淺析杭州市地鐵站點(diǎn)周邊房屋安全

【摘 要】 本文介紹了杭州市對(duì)地鐵站點(diǎn)周邊房屋的健康普查情況，結(jié)合地鐵站點(diǎn)的施工工藝和施工影響因素，合理給出做好地鐵站點(diǎn)周邊房屋安全的建議。

【關(guān)鍵詞】 地鐵站點(diǎn)周邊房屋，影響因素，調(diào)查，對(duì)策

杭州市在開(kāi)展房屋健康普查時(shí)優(yōu)先考慮了地鐵站點(diǎn)周邊的建筑物。目的為地鐵建設(shè)涉及到的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)護(hù)各個(gè)環(huán)節(jié)以及政府決策過(guò)程中，如何采取措施減少對(duì)周邊房屋安全的有害影響，確保安全提供基礎(chǔ)資料。

一、概況

1、地鐵站點(diǎn)施工工藝

站點(diǎn)施工主要環(huán)節(jié)：圍護(hù)結(jié)構(gòu)、基坑降水與封井、基坑開(kāi)挖、基坑地基加固、支撐體系的施工作業(yè)。

主要的圍護(hù)結(jié)構(gòu)有地下連續(xù)墻和鉆孔咬合樁形式，如龍翔橋站、艮山門(mén)站、鳳起路站等均為地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)，它是利用挖槽設(shè)備在地下構(gòu)筑鋼筋砼連續(xù)墻體，具有墻體剛度大、整體性好，工程施工對(duì)相鄰的建筑物及地下管線和環(huán)境影響較小的特點(diǎn)。但因其開(kāi)槽、筑槽深度深、單幅施工的特點(diǎn)，對(duì)成槽設(shè)備、施工工藝以及技術(shù)要求較高[1]。九堡站、秋濤路站等為鉆孔咬合樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)。咬合樁是采用機(jī)械磨孔、套管下壓、套管內(nèi)抓斗取土，在樁與樁之間相互咬合排列的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式。經(jīng)濟(jì)投入明顯低于地下連續(xù)墻圍護(hù)，但對(duì)樁位及導(dǎo)墻孔口定位及套管、樁的垂直度以及樁身完整性要求較高[2]。

基坑降水主要根據(jù)地下水文條件，通過(guò)降水及時(shí)疏干開(kāi)挖范圍內(nèi)土層的地下水，使其得以固結(jié)，以提高土體強(qiáng)度和自穩(wěn)性，防止開(kāi)挖面土體失穩(wěn)。主要采用真空管井降水技術(shù)。

基坑開(kāi)挖時(shí)，按照變形控制設(shè)計(jì)內(nèi)支撐，遵循“分層、分段、對(duì)稱、均衡”的開(kāi)挖方法和“先撐后挖、快速支護(hù)”的施工原則，采用明挖法和蓋挖法施工結(jié)合的工藝。

基坑坑底加固根據(jù)不同地質(zhì)狀況及站點(diǎn)基坑的深度采用旋噴樁、總體抽條、坑底土體加固等多種手段，防止坑底土體隆起。

支撐體系主要有鋼管支持、鋼筋混凝土梁支撐、混合體系支撐等多種方式。

2、地鐵施工對(duì)周邊環(huán)境的影響因素

（1）水、土的變化

地下連續(xù)墻施工、鉆孔咬合樁施工和基坑開(kāi)挖過(guò)程的卸荷，使周邊出現(xiàn)土體損失，引起周邊地面沉降；基坑降水后形成滲流場(chǎng)，使周邊土體中有效應(yīng)力增加，也會(huì)引起周邊地面沉降[3]。由此我們?cè)谑┕み^(guò)程中對(duì)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移觀測(cè)要做到每日監(jiān)測(cè)，這樣才能是這種沉降的預(yù)警值瞬時(shí)準(zhǔn)確。而基坑降水引起地下水位下降，形成以抽水井點(diǎn)為中心的降水漏斗，因地下水位下降，使基坑周邊土體中有效應(yīng)力增加，在原有土層中產(chǎn)生新的沉降。在降水施工過(guò)程中嚴(yán)格控制降水量、降水速率、濾網(wǎng)和濾料的質(zhì)量，可有效地防止臨近建筑物基礎(chǔ)部位地砂土隨排水過(guò)分流失[4]。

（2）施工機(jī)械的累計(jì)振動(dòng)

