轨道交通施工对周边建筑物影响分析

引言

在地铁等轨道交通建设中，深基坑开挖施工、盾构施工、桩基施工等施工对周边建筑物都可能导致其出现沉降、倾斜、开裂等现象。轨道交通施工对周边建筑物影响的影响途径有地层扰动、地下水位变化以及振动的传播。轨道交通施工对周边建筑物影响的影响机理分析以及采取的影响控制措施的研究，是城市建设安全管控、降低工程施工风险、改进工程设计和工艺方案的重要抓手。

一.轨道交通施工的特点

轨道交通施工技术复杂、工艺复杂、施工环境特殊、影响面广。首先，轨道交通施工是一项涉及土木工程、结构工程、岩土工程、机电安装等多项工程领域的大型综合工程，施工技术需要高度集成的工艺协同。施工工艺复杂，涉及盾构法施工、明挖法施工、矿山法施工、高架桥梁施工、轨道铺设施工、电气化工程施工等不同的施工方式，每种方法都对地质条件、周边环境限制、施工要求都有不同的适应性，在施工前需进行充分的勘察研究和科学的施工组织设计来指导工程顺利实施；并且，轨道交通施工的施工周期普遍都比较长，涉及多个阶段，包括前期勘察、设计、施工、调试以及运营期等多个阶段，在各个阶段都需要严格对施工质量和安全管理，从而保证轨道交通的长期运营稳定。其次，轨道交通施工的环境复杂，施工风险较大。轨道交通一般多为城市的中心区域施工，施工场地局促，周围建筑物密集，涉及地下管线、道路交通、环境保护等方面情况，施工时容易影响到外部环境[1]，如盾构施工引起地层沉降进而引起地面建筑物的不稳定性；爆破施工引起噪声、振动从而影响到周边居民的生活。轨道交通施工则需要采取严格的施工风险控制手段来减少施工给外部环境及周边建筑带来不良影响，如：实行在线地层沉降监测；优化施工工艺；采取降噪降振措施等等。其次，建筑工程还需要在施工过程当中重视生态保护，降低工程扬尘、污水、废物造成的环境污染，确保对项目进行生态化建设。

二.轨道交通施工对周边建筑物影响分析

（一）地层沉降影响

地层沉降是影响轨道交通建设的常见、较为严重的一种病害，主要产生于地下开挖、盾构掘进、基坑开挖等。当施工导致地层土体应力重新分布，地层产生不可逆变形时，地面及周围建筑物就随之产生沉降现象，特别是在软土地区，由于地层本身压缩性和蠕变较大，在施工扰动后，会导致沉降速度、沉降量进一步提高。盾构施工时，由于土体被掏空、同步注浆不均、管片拼装缝隙等问题均会造成一定程度的地层沉降。在进行明挖式基坑作业时，由于支护结构刚度不够或者止水措施不完备，或降水措施控制不佳等原因，也会产生较大范围沉降，对周围建筑物形成较大危害。地层沉降对周围建筑物的影响主要表现在不均匀沉降造成的结构变形、开裂乃至倾斜。对建筑物的结构来讲，对于高层建筑，由于地基存在局部沉降，使得结构内力重分布、引起附加应力，甚至影响建筑的安全；对于低层及老弱建筑来讲，由于抗变形能力强，地基出现沉降，造成墙体会出现裂缝、门窗出现变形等问题。由于地层沉降造成的安全隐患不仅仅体现在地层上，还体现在地层上位于不同位置的地下管线，如供水管道、排水管道、燃气管道、电缆等连接不稳定的隐患以及导致的破裂、渗漏等问题。由此，在轨道交通施工中应合理运用监测技术，例如沉降观测技术、地表变形监测技术等，应用合理的施工工艺，例如分步开挖施工工艺、同步注浆、施工支护结构改进等技术，有效控制地层的沉降情况，减少对周边建筑造成不利影响[2]。

（二）基础不均匀沉降

建筑物受到不均匀沉降的影响主要是由于施工引起的地基土体局部承载能力降低以及施工扰动、施工地下水变化等原因。当地基局部受到施工引起的地层改变后造成局部承载能力的改变，或地下土体受施工扰动后产生的差异性变形而造成建筑物的基础出现不均匀沉降，如盾构掘进过程中的同步注浆不饱满、注浆量与土体扰动影响较大，导致地基局部沉降较大，进而形成不均匀沉降；在进行明挖基坑的施工过程中，支护结构强度不够或者降水的措施未考虑齐全，就会导致基坑周围土体的不稳定，其变化会导致整个地层范围内产生不同的地基不均匀沉降，所以在施工期间易产生一定的差异。不均匀沉降对周边建筑物的危害最大，会引起建筑物结构变形、开裂乃至倾斜失稳的不利后果；在建筑物不均匀沉降的影响下，通常会导致梁、板、柱结构受到附加应力的影响，进而加大了梁、板、柱所承受的荷载，墙体出现斜裂缝、楼板产生开裂、门窗位移等不利现象，对房屋的严重失稳状态具有重要影响；对于高层建筑物的基础不均匀沉降易产生建筑物整体不稳定的缺陷，使建筑产生倾斜变形，从而对使用安全产生较大影响；在沉降不均匀的影响下，易引起地下管线的断裂及变形，使水管、排水管、燃气管等市政管道的正常运行受到阻碍。由此，在地铁区间盾构施工时，可以通过对临近建筑物沉降变形进行动态实时监测，可以对施工方法进行改善，比如使用基础加固、施工隔离、精细化控制开挖等方法，减轻不均匀沉降对房屋的作用。

（三）地下水位变化

地下水位变化是施工期间轨道交通建设过程中必须要考虑的一个要素，对周边建筑物稳定和结构安全影响较大。在轨道交通建设期间，经过开挖深基坑、掘进盾构隧道、建设地下连续墙等操作会导致地下水位降低或地下水水位的局部变化。施工时如采取深井降水、管井降水等方法排水施工，可能导致地下水位降低过多，地下水流向发生改变，地下水渗流性及地下水性态发生改变，导致地下土体中含水量降低，导致地基土体收缩、固结沉降变形，影响周边建筑地基整体稳定性。由于地下水补给量不均衡或施工过程致使地下水渗流通道改变等因素可能会导致局部地区水压力增大或地下水异常富集，在建筑物周边地质工程及环境背景比较复杂的情况下容易对周边建筑产生不利影响。地下水位变化对建筑物产生的作用主要体现在建筑物地基沉降、地基土体承载力下降和建筑物地下部分渗漏水方面。地下水位下降，土体失水固结，建筑物地基产生不均匀沉降，建筑物出现倾斜、墙体开裂。

结语

总之，轨道交通建设工程的建设带来的对邻近建（构）筑物的影响是多方面的，如岩土体沉降变形、地基不均匀沉降、地下水位变化等，影响轨道交通工程施工的建（构）筑物的沉降若控制不当，则可能引起房屋结构受损、地基基础失稳或地下管线损坏等安全问题。轨道交通工程施工中加强科学的勘查与测监工作、运用合理的施工技术、采取有效的措施控制施工风险等，可做到最大限度减小轨道交通工程施工风险，最大限度提高邻近建（构）筑物和地下管线、市政管道等的安全性，营造和谐交通建设。

参考文献：

[1]卓炳灿.地铁振动对周边建筑物影响分析研究[J].重庆建筑,2024,23(11):43-45.

[2]刘宗彬,黄均,白旭辉,等.城市轨道交通工程施工噪声影响分析及降噪管理措施研究[J].工程管理学报,2024,38(3):76-81.