談?wù)劦罔F施工對地表及建筑物的影響

馬志堯，楊志龍，陳李淵

（西安市地下鐵道有限責(zé)任公司，陜西 西安 710016）

1 確定地鐵施工方案之前對地面原有建筑結(jié)構(gòu)的安全性進(jìn)行考察和評定

1.1 對地面原有建筑結(jié)構(gòu)的現(xiàn)況調(diào)研

對有可能受波及范圍內(nèi) (原則上以車站為中線100米左右、以區(qū)間隧道為中線60米左右，在此范圍內(nèi)，具體情況具體分析)的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)研，準(zhǔn)確無誤地掌握建筑結(jié)構(gòu)與地鐵施工項(xiàng)目之間的位置關(guān)系、潛在的相互影響情況，調(diào)研包括建筑結(jié)構(gòu)所處地段地質(zhì)報告 (必要時需進(jìn)行地質(zhì)補(bǔ)充勘測)、建筑結(jié)構(gòu)建筑時間以及建筑結(jié)構(gòu)的形式 (施工圖紙、歷次加固改造資料)等數(shù)據(jù)。

1.2 建筑結(jié)構(gòu)評定

根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)，評估建筑結(jié)構(gòu)工程施工的安全風(fēng)險，分析預(yù)測建筑結(jié)構(gòu)的抗沖擊能力，依此判斷施工時建筑結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的危險情況及程度 (包括對建筑結(jié)構(gòu)自身對工程作業(yè)的反向影響)。評定包括地表沉降 (水平位移)估算、建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)沉降 (水平位移)估算、建筑結(jié)構(gòu)抗沖擊能力估算等 。

2 加強(qiáng)工程施工管理控制，保護(hù)地面已有建筑結(jié)構(gòu)

2.1 制定控制標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)性質(zhì)及結(jié)構(gòu)形式、安全風(fēng)險評估結(jié)論、相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、設(shè)計(jì)施工方案、國內(nèi)外相似工程施工經(jīng)驗(yàn)等，制定適宜的地面沉降(水平位移)控制標(biāo)準(zhǔn)，對于地面沉降控制取值，國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)一般為30毫米，但具體制訂地面沉降控制取值時，應(yīng)各自計(jì)算出建筑結(jié)構(gòu)沉降值的下限、地層沉降值的下限，選擇兩者中最小的沉降值下限作為最終的控制標(biāo)準(zhǔn)值。通常，按沉降(水平位移)值、沉降(水平位移)速率、差異沉降等各維度制定控制標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 加強(qiáng)測量監(jiān)控

工程施工過程中，需要注重測量、定時按時測量，用以評估工程施工對建筑結(jié)構(gòu)的影響變化，及時反饋建筑結(jié)構(gòu)變化情況，預(yù)報存在的安全隱患。測量內(nèi)容應(yīng)包括沉降值 (水平位移值) 測量、沉降速率(平移速率) 測量、沉降差異測量、應(yīng)力測量、建筑結(jié)構(gòu)傾斜度測量 、爆破振動測量等 。在測量過程中，對測量項(xiàng)目的監(jiān)測值可采用黃色警報值 (達(dá)到取極限值的6O%)、橙色警報值 (達(dá)到取極限值的8O%)、紅色警報值（達(dá)到極限值）三個等級進(jìn)行監(jiān)控，極限值指工程施工過程中所能到達(dá)的最大沉降(或水平位移、差異沉降)控制值，超過這個值，建筑結(jié)構(gòu)即將發(fā)生破壞。通過監(jiān)控測量變化，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患并聯(lián)合相關(guān)部門采取相應(yīng)措施。

2.3 車站基坑工程施工

車站基坑工程施工往往會對鄰近的建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很嚴(yán)重影響 (尤其是離基坑 2～4米范圍內(nèi))，因而，一般重點(diǎn)控制三個方面的措施：（1）改良設(shè)計(jì)方案，對車站周圍環(huán)境充分調(diào)查，進(jìn)行針對性設(shè)計(jì)，力求避開高風(fēng)險建筑結(jié)構(gòu)(如變更車站位置、改變車站功能區(qū)布置控制車站功能區(qū)大小等)、改變車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式 (如圍護(hù)結(jié)構(gòu)機(jī)械轉(zhuǎn)孔樁時，可通過增加樁孔數(shù)、減少樁長度來防止基坑挖掘時引起地下水流失導(dǎo)致沉降)等；（2）基坑開挖以前，先用旋噴樁進(jìn)行維護(hù)結(jié)構(gòu)施工，提高土體強(qiáng)度，對基坑和附近建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行，土體隔離，從而降低地鐵本身結(jié)構(gòu)改變，達(dá)到降低對周圍建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響的目的：（3）對會受到影響建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行樁基加固。