施工期間，施工機(jī)械作業(yè)和運(yùn)輸車(chē)輛對(duì)環(huán)境影響一是震動(dòng)，二是噪音，施工期振動(dòng)主要是各高頻振動(dòng)機(jī)械影響。根據(jù)其他城市統(tǒng)計(jì)報(bào)告調(diào)查，地鐵施工機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生的振動(dòng)一般距離外軌中心線30m以外的地表振動(dòng)可達(dá)到“交通干線兩側(cè)”、“混合區(qū)”的環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)要求，地鐵外軌中心線55m以外區(qū)域可滿足“居民、文教區(qū)”標(biāo)準(zhǔn)要求。可見(jiàn)施工機(jī)械對(duì)周邊環(huán)境的噪音和振動(dòng)的影響范圍。在施工過(guò)程建議：加強(qiáng)施工管理，合理安排施工作業(yè)時(shí)間；盡量采用低噪音的施工工具；施工機(jī)械盡可能放置于對(duì)周?chē)用裨斐捎绊懽钚〉牡攸c(diǎn)；對(duì)個(gè)別影響嚴(yán)重的施工場(chǎng)地和高噪音設(shè)備，在其周?chē)O(shè)置臨時(shí)隔音或吸音屏障[5]。

（3）地鐵盾構(gòu)主體施工的影響

盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中，經(jīng)常以地表的沉降值來(lái)指導(dǎo)盾構(gòu)推進(jìn)，這是因?yàn)檫^(guò)大的地表沉降會(huì)引起臨近建筑物以及地下市政設(shè)施的破壞，即使是世界上最先進(jìn)的盾構(gòu)機(jī)也不可避免導(dǎo)致地表的沉降，地表沉降量的大小一般與施工技術(shù)、盾構(gòu)機(jī)的類(lèi)型和姿態(tài)以及土的類(lèi)型有關(guān)[6]。盾構(gòu)推進(jìn)引起的土體位移一般由3部分組成，先于盾構(gòu)前方的地表位移；盾構(gòu)通過(guò)時(shí)的位移；盾構(gòu)離開(kāi)后的土體固結(jié)。往往盾構(gòu)機(jī)通過(guò)后，盾尾空隙閉合，通常是引起地表較大位移的原因，土體固結(jié)沉降通常要經(jīng)過(guò)幾個(gè)月后才能穩(wěn)定。

（4）施工交通管制變道大型社會(huì)車(chē)輛

基坑周邊動(dòng)荷載也是影響變形的因素之一。考慮杭州地鐵站點(diǎn)大部分均在交通繁忙的道路上，平時(shí)行駛大型車(chē)輛較多，其動(dòng)載對(duì)基坑變形的影響不可小視。根據(jù)別的城市相關(guān)監(jiān)測(cè)報(bào)告，對(duì)有無(wú)社會(huì)大型車(chē)輛動(dòng)荷載擾動(dòng)比較時(shí)同一監(jiān)測(cè)時(shí)間同一橫斷面不同的兩個(gè)點(diǎn)變形值相差38.5mm[7]。因此在基坑開(kāi)挖期間應(yīng)禁止或者限制大型車(chē)輛在基坑四周通行，防止地面塌陷增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形量。

二、調(diào)查情況

1、調(diào)查對(duì)象：本次調(diào)查23個(gè)站點(diǎn)，其中1號(hào)線20個(gè)站點(diǎn)，4號(hào)線3個(gè)站點(diǎn)。

2、調(diào)查范圍：對(duì)基坑開(kāi)挖深度2倍范圍內(nèi)的房屋進(jìn)行檢查，按照基坑深度20m，距基坑周邊40m范圍涉及10個(gè)站點(diǎn)，建筑物合計(jì)106幢，建筑面積約470842㎡。

3、調(diào)查結(jié)果

（1）地質(zhì)情況

杭州土質(zhì)主要分兩種，一種是砂質(zhì)粉土，因與水源靠近，動(dòng)態(tài)居多，不穩(wěn)定，受水位變化影響大；另一種是山湖、藻澤地邊上常出現(xiàn)的淤泥質(zhì)軟粘土，地基承載力低，強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢；加荷后易變形且不均勻；變形速率大且穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)；具有壓縮性高、滲透性小、觸變性及流變性大的特點(diǎn)。此兩種土質(zhì)均易受環(huán)境變化影響，在基坑開(kāi)挖等施工作業(yè)中，極易使周邊建筑物受影響[8]。

（2）基礎(chǔ)情況

一般情況下，淺基礎(chǔ)的房屋抗周邊相鄰施工造成的水土擾動(dòng)影響能力較弱，在外來(lái)施工影響作用下，容易使建筑物產(chǎn)生沉降和不均勻沉降，甚至滑移[9]～[10]。本次調(diào)查站點(diǎn)周邊建筑物中只有17%為深樁基礎(chǔ)，因此，施工過(guò)程中，對(duì)周邊房屋的沉降、不均勻沉降以及水平滑移的監(jiān)測(cè)就至關(guān)重要。

