摘要：在現(xiàn)代化城市建設(shè)的進程中，人口數(shù)量的激增導(dǎo)致地面交通壓力迅速增加，為了切實有效的緩解地面交通運輸?shù)膲毫?，我國各大城市開展了地鐵工程建設(shè)，通過開發(fā)地下空間用于交通運輸，從而更為有效的提升城市的交通運輸效率。由于地鐵工程中的車站建設(shè)通常位于建筑物密集區(qū)域，因此在施工工作的落實中就必須全面考慮其基坑開挖對周邊環(huán)境的影響。本文首先闡述了地鐵車站基坑開挖對周邊環(huán)境的影響，再從臨近管線及周邊建筑物兩個方面對地鐵車站建設(shè)的影響進行了針對性分析。

關(guān)鍵詞：地鐵車站建設(shè);基坑開挖;管線及建筑物;影響作用

1.基坑開挖對周邊環(huán)境影響作用概述

在地鐵車站建設(shè)工程的開展中，基坑開挖作為一項結(jié)構(gòu)空間建設(shè)工程，其目的是以結(jié)構(gòu)空間取代巖土空間，并在保持原有地層穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上開展工程建設(shè)項目。由于地鐵車站建設(shè)中基坑的開挖對土體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了直接的影響，因此工程開展必定會造成周邊地層結(jié)構(gòu)的破壞并形成擾動，進而改變地基初始的應(yīng)力狀態(tài)，進而導(dǎo)致土體結(jié)構(gòu)發(fā)生位移與形變。就地鐵車站建設(shè)基坑開挖工程對周邊環(huán)境的影響作用進行分析，主要涉及到的內(nèi)容包括對地下鄰近管線的影響和地表建筑物的作用，因此為了在開展地鐵工程建設(shè)的同時最大限度的控制地表及土層結(jié)構(gòu)的形變量，就必須在分析基坑開挖影響作用的基礎(chǔ)上落實防治措施，防止工程建筑對既有工程建筑產(chǎn)生影響。

2.地鐵車站基坑開挖對臨近管線影響作用探究

2.1臨近管線位移規(guī)律分析

地鐵車站基坑開挖的施工過程中，主要涉及到的管線包括煤氣與給水管線，通訊管線及電力管線等，其中煤氣、給水管線與電力管線對工程施工有著一定的要求，通訊管線對基坑開挖施工的要求則不高。在對煤氣、給水管線和電力管線進行位移規(guī)律分析時，需要結(jié)合地鐵車站基坑施工的具體情況對測點進行位移監(jiān)測。以南京地鐵4號線中保車站基坑工程施工為例，在2013年初期的工程施工中，各管線的沉降位移量基本為零，隨著基坑開挖工程的逐漸開展，沉降數(shù)值逐漸增加，到了工程施工的后期，數(shù)值浮動程度迅速變大，這也使得管線的出現(xiàn)破壞的可能性成倍增加，但在對管線施加支撐后，沉降位移的變化則迅速減小，最終趨于穩(wěn)定。

2.2管線力學(xué)特性及影響機理分析

地鐵車站建設(shè)中基坑開挖會直接引發(fā)土體變形，因此依據(jù)彈性理論進行分析，基坑的開挖會破壞不同土體單元所受的穩(wěn)定應(yīng)力結(jié)構(gòu)。在應(yīng)力結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的狀態(tài)下，土體位移便會出現(xiàn)，而位于土體內(nèi)部的管線結(jié)構(gòu)也必定會因土體應(yīng)力變化而發(fā)生位移。在對基坑開挖中的管線進行力學(xué)特性分析時，可以從縱向應(yīng)力，徑向應(yīng)力和環(huán)向應(yīng)力三個角度出發(fā)。受管線所處環(huán)境溫度與內(nèi)外壓力差等因素的影響，電力輸送管線在內(nèi)部溫度升高的狀態(tài)下，將會發(fā)生環(huán)向膨脹，這便會導(dǎo)致其縱向應(yīng)力收縮，煤氣與給水管線也會因水平位移的產(chǎn)生而發(fā)生彎曲，進而增大管線的縱向彎曲應(yīng)力。管線徑向應(yīng)力通常是由與內(nèi)外壓力的共同作用產(chǎn)生的，而環(huán)向壓力的產(chǎn)生則更多的是由管線內(nèi)壓引起的。

2.3地下管線平面應(yīng)變數(shù)值模擬

在對地鐵車站基坑橫斷面進行研究時，為簡化工程計量過程，可以將管線位置這一三維問題簡化到基坑橫截面這一平面圖形中，進而利用平面應(yīng)變數(shù)值模擬實現(xiàn)對基坑開挖工程的有效指導(dǎo)。在地下管線的平面應(yīng)變數(shù)值模擬中，首先要對土體與管線自重而引發(fā)的沉降作用進行計量，并對土體自重所造成的自身位移進行消除。在基坑的開挖施工中，要在開挖到不同深度時施加內(nèi)支撐，并度內(nèi)支撐施加前后管線的沉降值進行對比計算，從而進一步明確基坑模型土體的實際沉降情況，豐富基坑管線平面的應(yīng)變數(shù)值，促進數(shù)值模擬準確性的穩(wěn)步提升。

