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1、地铁施工对邻近建筑物平安风险管理摘要：随着城市现代化进程的加速，对交通设施建立的需求在不断的增加。由于城市所处的特殊环境，地铁在城市交通中占有很重要的位置，且开展迅速。地铁施工对近邻建筑物的影响已成为地铁工程中的重点和难点。因此，在施工过程中必须采取可靠措施，并且根据建筑物的沉降及倾斜控制标准，对地铁施工过程进展有效的管理，严格控制地表沉降，才不会影响邻近建筑物的平安使用。针对地铁施工对邻近建筑物的平安影响，提出平安管理的程序、方法和内容以及建筑物的一般保护措施，可用于指导该类工程的施工和管理，保证该类工程的顺利进展。关键词：地铁施工；沉降；监控量测；建筑物；控制标准；风险管理1前言21世纪初
2、是城市地下铁道、各种隧道工程以及地下空间工程大开展的重要时期。为解决城市交通、停车、贸易、通讯、供水以及供电等工程工程占地的重大难题，人们将大力开发利用地下空间1。随着城市建立的开展，在市区修筑地下工程，尤其是在地面建筑密集、地下管线复杂的城市中心地区，地铁施工引起的地面沉陷将有可能危及周围建筑物的平安。因此，必须对地铁施工进展平安管理。在施工前必须清楚地掌握工程沿线建筑物的构造、型式、年代、使用状况等情况，对工前建筑物进展评估，确定建筑物的已有的变形以及抵抗剩余变形的才能。其次在施工过程中进展监控量测，并根据评价指标进展判断，对建筑物进展评估。这样可以对城市地下工程施工对建筑物影响的问题，做
3、出比拟合理的技术决策和现场应变措施。最后对建筑物工后进展评估。目前国内外在对地铁施工对建筑物的影响评估时有不少文献资料2,3，国内文献46对地铁施工对建筑物的影响以及对建筑物采取的保护措施进展了描绘，都是以个案的形式出现，并没有系统地介绍怎么进展建筑物的平安风险评估，并且对于建筑物在地铁施工过程中到底还能承受多大的剩余变形即建筑物的现状评估，根本上都没有涉及到。因此，本文针对上述几点，从地铁施工对建筑物产生影响以及管理方面提出建筑物的平安风险评估步骤，以便对其他类似工程提供参考和借鉴。2建筑物施工平安风险评估在地铁施工过程中，由于地层的扰动，必然会对地铁构造周围的建筑物产生一定程度的影响。为了
4、确保地铁施工期间建筑物的平安使用，必须对建筑物的现状进展调查和评估，预测地铁施工对建筑物产生的影响范围和程度，及时采取相应得处理措施，才能使地铁施工在保证建筑物正常运营的前提下得以平安有序地进展。为此，应开展以下5个方面的工作：建筑物资料的调查；建筑物现状评估；地铁施工对邻近地层和建筑物的影响与预测；地铁施工沉降控制标准的制定；地铁施工过程管理和控制程序的制定，其总的流程图见图1。2.1建筑物资料调查资料调查的目的是确切地掌握建筑物的实际数据及其与地铁构造之间的空间位置关系。资料的调查包括如下方面。2.1.1与建筑物相关资料的调查与建筑物相关的调查资料主要包括：原设计图和开工图、工程地质报告对
5、于以前没有或缺少的资料，必要时须进展补勘、历次加固和改造设计图、事故处理报告、开工验收文件和检查观测记录；原始施工情况原始施工资料；建筑物的使用条件；根据已有的资料与实物进展初步核对、检查和分析。2.1.2与地铁构造相关的资料的调查与地铁构造相关的资料调查主要包括：平面布置图；施工区地质资料图；设计资料，包括车站的纵横断面形式与尺寸等；与建筑物的位置关系图；构造材料性能和几何参数的检测和分析，构造构件的计算分析、现场实测，必要时进展构造检验。2.2建筑物现状评估为理解地铁施工前建筑物的当前工作状态，并为地铁施工过程中地面沉降倾斜控制标准和施工技术方案的制定提供根据，应对工程影响范围内的建筑物进