（3）結(jié)構(gòu)情況

在通常情況下，磚混、磚木、混合結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)形式房屋的結(jié)構(gòu)延性相對(duì)較差，抗剪能力較差，在基坑開(kāi)挖過(guò)程中更容易出現(xiàn)裂縫等問(wèn)題[11]。本次調(diào)查的房屋近63%的房屋為磚混、磚木、混合結(jié)構(gòu)，因此對(duì)于這些房屋以及沿街商場(chǎng)或酒店，涉及到地域交通量、人流量和常住人數(shù)較多房屋，在今后監(jiān)測(cè)過(guò)程中，更應(yīng)引起高度的重視。

（4）建設(shè)年代

杭州是歷史文化名城，有著深厚的文化歷史沉淀，明清時(shí)代、解放前二三十年代，一些有城市標(biāo)志的公共建筑，名人宅邸仍有保留；民國(guó)后、解放前大量的木、磚木結(jié)構(gòu)的墻門(mén)院落，石庫(kù)門(mén)里弄住宅也依然存在；解放初期，六、七十年代設(shè)計(jì)上強(qiáng)調(diào)節(jié)約原材料，施工水平低，房屋已進(jìn)入危險(xiǎn)期；八十年代，大量的簡(jiǎn)易磚混結(jié)構(gòu)房屋因設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，未考慮抗震，施工質(zhì)量差，安全度不足；九十年代，大量的“三違”建筑存在工程質(zhì)量隱患；此外還有產(chǎn)權(quán)多元化導(dǎo)致大量的住宅、非住宅房屋被頻繁變更使用功能，加大房屋實(shí)際荷載，以及對(duì)結(jié)構(gòu)的隨意更改、變動(dòng)，隱藏安全隱患；本次調(diào)查的地鐵周邊房屋主要建于上世紀(jì)九十年代前的房屋也占到總數(shù)的45%。

三、對(duì)策與建議

1、施工前務(wù)必做好地鐵站點(diǎn)周邊房屋調(diào)查工作

周邊建筑物前期調(diào)查包括資料調(diào)查和現(xiàn)狀調(diào)查，調(diào)查工作可以是地鐵施工所涉及的設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位或者建設(shè)單位委托專(zhuān)業(yè)鑒定單位負(fù)責(zé)實(shí)施[12]。

2、施工過(guò)程必須對(duì)周邊建筑物進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)護(hù)跟蹤

在地鐵整個(gè)施工過(guò)程，施工單位、第三方監(jiān)護(hù)單位必須做好周邊建筑物的裂縫、沉降、水平位移的監(jiān)護(hù)工作。同時(shí)考慮到地鐵作業(yè)，各類(lèi)樁機(jī)、挖機(jī)、吊機(jī)等長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行、震動(dòng)，適時(shí)的模擬地震動(dòng)測(cè)試建筑物的震動(dòng)烈度，按照測(cè)試結(jié)果調(diào)整各類(lèi)機(jī)具的作業(yè)時(shí)點(diǎn)和運(yùn)行方向，也是不可缺少的監(jiān)護(hù)手段[22]。

3、政府要有強(qiáng)制性措施，要求地鐵沿線房屋所有人、使用人積極配合

而地鐵站點(diǎn)所在位置基本屬于交通繁忙，人流密集的區(qū)域，建筑物外立面裝修包裹較好，地下管線錯(cuò)綜復(fù)雜，如果缺少原始資料，入室查勘又無(wú)法取證建筑物原始結(jié)構(gòu)體系，勢(shì)必對(duì)房屋安全的判斷過(guò)于保守考慮，會(huì)給地鐵建設(shè)增加不必要的投入。所以，政府必須加大宣傳、采取有效措施，使的地鐵沿線房屋的所有人、使用人積極配合，協(xié)助專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)作好房屋的會(huì)診，制定有效可行的保護(hù)方案。

4、職能部門(mén)必須加強(qiáng)第三方監(jiān)測(cè)單位的管理

本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)第三方監(jiān)測(cè)單位無(wú)論是監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置、監(jiān)測(cè)方法、監(jiān)測(cè)頻度、監(jiān)測(cè)精度以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常的處理、上報(bào)等均存在不足，而且還存在第三方監(jiān)測(cè)單位和施工單位的監(jiān)測(cè)合二為一，委托主體就是施工單位，因此地鐵施工必須明確監(jiān)護(hù)主體和相應(yīng)職責(zé)，施工監(jiān)理單位負(fù)責(zé)對(duì)施工單位每天的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行審核、確認(rèn)；監(jiān)測(cè)單位的資質(zhì)核準(zhǔn)、管理單位負(fù)責(zé)對(duì)第三方檢測(cè)單位的上崗人員、從業(yè)能力、報(bào)告質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)管、核查，對(duì)外地檢測(cè)機(jī)構(gòu)在本市開(kāi)展業(yè)務(wù)還需準(zhǔn)入備案，交納工程風(fēng)險(xiǎn)壓金。施工、檢測(cè)單位適時(shí)組織數(shù)據(jù)比對(duì)，對(duì)周邊建筑物密集區(qū)域的檢測(cè)方案還需組織專(zhuān)家進(jìn)行預(yù)審論證，確保監(jiān)護(hù)到位；對(duì)周邊地下管線的監(jiān)護(hù)必須在原地下管線現(xiàn)狀圖紙資料的基礎(chǔ)上，建設(shè)單位委托專(zhuān)業(yè)的地下管線監(jiān)測(cè)單位進(jìn)行。

