地铁施工对周边建筑物的影响分析研究
张伟 马树隽
摘 要：地铁的修建为城市交通带来了极大的便利，缓解了城市交通压力，但地铁施工过程中会对建筑物造成较大的影响，特别是对已有建筑物的影响较大，对城市居民财产与生命安全，构成一定威胁，因此必须减少施工过程中带来的安全隐患，加强防范和监控措施降低对周围建筑物的影响。
关键词：地表沉降；建筑物形变；影响因素分析；防范措施
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.104
地铁施工过程是影响地铁施工质量的重要环节，但地铁施工过程中不可避免的对既有建筑带来较大的影响，主要是因为地铁隧道施工对地下岩土体产生扰动，导致原有的平衡被打破逐渐转化为新的平衡状态。在平衡状态转化的过程中，不可避免的造成地表面势的位移和形变。
1 地铁施工引发的地表沉降与水平形变影响
地铁施工需修建隧道，若土方施工不规范或不恰当，都会导致地表出现显著沉降。若地铁施工时，周边原有建筑整体随地表均匀沉降，则地铁开挖对建筑物影响属于可控范围，不会对建筑物的主体造成严重损伤。但如果遇到特殊情况，例如，建筑物地下的水位较低，此时即使发生均匀沉降，也可能导致地面出现大量积水，从而引起建筑物的地基被浸泡。一旦出现这种问题，不仅建筑物的使用被干扰，而且由于地基图被浸泡，因此建筑物的整体强度也会下降，不仅影响使用寿命而且对建筑物的安全性造成影响。
地铁施工中开挖隧道还会导致地表发生水平变形，主要指的是地表的压缩和拉伸形变。通常情况下当地表出现拉伸变形时，周边建筑物受到的影响非常大，因此，即使拉伸形变非常微弱，仍然会导致建筑物墙体开裂，严重影响建筑物的外形以及实用性能。相比地表拉伸变形，压缩变形对于建筑物损伤较小，但如果压缩变形程度较大，就会导致建筑物发生挤碎性损伤，外形表现为墙体水平裂缝以及纵强褶曲，建筑物的结构薄弱处会出现隆起，对建筑物造成极大的破坏。
2 建筑物倾斜与轨道振动影响分析
地铁施工过程中大量挖掘土方会导致地表发生倾斜，一旦地表的倾斜程度达到阈值就会对周边建筑物造成明显的影响。建筑在自身重力的作用下，受到地表倾斜的影响出现偏心荷载，在这种情况下，会重新分布地基受到的承载压力，打破了原有的压力分布结构因此，在承载结构内出现了不可控的附加应力导致出现地表水平剪切力。从外观来看，建筑物在距离墙体较近处产生了剪切裂缝，若裂缝较大就会导致墙体坍塌，严重时会导致整个建筑物失去稳定性，从而出现整体坍塌，形变情况如图1所示。
地铁施工完毕试运行期间也会对建筑物造成较大的影响，因为地铁的列车在轨道运行中车轮和轨道的接触导致发生周期振动，同时对轨道裂缝产生较大的冲击振动，上述震动都会影响地铁隧道的周围土层，从而对地表建筑产生冲击影响，导致建筑出现裂缝或者坍塌。
3 地铁施工监测与防范措施分析
（1）在地铁施工期间实施实时监控。在施工全过程中，采用监控手段加强施工过程的监控，监控的重点是施工周围的现有建筑物。同时要对施工过程中的数据进行测量，得到测量数据后要及时进行分析，对可能产生的建筑物影响进行预先评估，根据评估结果采取安全防范措施排查施工过程中出现的安全隐患。为强安全防控力度，要对评估数据进行等级评价，根据安全风险的程度予以分层处理，提高安全措施的效率和有效性。
（2）有效控制地铁施工过程。加强施工过程的控制，有利于减少对周边建筑物的影响，主要从以下几个方面开展，首先要加强施工过程中的测量工作，得到详细监控测量数据，根据施工经验参考计算数据后预判可能发生的安全风险，提前做好防控措施。其次，要严格施工工序标准控制按照施工设计以及地铁施工验收标准，加强对施工工序的控制，提高工序的标准化，减少施工过程中可能发生的风险。最后要在施工过程中充分考虑施工工序对地表沉降产生的作用确保施工过程中，地表的沉降值处在可控范围内，达到标准要求。
（3）采取地铁施工的加固措施。地铁施工挖掘隧道对周边建筑物产生较大影响，因此要确保挖掘隧道过程中严格按照标准开展，确保开挖支护符合施工要求，降低地表沉降值。在施工过程中要采取加固措施，通过严格控制土压力值保护层面平衡，确保隧道施工过程中没有超挖以及欠挖现象。另外，为了减少地表沉降，要尽可能保护好土体，尽量不采用扰动土体的施工工序，在挖掘隧道过程中，控制推进速度及总推力。
4 结论
地铁施工造成的地表沉降对建筑物造成较大影响，导致建筑物出现墙体裂缝，严重的导致建筑物倒塌。为了确保地铁施工附近建筑物的安全，就必须要加强施工过程中的监控防范力度，确保建筑物受到的影响在可控范围内。
地铁施工过程中对隧道的挖掘不可避免的对周边现有建筑物造成一定影响，威胁了周边现有建筑物的安全性，因此，为了减少地铁施工中对地表建筑带来的影响，要加强施工过程中的监控防范措施，做好施工过程中的数据测量和安全风险分析，优化施工方案提高施工质量，有利于提升地铁施工的数字化水平。
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作者简介：张伟（1980-），男，山东德州人，本科，工程师，现从事轨道测量、监测、工程测量等相关的研究与管理工作。