6、展现状评估。评估的目的在于：准确判断建筑物的危险程度，及时对建筑物进展治理和加固，确保使用平安；通过检测及分析，评估建筑物当前的工作状态和抵抗附加变形的才能；为制定建筑物附加变形如沉降、差异沉降、程度位移以及倾斜等的极限控制值提供根据。2.2.1评估范围根据地铁施工的影响范围以及建筑物在地铁施工过程中可能遭受的破坏，确定被评估的建筑物，对于区间隧道，原那么上为隧道中线左右各30范围内的建筑物；对于车站，车站中线左右各50范围内的建筑物均应进展评估。对于每一幢建筑物，应根据建筑物与地铁构造的位置关系，建筑物的性质、根底形式、建筑物的重要性等各个方面，进展综合判断，确定该建筑物是否应进展平安现状的
7、评估。2.2.2评估内容1建筑物平安性的评估建筑物平安性评估内容包括4部分：地基基储上部构造承载力的验算及评估；构造变形；裂缝；构造与连接。根据建筑物平安性鉴定的相关标准、规程判断建筑物的现有平安等级。2建筑物沉降的控制值根据建筑物的工前沉降或差异沉降，验算建筑物构造的承载才能以及剩余承载才能，最后确定建筑物的剩余变形才能沉降或差异沉降。对于特殊性质的建筑物，如独立柱基的木构造建筑物，除了要确定每个柱基的沉降控制值外，还应确定其相邻柱基之间的程度位移或相对程度位移的控制值。2.2.3评估方法1根底既有沉降的估算推算根底工前沉降或差异沉降，采用?建筑地基根底设计标准?GBJ7-89，并配合根底的
8、测量方法，对建筑物进展倾斜测量，推算建筑物的工前差异沉降；2建筑物既有承载力的估算根据构造根底的沉降或差异沉降值及木构造建筑物分别进展简化计算。一般建筑物构造简化计算模型对一般建筑物的破坏进展了评估可以采用简化的方法，将建筑物简化成为在集中荷载力作用下的理想的跨度为L，高度为H的梁的变形，这也是目前最为广泛使用的一种评估方法，详细可参考文献2。木构造建筑物简化计算模型木构造建筑物构造荷载的计算不同于前面的一般建筑物计算，它应借助于现有的一些构造分析软件进展计算。在建立柱根底的沉降量、程度位移量与构造受力变形之间的关系时，也应当对木构造建筑物进展简化，详细可参考文献3。根据对建筑物上部构造承载力
9、的分析，评估构造的抗变形才能。在构造检测、材料退化评估、根底工前沉降和承载力估算、上部构造承载和变形的根底上，制定地铁施工前剩余沉降差异沉降的建议值，同时还应确定其相邻柱基之间的程度位移或相对程度位移的控制值。2.3地铁施工地表沉降程度位移预测2.3.1施工降水的影响根据地质勘察资料，在施工降水时，应考虑到当前最不利的水位降深位置；同时应考虑采用哪种降水方案会产生较小的地面沉降；估计因降水导致地层有效应力增加而带来的最不利的地层沉降值。对于因施工降水造成的沉降值可以参考文献1。假如地铁构造邻近有风险很大的建筑物，并且降水可能会对建筑物产生较大的影响时，应进展专项降水方案的设计。2.3.2暗挖施
10、工过程的影响采用三维数值模型，模拟在某一施工工法下的施工过程，分析对邻近地层和建筑物柱基的影响方式；利用已有的实测数据“标定数值模型确定模型计算参数；然后利用“标定的数值模型预测后续施工工序对建筑物沉降的影响程度。2.4制定地表沉降控制标准对于地表沉降的控制标准，目前国内还没有一个完全的统一标准，但无论是设计单位、还是施工单位，都有一个不成文的规定，即在浅埋暗挖地铁施工过程中，地表沉降值控制在30以内。实际上，通过我们对北京地铁5号线12个浅埋暗挖区间、7个浅埋暗挖车站的地表沉降值的统计分析，地表沉降值远远大于30如北京地铁5号线蒲黄榆车站，多数地表测点沉降值超过200，但周围建筑物均未出现危
11、险。因此对于地表沉降控制标准的问题，应根据地铁施工范围内的环境进展分析。隧道开挖完全要求建筑物不出现沉降、变形和裂缝等几乎是不可能的，只是其大小而已。问题的关键在于如何将其控制在容许范围之内。对此，有关设计标准做出了详细的规定7。由于地基不均匀等因素产生的变形，对于砌体承重构造应有部分倾斜控制，砌体承重构造沿纵墙610内根底两点的沉降差与其间隔 的比值：对中、低压缩性土为0.002，对高压缩性土为0.003；对于框架构造和单层排架构造应有相邻柱基的沉降差控制，单层排架构造柱距为6柱基的沉降量为200，框架构造对中、低压缩性土的沉降差为0.002L，对高压缩性土的沉降差为0.003LL为相邻柱基