2.4 區(qū)間隧道施工

（1）考慮改良方案，規(guī)避高危建筑結(jié)構(gòu)，如更改線路，或加大深埋隧道等；（2）通過工程施工過程中的一系列方法保證已有建筑結(jié)構(gòu)的安全。大體分為洞內(nèi)加固措施、洞外加固措施兩種 (城市中施工時，受周遭的建筑結(jié)構(gòu)、空間場所、地下水管網(wǎng)布局的限制 ，往往運(yùn)用洞內(nèi)加固措施為主、洞外加固措施為輔的方式。)：洞內(nèi)加固措施：為有效保護(hù)好地上已有建筑結(jié)構(gòu)安全，在選擇盾構(gòu)法施工時就應(yīng)不選擇礦山法 ，盾構(gòu)法施工時，引起地面隆起或沉降的主要原因如下：① 掘進(jìn)對土體的擠壓；②土體受擾動后的固結(jié)，施工過程中要嚴(yán)格控制好盾構(gòu)施工各項(xiàng)技術(shù)參數(shù) (推進(jìn)力、推進(jìn)速度、正面土壓、同步注漿量、壓力等等)，減少土體擾動，在穿越鄰近建筑結(jié)構(gòu)地段前，要調(diào)整好盾構(gòu)姿態(tài)減少穿越時糾偏次數(shù)和糾偏量，并保證一次穿越 (中途不換刀)，最大限度減少土層擾動，在地質(zhì)薄弱地段，必要時考慮對土體進(jìn)行加固；礦山法施工時，要遵循“管超前 、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤測量”的施工原則，特別是要注意適時進(jìn)行洞內(nèi)斷面注漿、初支回填注漿等。洞外措施:主要有地面加固、隔離樁、樁基托換、建筑結(jié)構(gòu)自身加固等 ：對擬穿越的鄰近建筑結(jié)構(gòu)周圍土體(或樁間土體)進(jìn)行加固注漿 (如袖閥管注漿、樹根樁等)，這樣可大大提高土體固結(jié)度和密實(shí)度，增加建筑結(jié)構(gòu)自身承載能力和抗變形能力。

3 建立降低風(fēng)險制度，轉(zhuǎn)移風(fēng)險，間接保護(hù)已有建筑結(jié)構(gòu)

3.1 建立降低風(fēng)險制度

降低風(fēng)險制度分為安全事故防范制度、搶險制度、突發(fā)事件應(yīng)急處理制度、保險規(guī)避制度等，在各種制度的結(jié)合下，保障順利施工，最大限度的保護(hù)地面已有建筑結(jié)構(gòu)安全，避免或降低各方經(jīng)濟(jì)損失。

3.2 轉(zhuǎn)移風(fēng)險，間接保護(hù)已有建筑

必須完善保險規(guī)避制度，通過健全的制度、機(jī)制的運(yùn)用轉(zhuǎn)移風(fēng)險，減少損失。工程施工前對可能影響的范圍內(nèi)的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全等級鑒定，收集全動工前房屋等建筑的有關(guān)基礎(chǔ)信息，工程施工過程中按時做好記錄 (包括影像、圖片、施工日志等)，一旦發(fā)生事故，立刻通知保險公司到現(xiàn)場進(jìn)行認(rèn)定，進(jìn)入保險流程，對各方責(zé)任進(jìn)行合理問責(zé)，對受損建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行維護(hù)修補(bǔ)、甚至重建，盡力彌補(bǔ)，降低損失。

小結(jié)

綜上所訴，避免或降低地鐵施工對附近地面已有建筑結(jié)構(gòu)的影響對城市發(fā)展具有重大意義，保全建筑結(jié)構(gòu)，要認(rèn)真做到設(shè)計(jì)、施工、管理環(huán)環(huán)相扣，一絲不茍，任何一個微小細(xì)節(jié)都不松懈，相關(guān)部門機(jī)構(gòu)都保持高度警覺，預(yù)防危險出現(xiàn)，為控制造價、節(jié)約投入，促進(jìn)我國城市地鐵工程的良性發(fā)展做出應(yīng)盡的一份貢獻(xiàn)。

[1]王善勇，唐春安，王述紅，等.地鐵開挖對地基沉降影響的數(shù)值分析[J].東北大學(xué)學(xué)報， 2012，23(9):887-890.

[2]施成華，彭立敏，劉寶琛，等.淺埋隧道開挖對地表建筑物的影響.巖石力學(xué)與工程學(xué)報[J]， 2011，23(19):3310-3316.

[3]許江，湯明德，陳萍.地下空間開挖與高層建筑基礎(chǔ)相互影響分析[J].地下空間，2011，24(4):441-444.