地铁车站施工中围护与周边建筑影响解析

引言

地铁车站施工中，深基坑开挖和围护结构的建造对既有建筑的安全与稳定产生了重大影响。基坑开挖过程中，围护结构的强度、支护和地下水控制等因素直接影响地表土体的变形和沉降。若基坑变形或沉降过大，可能导致周边建筑物出现不均匀沉降、裂缝甚至结构破坏。因此，研究地铁车站基坑开挖中围护结构与周边建筑的相互作用关系具有重要的工程意义，能够为城市市政基础设施的安全保障、施工方案的合理制定以及施工风险的规避提供重要指导。

一、地铁车站施工中围护的基本特点

围护结构是地铁车站施工的深基坑施工的主体围护结构，其围护的功能主要为稳定基坑土体，有效控制基坑施工塌方，控制基坑地下水渗流，以及减少施工过程中对周围环境造成影响，围护结构的设计需满足以下基本要求：

1. 承载力和稳定性：因为地铁车站基本设在城市中心区域，基坑四周通常有高层建筑，地下管线和市政设施，所以要保证围护结构要有足够的强度和足够的刚性，承担土压力和地下水的浮力，使基坑不发生侧移或塌方等现象，围护结构形式的种类很多，常见的有地下连续墙，排桩支护，地下帷幕，逆作法结构等形式，取决于不同地质条件的基坑要配置不同的围护体系，围护结构应有一定的强度和足够的刚性，以分担土压力。同时在基坑施工过程中与支撑体系配套使用，例如采用钢支撑体系，采用锚杆或内支撑体系。

2. 防渗性能：围护结构主要的抵抗对象是地下水，水对基坑的侧壁影响较大，如果围护结构有较大的渗水现象，地下水从土壁上渗漏可能引起基坑内积水，甚至形成流砂，管涌等不良地质现象，这会很威胁基坑的安全。因为围护结构要有一定的防渗性能，通常采用高压旋喷桩，深层搅拌桩或采用止水帷幕等技术保证基坑防渗要求。同时，在施工中应配合降水，井点降水、深井降水等，降低地下水位，减少水压力对围护结构的影响[1]。

3. 施工质量控制与变形监测：围护结构的施工质量控制和变形监测至关重要。通过实时监测和动态调整，确保围护结构既满足承载力和防渗要求，又能避免对周边建筑及地下管线产生较大影响，保障地铁车站的安全顺利施工。

二、地铁车站施工中围护与周边建筑影响分析

（一）基坑开挖引发沉降

地铁车站开挖基坑主要通过开挖引起的沉降，对周边既有建筑物和附属设施带来不良的影响。地铁车站开挖破坏原地层应力平衡，周围土体重新分布导致既有建筑物的沉降。且引起沉降的主要原因包括土体松弛、基坑围护结构变形、降低地下水位等。基坑开挖基坑开挖期间，主要土体侧壁变形是引起地表沉降的主要因素。通常情况下，由于基坑周围土体强度抵抗能力不够或基坑支撑体系失效，基坑周围的土体沿基坑的纵向将朝着基坑内部位移，从而引起地表出现不均匀性沉降。此外，通过降低地下水位后，导致土体有效应力增大，土颗粒产生更加深层的压缩变形，进而使得沉降效果越发明显，部分砂性土层以及软黏土地层易大范围形成沉降，或地面裂缝出现以及建筑物倾斜等工程灾害。

针对基坑开挖沉降产生的不利问题，需要提前采取有效控制措施，确保基坑开挖施工安全，并对周边既有建筑建筑物稳定性进行保证。通过对基坑开挖围护结构进行适当的围护刚度增大，可以减小基坑开挖期间基坑围护侧壁的变形量，进而避免发生较大的地基沉降；合理增设内支撑、锚杆或采取逆作法进行施工，通过对基坑本身稳定性进行增加，确保基坑周围土体的稳定性；控制降低地下水位，通过井点降水法或帷幕止水法进行控制。另外，在施工作业过程中，还应该加大监测力度，设置沉降监测点、倾斜监测仪等，对基坑以及周边建筑物的沉降情况进行监测，如若出现异常应及时补救，如增加支撑、回填注浆等，这样使施工对周边环境的影响降至最低，才能保证地铁车站施工的顺利进行[2]。