5、建設(shè)單位必須及時(shí)向社會(huì)披露工程建設(shè)相關(guān)信息，還居民知情權(quán)

公開(kāi)工程建設(shè)概況，圍護(hù)、開(kāi)挖施工方案，各階段的施工進(jìn)度。開(kāi)通24小時(shí)值班的接訪熱線。對(duì)周邊居民出現(xiàn)恐慌情緒時(shí)，及時(shí)解釋、溝通、安撫。

6、盡快出臺(tái)因建設(shè)施工影響周邊建筑的處置、補(bǔ)償、賠償辦法

杭州市地鐵站點(diǎn)大部在熱鬧繁華的城區(qū)，本次調(diào)查，處于一類(lèi)影響區(qū)域房屋基本占到55%，受地鐵施工影響在所難免，主管部門(mén)盡快出臺(tái)因建設(shè)施工影響周邊建筑的處置、補(bǔ)償、賠償辦法。

7、盡快建立我省專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才組成的專(zhuān)家委員會(huì)和專(zhuān)家?guī)?/p>

應(yīng)結(jié)合地鐵項(xiàng)目的特點(diǎn)設(shè)立從始而終的專(zhuān)家決策系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)的專(zhuān)家必須是本地的（對(duì)本市的地質(zhì)土層、結(jié)構(gòu)、材料等更有話語(yǔ)權(quán)）、全方位的（包括地質(zhì)巖土、基礎(chǔ)處理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加固補(bǔ)強(qiáng)、施工、檢測(cè)鑒定、管網(wǎng)、人文等）、高效的（隨叫隨到，實(shí)行AB崗位制，對(duì)工程項(xiàng)目了如指掌），獨(dú)立的（排除和項(xiàng)目利益有因果關(guān)系）、負(fù)責(zé)的（敢于承擔(dān)責(zé)任），為政府拍板作好參謀。

參考文獻(xiàn)：

[1] 籍湛.地下連續(xù)墻在沈陽(yáng)地鐵車(chē)站圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)開(kāi)發(fā)，2010，（4）：52～54

[2] 李文林.軟土地層咬合樁擋土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)研究[D].同濟(jì)大學(xué)博士論文，2006

[3] 吳林高等.工程降水設(shè)計(jì)施工與基坑滲流理論[M].北京：人民交通出版社，2003

[4] 卿偉宸，廖紅建，錢(qián)春宇.地下隧道施工對(duì)相鄰建筑物及地表沉降的影響[J].地下空間與工程學(xué)報(bào)，2005，（6）：960～964

[5] 易中，袁承志.北京地鐵14號(hào)線施工振動(dòng)分析[J].《建筑技術(shù)開(kāi)發(fā)》2011，（2）：32～33

[6] 魏新江，魏綱，丁智.盾構(gòu)施工與鄰近不同位置建筑物相互影響分析[A].第九屆全國(guó)巖土力學(xué)數(shù)值分析與解析方法討論會(huì)論文集[C]，2007

[7] 劉干斌，汪鵬程，陳運(yùn)平等.運(yùn)動(dòng)荷載附近有限層厚軟土地基的振動(dòng)研究[J]巖土力學(xué)，2006，（9）：1607～1613

[8] 姜葉翔.杭州地鐵某車(chē)站深基坑施工監(jiān)控分析研究[D].浙江大學(xué)碩士論文，2008

[9] 周健，封淵惟，賈敏才.基坑工程對(duì)周邊淺基礎(chǔ)建筑物影響的分析[J]低溫建筑技術(shù)，2011，151（1）：75～77

[10] 苗志春，熊楚炎.軟土地區(qū)深基坑施工對(duì)周邊淺基礎(chǔ)建筑物影響分析與對(duì)策[J].浙江建筑，2007，（5）：23～24

[11] 吳初陽(yáng).房屋建筑的抗震技術(shù)及性能淺析[J].建筑，2009，（12）：42～43

[12] 秦昊.地鐵車(chē)站基坑開(kāi)挖對(duì)鄰近地下管線的影響研究[D].中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），2010

[13] 唐秋元，李楊秋，施毅等.邊坡工程事故原因綜合分析及防治措施[A].自主創(chuàng)新與持續(xù)增長(zhǎng)第十一屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)論文集（1）[C]，2009