發生周期振動，同時對軌道裂縫產生較大的沖擊振動，上述震動都會影響地鐵隧道的周圍土層，從而對地表建筑產生沖擊影響，導致建筑出現裂縫或者坍塌。

3 地鐵施工監測與防范措施分析

（1）在地鐵施工期間實施實時監控。在施工全過程中，采用監控手段加強施工過程的監控，監控的重點是施工周圍的現有建筑物。同時要對施工過程中的數據進行測量，得到測量數據后要及時進行分析，對可能產生的建筑物影響進行預先評估，根據評估結果采取安全防范措施排查施工過程中出現的安全隱患。為強安全防控力度，要對評估數據進行等級評價，根據安全風險的程度予以分層處理，提高安全措施的效率和有效性。

（2）有效控制地鐵施工過程。加強施工過程的控制，有利于減少對周邊建筑物的影響，主要從以下幾個方面開展，首先要加強施工過程中的測量工作，得到詳細監控測量數據，根據施工經驗參考計算數據后預判可能發生的安全風險，提前做好防控措施。其次，要嚴格施工工序標準控制按照施工設計以及地鐵施工驗收標準，加強對施工工序的控制，提高工序的標準化，減少施工過程中可能發生的風險。最后要在施工過程中充分考慮施工工序對地表沉降產生的作用確保施工過程中，地表的沉降值處在可控范圍內，達到標準要求。

（3）采取地鐵施工的加固措施。地鐵施工挖掘隧道對周邊建筑物產生較大影響，因此要確保挖掘隧道過程中嚴格按照標準開展，確保開挖支護符合施工要求，降低地表沉降值。在施工過程中要采取加固措施，通過嚴格控制土壓力值保護層面平衡，確保隧道施工過程中沒有超挖以及欠挖現象。另外，為了減少地表沉降，要盡可能保護好土體，盡量不采用擾動土體的施工工序，在挖掘隧道過程中，控制推進速度及總推力。

4 結論

地鐵施工造成的地表沉降對建筑物造成較大影響，導致建筑物出現墻體裂縫，嚴重的導致建筑物倒塌。為了確保地鐵施工附近建筑物的安全，就必須要加強施工過程中的監控防范力度，確保建筑物受到的影響在可控范圍內。

地鐵施工過程中對隧道的挖掘不可避免的對周邊現有建筑物造成一定影響，威脅了周邊現有建筑物的安全性，因此，為了減少地鐵施工中對地表建筑帶來的影響，要加強施工過程中的監控防范措施，做好施工過程中的數據測量和安全風險分析，優化施工方案提高施工質量，有利于提升地鐵施工的數字化水平。

參考文獻：

[1]駱建軍，張頂立，王夢恕，張成平.地鐵施工對鄰近建筑物安全風險管理[J].巖土力學，2017（07）：1477-1482.

[2]吳賢國，張立茂，陳躍慶.地鐵施工鄰近橋梁安全風險管理研究[J].鐵道工程學報，2016（07）：87-92.

[3]吳賢國，曾鐵梅，張立茂，宋若昕.地鐵施工鄰近管線安全風險管理研究[J].鐵道工程學報，2016（09）：127-132.

[4]張輝.地鐵施工對鄰近建筑物安全風險管理[J].黑龍江科學，2016

（04）：221.

作者簡介：張偉（1980-），男，山東德州人，本科，工程師，現從事軌道測量、監測、工程測量等相關的研究與管理工作。