地鐵上蓋建設對地鐵車站的影響分析

程利民

摘? ? 要：隨著城鎮化建設的不斷深入，地鐵項目工程的規劃應用也得到了不斷的普及，地鐵上蓋建設已經成為地鐵施工建設的重要內容，對于地鐵車站的影響也成為了行業內施工建設的重要分析領域。本文將針對地鐵車站與上蓋的建設進行簡要的分析，并提出地鐵上蓋建設對地鐵車站造成的影響，希望能夠通過經驗的分享，為業界人士帶來一些施工建設參考，共同促進我國地鐵施工建設技術水平的提高。

關鍵詞：地鐵建設工程;上蓋建設;地鐵車站;結構分析;模型建立;結構變化;位移

1? 前言

在經濟發展和科學技術水平提升的共同引領下，我國城市化建設也越發的先進起來，同時也促進了城市人口密度提高，為城市的建設帶來了一定的壓力，造成了城市交通擁堵等問題。所以各個城市之間加強了地鐵施工建設，地鐵作為一種現在科技發展產物和全新的交通工具，有著優秀的便捷性能和空間節省性能，為城市中的居民提供了便利的出行條件，也極大地促進了地鐵周邊的土地價值的提高，這也導致了地鐵上蓋建設的重視程度逐漸提升。因此，有效控制地鐵車站上蓋建設帶來的各類影響，將直接影響到地鐵車站的使用安全和普及。

2? 我國地鐵上蓋工程概況的簡要分析

2.1? 地鐵上蓋建設主體結構的分析

以某地鐵上蓋工程為例來進行上蓋建設對于地鐵車站影響問題的分析，良好的分析結果，能夠確保地鐵施工建設得到順利的實施和開展。該地鐵上蓋工程包括裙房與七座寫字樓，裙房的下方有三層地下室，而且該工程建設的位置是處于地鐵車站主體結構的側面。裙房處于靠近地鐵車站主體結構的臨界點位置，上蓋建設主要形式將是以樁基礎與梁板式相結合的方法進行建設，在進行地下室建設的過程中，地下室的深度應該與地鐵車站的深度保持一致。為了使人們的出行獲得良好的方便性，會在側墻局部的位置設置與地鐵車站相連接的進出口，使上蓋建筑能夠與地鐵車站建立起聯系。

2.2? 計算模型的建立

利用計算機模型的概念，能夠更好的分析研究出地鐵上蓋建設對于地鐵車站所能帶來的影響，本文將主要針對有限元模型進行分析介紹。建立有限元模型時，應該包含以下幾部分，分別是：土體、地鐵站、盾構區間隧道、工程基坑支護結構以及支護結構等內容，詳細的模型內容能夠有效的促進有限元模型發揮作用。選取計算域的時候應該遵循邊界原則，盡可能的選擇穩定的數值，一般以基坑開挖切結構受力之后的穩定邊界值為最優選擇。利用有限元模型進行計算時，需要充分的考慮到計算機的運算和單元數量等多種因素的影響，才能夠有效的提高計算結果的可靠性。所謂的土體主要是指基坑外圍的土地，是基坑邊向外延伸一定距離的土地面積，一般情況下，延伸的距離是基坑開挖深度的四倍。設置豎邊邊界時，要根據有限元模型的規模進行合理的計算，充分考慮抗浮樁的長度，從而有效的提高豎向邊界設置的科學性?？傮w而言，進行有限元模型的建立，所要遵循的計算域的邊際原則是指，原則上取至基坑開挖，結構受力后不再產生變位等影響的邊界為止。充分考慮單元數目以及計算機的計算水平，坑外土體向外延伸64m，約為基坑的四倍深度進行開挖建設。