3.地鐵車站基坑開挖對建筑物影響作用研究

3.1基坑開挖中的變形問題分析

地鐵車站基坑工程施工對鄰近建筑物產(chǎn)生影響的主要原因在于施工中土體，圍護墻等結(jié)構(gòu)發(fā)生變形。土體結(jié)構(gòu)變形是由于土體原始應(yīng)力結(jié)構(gòu)被破壞而引起的，在基坑的開挖施工中，土體的卸荷處理會影響其應(yīng)力結(jié)構(gòu)，加之土體中負孔隙水壓力的產(chǎn)生，也會使軟化膨脹的土體進一步隆起變形。此外，地鐵車站基坑的圍護結(jié)構(gòu)建設(shè)也會導(dǎo)致土體發(fā)生位移形變，內(nèi)外側(cè)土層結(jié)構(gòu)壓力的不均勻，便會直接導(dǎo)致圍護墻，支護結(jié)構(gòu)等發(fā)生沉降變形。由此可見，基坑開挖中變形問題出現(xiàn)的主要原因在于地基強度與剛度的失穩(wěn)，為最大限度的保障地鐵車站鄰近建筑的穩(wěn)定性，就必須針對失穩(wěn)問題加以處理。

3.2地表變形的預(yù)測及估算

在對地鐵車站基坑建設(shè)地表形變量進行測量時，主要采用的方法是理論結(jié)合經(jīng)驗對地表的最大沉降量及沉降位置進行預(yù)測與估算。在采用施工效應(yīng)法進行地表沉降量的估算中，地表發(fā)生的最大沉降量是由支撐結(jié)構(gòu)多天引起的沉降量與非正常因素所產(chǎn)生沉降量所共同決定的。在基坑開挖的過程中及施工后期，都要對基坑鄰近的地層擾動進行計量，并結(jié)合施工效應(yīng)法估算得出的地表沉降量，最終在對土體進行分層與分塊開挖的施工基礎(chǔ)上，結(jié)合土體結(jié)構(gòu)變化狀況加強圍護墻支撐，從而實現(xiàn)對地表土層結(jié)構(gòu)的有效穩(wěn)固，避免地鐵車站基坑開挖對鄰近建筑物產(chǎn)生影響。

3.3地表變形對建筑物的損傷與評估

建筑物損傷的內(nèi)容主要包括樓板，飾面等外觀結(jié)構(gòu)損傷，以及樓板傾斜或門窗失效等功能損傷。在地鐵車站基坑的開挖施工中，由于地表沉降量超過預(yù)測范圍，通常會導(dǎo)致地表出現(xiàn)凹陷或發(fā)生一定程度的水平位移，進而使建筑物出現(xiàn)上拱或凹陷等變形，因此為了降低地鐵車站基坑開挖對臨近建筑結(jié)構(gòu)的影響，就要在基坑開挖工作開展的同時，對地表變形所引起的建筑物損傷進行評估。在對建筑物損傷進行評估的過程中，可以將建筑物墻體模擬為深的簡支梁，并結(jié)合其慣性模量與荷載的計算，評估地表形變所能夠引發(fā)的最大損傷程度，并通過梁彎曲度以及兩端轉(zhuǎn)角等數(shù)據(jù)進行更為直觀的呈現(xiàn)。

3.4建筑物影響作用防治措施探究

在地鐵車站的基坑開挖施工中，為有效控制土體施工對地表建筑物的影響，應(yīng)首先針對不同結(jié)構(gòu)的土體進行治理，如在軟土地基中鋪設(shè)砂墊層，采用空心構(gòu)建設(shè)置地下室以減少地基壓力等，在對土體結(jié)構(gòu)進行改良后，再針對地面變形與斜坡變形等形變因素進行治理，主要包括地基推滑力控制，抗滑力提升以及提高土體強度等，從而使基坑結(jié)構(gòu)在地基穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上實現(xiàn)最大限度的沉降量控制，避免地表土層結(jié)構(gòu)的沉降與形變，并實現(xiàn)對地表鄰近建筑物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的有效維護。

4.結(jié)語

為了在開展地鐵車站建設(shè)工程的過程中，最大限度的避免其對周邊管線及建筑物的影響，就要在基坑開挖的前期對基坑深度，圍護結(jié)構(gòu)以及工程施工導(dǎo)致的土層結(jié)構(gòu)形變等進行充分的計量與分析，并在基坑開挖的施工中根據(jù)管線位移及建筑物地基沉降等實際狀況，及時的對施工方案進行調(diào)整，從而在保障既有建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與管線安裝有效性的前提下，科學(xué)合理的開展地鐵車站建設(shè)，為現(xiàn)代化城市工程建設(shè)施工的協(xié)調(diào)穩(wěn)定提供更為有力的保障。

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