（二）围护结构刚度影响

围护结构刚度是影响地铁车站施工期间基坑稳定及周边建筑物安全的一个重要因素。围护结构刚度对基坑施工期间抵抗土压力影响和控制变形的能力有一定的影响，如果围护结构刚度较差的话，围护结构容易发生较大侧向变形，导致围护结构周围土体发生位移，引起地表沉降，从而影响周边建筑物结构安全。围护结构刚度较差在长期土压力作用下，随着基坑深度的不断增加，也可能会造成过量的变形，导致围护结构侧向围护结构较易变形，周边土体松弛，进而发生地表开裂，道路下沉等问题。此外，围护结构刚度较差将造成基坑支撑体系受力不均匀，降低支撑的整体稳定性，从而引起基坑变形加剧，引起周边建筑不均匀沉降，倾斜甚至开裂的问题。

为了减少围护结构刚度过低对周边建筑产生的危害，在设计与施工中要采取合理的处理方法。首先，对于刚度较软的围护结构，在围护结构设计时，可根据相应的地质条件和基坑深度，以及周边建筑对其刚度的要求，合理的选择基坑围护结构的形式，如采用高刚度的地下连续墙、钢筋混凝土桩墙、钢筋混凝土桩板墙。可提高结构整体的刚度，减少基坑侧向变形。其次，合理选取支撑，如基坑较浅则可适当增加支撑道数，支撑布置，如可增加预应力锚杆、采用逆作法施工等。同时，还需在施工环节中加强围护结构的变形监测，通过位移计、倾斜监测仪等实施围护结构的受力和变形数据监测，并根据监测数据不断进行施工方案调整，如加强临时支撑、优化开挖顺序等，进而尽量控制住围护结构的变形，降低围护结构对周边建筑物的影响，保障地铁车站施工的可控和安全。

（三）地下水位变化影响

影响地铁车站施工过程中围护结构稳定及车站周边建筑施工安全的因素主要包括地下水位降压影响。基坑开挖过程中往往伴随着地下水位降压，在地下水位降压过程中如果采取的降水方法控制不当，会造成土体失稳、围护结构附近建筑出现沉降，从而影响基坑围护及周边建筑的施工安全。在开挖过程中地下水位降低会造成土体有效应力相应增加，从而会引起土体额外的压缩沉降，特别是对于软弱黏性土、砂性土区域容易发生沉降量较大的地下水位降压，从而导致地表开裂、建筑物偏斜等现象。同时，地下水的流失还会引起承压水层水头降低而发生流砂、管涌等不良地质现象，引起围护结构失稳，从而影响基坑及周边建筑的安全。而地下水补给量不足还会引起土层内孔隙水压发生变化导致土体收缩，进而引起建筑基础不均匀沉降，加剧基础的损伤。

结语

通过上述分析可知，地铁车站围护结构对周边建筑的安全具有重要影响。围护结构的设计和地下水位控制必须合理，施工过程中的监测和控制也需高度重视。通过优化设计、加强监测和采取有效的控制措施，可以有效降低施工风险，保障地铁车站施工的安全顺利进行，同时维护城市环境的稳定。本研究为地铁车站施工中的围护结构设计和施工风险控制提供了理论依据和实践指导，具有重要的工程应用价值。

参考文献：

[1]张学鑫.地铁车站深基坑围护结构设计与施工[J].城市建筑,2024,21(2):200-203.

[2]潘慰栋.地铁车站附属围护施工工法比选及应用[J].土木工程,2023,12 (9):1233-1237.