12、的中心间隔 ；对于多层或高层建筑或高耸构造应有倾斜值控制，见表1和表2；必要时还应控制平均沉降量，对于体型简单的高层建筑根底的平均沉降量的限制为200。2.4.1制定沉降控制标准的根据1国家、部委、地方政府部门所颁发的有关技术标准、标准、规程；2各区间、车站的设计、施工资料含变更设计、施工资料；3房屋平安鉴定部门对于建筑物外观检测及构造初评的鉴定报告；4地铁施工对邻近建筑物影响的数值计算及分析预测报告；5国内外类似工程情况下施工经历的参照和借鉴；6其他相关标准、规程及文件。2.4.2制定沉降控制标准的原那么对于同一幢建筑物，由于其构造的各个部分相对于地铁构造的空间位置来说时不同的，在制定地面沉
13、降控制标准时，可根据构造的不同部位的要求分别制定地面沉降控制标准，而对于建筑物构造的不同部位，不必按照统一的沉降控制标准来控制。因此可按照分区、分级、分阶段制定沉降或差异沉降或程度位移的控制标准。分区：是指根据建筑物上部构造的不同形式，采用不同的控制指标；分级：根据建筑物的危险程度将建筑物保护等级统一划分为不同的保护等级；分阶段：是指将建筑物暗挖法施工过程划分为几个主要的施工阶段，对于每个阶段，提出阶段控制指标。对分区、分级、分阶段的详细说明应根据建筑物的详细的性质，根底形式、建筑物的位置等进展综合分析。2.4.3建议控制标准根据以上分析，建议按四个方面制定控制标准：1沉降如建筑物为桩根底和木
14、构造，那么应包括单桩柱的沉降；2沉降速率如建筑物为桩根底和木构造，那么应包括单桩柱的沉降；3垂直施工方向相邻根底之间的差异沉降；4顺地铁施工向相邻根底之间的差异沉降。3建筑物风险控制措施3.1施工过程监测监控量测是地下工程信息化设计、施工必不可少的手段。由于地铁施工，必然会对其周围影响范围内的建筑物产生影响，导致建筑物出现裂缝、倾斜、甚至倒塌。因此，应将建筑物的监控量测作为一个重要的工序纳入到建筑物的风险评估中。在地铁施工过程中，必须对土建施工影响施行全过程进展监测、及时提供监测信息和预报，以便评估地铁施工对建筑物的影响程度，预报可能发生的平安隐患。在监测过程中，对各监测工程的监测值可采用预警
15、值、报警值、极限值三个等级进展控制：1预警值是在保证建筑物不产生破坏的前提下所能到达的最大差异沉降值，上述每一指标的预警值取为极限值的60%；2报警值是指当沉降过大或过快接近控制值时，采取必要措施和手段进展预防，上述每一指标的报警值取为极限值的80%；3极限值是指施工过程中所能到达的最大的沉降或差异沉降、程度位移控制值，超过这个值，建筑物构造发生破坏。在上述每一指标中的任意一个到达或接近极限值时，应立即停顿施工，报专家组进展论证分析，确定详细措施；4当上述每一指标小于预警值时，施工可顺利进展；5当上述每一指标中的任意一个超过预警值时，应及时制定和采取必要措施减小沉降或差异沉降；6当上述每一指标
16、中的任意一个超过报警值时，应及时组织专家组进展论证分析，并采取相应防护措施进展防护，确保建筑物构造平安。假如地铁构造邻近有风险很大的建筑物，应对该建筑物进展专项监控量测方案的设计。3.2施工过程控制在前面的分析中，确定了各个柱基的沉降程度位移控制标准以后，先选择最优的施工工法及辅助施工工法，在确定了最优的施工工法或辅助工法的根底上，进展施工过程的沉降控制，保证沉降在控制范围之内。1施工工法的优化选择几种可行的施工工法包括对现有的设计单位提出的施工工法进展数值模拟计算，确定最正确的施工工法；在需要增加辅助措施时，还应确定最正确的辅助工法。2施工过程沉降控制施工过程沉降控制的应用在于严格控制每一施工步序的地表沉降值或程度位移值，从而最终到达控制地表的整个沉降值和程度位移值在控制标准内，其步骤是：1