3? 地鐵上蓋建設對地鐵車站造成的影響

3.1? 地鐵車站結構發生變形

在進行地鐵上蓋建設時，會導致地鐵車站結構發生變形。上蓋建設過程中，上蓋的基坑開挖及主體結構施工的變化，會促使地鐵車站的底板出現形狀變化。根據已有的施工建設的影響來看，變形會隨著上蓋基坑施工進度的延伸而延伸。有限元模型之中，地鐵車站就會出現豎向位移問題，并且該位移情況往往呈現出曲線波浪的形態。通常情況下，地鐵的車站兩側都會同步進行上蓋基坑挖掘施工，從而促使上蓋基坑的對稱開挖卸荷影響不斷加深，導致了地鐵車站結構發生變形。當位移現象逐漸嚴重時，就會導致地鐵站體層板的兩側出現變形和翹邊。同時，在上蓋基坑對稱開挖載荷的干擾之下，地鐵車站主體結構同樣會出現水平位移的問題，但與之前提出的豎向位移相比，地鐵車站結構出現的水平位移距離較小，所帶來的影響也較小，而這也導致了行業內對于水平位移問題的重視較弱。從整體上觀察地鐵車站結構，在進行上蓋基坑對稱開挖過程中，會導致荷載作用的出現，地鐵車站和上蓋基坑共同作用，促使了地鐵車站結構發生位移變化，從而帶來一定的不良影響。

3.2? 盾構穿越區土體位移

在進行地鐵上蓋建設過程中，如果上蓋項目臨近地鐵隧道盾構工作井，則會導致上蓋項目與地鐵區間盾構隧道的距離大大縮小，所以會對地鐵區間盾構隧道造成一定的影響。在沿用有限元模型基礎之上，進行影響研究，可以將臨近地鐵車站端頭井到盾構區間數據作為代表性數據進行研究和探討，科學利用有限元模型，從而研究出上蓋建設對地鐵區間盾構隧道所造成的影響。具體而言，在進行地鐵上蓋施工建設時，盾構區間的土地會隨著上蓋建設的進行而出現位移，位移的表現既有豎向的，也有水平方向的。上蓋基坑開挖卸載與結構施工過程中，地鐵盾構區間土體會因不同的施工進度而產生不同程度的位移變化，同樣的是盾構區間土體變化的水平位移會小于豎向位移程度;伴隨著上蓋基坑建設的完工，盾構區間土體發生的豎向位移會達到峰值，當上蓋主體結構施工完成后，盾構區間圖提所發生的豎向位移將會逐漸的縮小;之后，當上蓋基坑拆撐完工之后，地鐵車站結構所出現的變形將會穩定下來，不再發生進一步的改變。

3.3? 上蓋基坑出現豎向位移

根據有限元模型可以有效地計算出地鐵上蓋建設對于地鐵車站造成的豎向位移影響，得出豎向位移的規律，這主要表現在隨著上蓋基坑開挖卸載施工的進行過程中，土地會出現隆起，并且隨著結構施工的加劇再慢慢降沉。當上蓋基坑開挖到最底部時，土地隆起的情況會達到峰值，而基坑土地的卸載將徹底結束。通過比較有限元模型內的單元變化曲線可以知道，在進行上蓋建設過程中，一直都保持著穩定的單減區間和單增區間，所以在進行地鐵上蓋建成之前，上蓋基坑坑底發生的豎向位移主要是受到了臨近基坑施工建設的干擾，在基坑開挖卸在和結構施工加載的雙重作用干擾之下，臨近的上蓋基坑坑底將會出現明顯的豎向位移情況。

4? 結束語

根據以上的分析，我們可以發現利用有限元模型能夠充分的研究出地鐵上蓋建設對于我國地鐵車站位移的影響，得出在進行上蓋建設的過程中，雖然地鐵車站的結構會發生明顯的變化，但是導致相同變化的原因卻是多種多樣的，不僅是由于基坑開挖卸載影響，變形往往也可能是受到了結構施工建設的干擾。所以我們在施工建設過程中，應該加強相關技術的重視，來提高上蓋建設的質量水平。

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