地層環(huán)境變化對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響

沈正春

摘?要：對(duì)地鐵進(jìn)行建設(shè)的過(guò)程中，其工期相對(duì)比較長(zhǎng)，難度較大，在進(jìn)行建設(shè)的時(shí)候，存在著建設(shè)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的情況，這些情況的存在會(huì)直接影響到地鐵的建設(shè)質(zhì)量，并且也會(huì)出現(xiàn)不可挽回的措施，大家都知道，地鐵建設(shè)主要是在地下進(jìn)行建設(shè)的，地層環(huán)境的變化會(huì)對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)帶來(lái)一定的影響，對(duì)于地鐵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)直接影響。所以為了避免這個(gè)情況的出現(xiàn)，在對(duì)地鐵進(jìn)行建設(shè)的過(guò)程中，需要對(duì)地層環(huán)境可能會(huì)出現(xiàn)的變化作出詳細(xì)考慮，保證其地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。

關(guān)鍵詞：地層環(huán)境;地鐵結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);影響;分析

在最近的幾年來(lái)，我國(guó)的城市化建設(shè)時(shí)候交通運(yùn)輸規(guī)模也出現(xiàn)了比較大的變化，特別是地下空間進(jìn)行建設(shè)的過(guò)程中，已經(jīng)是越來(lái)越多的城市提高了地鐵的建設(shè)，因?yàn)榈罔F項(xiàng)目對(duì)外污染比較小，同時(shí)運(yùn)載能力比較強(qiáng)，已經(jīng)受到了人們廣泛的關(guān)注，通過(guò)多年經(jīng)驗(yàn)的積累，現(xiàn)如今我國(guó)地鐵建設(shè)的整體水平已經(jīng)得到了相應(yīng)的提高，但是不可避免的會(huì)存在一些問(wèn)題，比如地層環(huán)境變化會(huì)對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)帶來(lái)影響，導(dǎo)致地鐵的建設(shè)出現(xiàn)失誤，嚴(yán)重的情況下甚至?xí){到人們的生命安全，因此對(duì)于地層環(huán)境變化的問(wèn)題必須要引起足夠的重視，通過(guò)采取有效的措施避免對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)影響，促進(jìn)我國(guó)地鐵建設(shè)的整體水平得到提高。

1 影響

1.1 由于地下工程帶來(lái)的影響

對(duì)于地鐵工程的建設(shè)而言，由于工程建設(shè)是在地下進(jìn)行的，因此將會(huì)受到地層環(huán)境變化帶來(lái)的影響，并且地鐵地下施工的時(shí)候，一個(gè)較為重要的過(guò)程便是對(duì)土層進(jìn)行持續(xù)卸載，在此過(guò)程中，地下的土層應(yīng)力場(chǎng)也是隨之進(jìn)行變化的，所以在地下工程進(jìn)行施工的時(shí)候，主要是將土層平衡環(huán)境進(jìn)行打破重建。為了能夠有效的研究地鐵建設(shè)的時(shí)候?qū)Φ罔F結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開(kāi)挖所帶來(lái)的影響，可以架設(shè)地鐵結(jié)構(gòu)底板下四米左右位置有一條隧道經(jīng)過(guò)，其中隧道的半徑為七米，和地鐵車(chē)站的走向?yàn)檎?，因?yàn)樗淼赖拇嬖跁?huì)導(dǎo)致地鐵地基基床系數(shù)出現(xiàn)降低，就算是采取相應(yīng)的保護(hù)措施，那么也無(wú)法抵擋土層的松動(dòng)以及下降，對(duì)于地鐵車(chē)站產(chǎn)生一定的內(nèi)力。通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算發(fā)現(xiàn)，環(huán)境經(jīng)過(guò)改編后，地鐵結(jié)構(gòu)內(nèi)力和之前對(duì)比并沒(méi)有較為明顯的改變，但是其頂部的軸力出現(xiàn)了減少，底板以及軸力出現(xiàn)了一定的增加，頂板和柱節(jié)點(diǎn)位置彎矩增大。通過(guò)分析得出，假如在地鐵車(chē)站下方進(jìn)行隧道的開(kāi)挖，那么底板以及柱的軸力增幅度并不是很高，因此需要對(duì)其增加底板的強(qiáng)度給予重視。

1.2 由于地面工程帶來(lái)的影響

一般情況下，地鐵在城市進(jìn)行建設(shè)的時(shí)候，所處于的位置主要是經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)，所以地鐵進(jìn)行建設(shè)的時(shí)候也會(huì)存在著一些土木工程建設(shè)，在施工的時(shí)候地鐵的地層環(huán)境出現(xiàn)改變，對(duì)于地鐵的地下結(jié)構(gòu)有著直接影響。在地鐵的上方施工過(guò)程中，地下結(jié)構(gòu)內(nèi)力必然會(huì)出現(xiàn)改變，這種結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化主要是因?yàn)槭芰Σ粚?duì)稱(chēng)所導(dǎo)致的。

因此在地鐵施工建設(shè)的時(shí)候，地鐵頂板的左跨以及中板和頂板軸力將會(huì)出現(xiàn)增大。因此在鐵上方一層存在工程建設(shè)的時(shí)候，地鐵的內(nèi)力一般會(huì)存在較大的變化，所以在設(shè)計(jì)中要滿(mǎn)足地鐵受力的基本結(jié)構(gòu)。

2 措施

2.1 站在地下土層角度對(duì)問(wèn)題進(jìn)行解決

通過(guò)站在這個(gè)角度上來(lái)分析，地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的需要充分考慮土層變化帶來(lái)的一些影響，同時(shí)計(jì)算的過(guò)程中可以采取多鉆孔結(jié)構(gòu)的方式進(jìn)行計(jì)算，在鉆孔中選擇出一些不利于鉆孔的結(jié)構(gòu)選型以及配筋，如果在土層中存在軟土，那么要對(duì)軟土的成分以及數(shù)量作出相應(yīng)的分析，采取有效的措施進(jìn)行處理。此外也是需要對(duì)結(jié)構(gòu)持力層的承載作出科學(xué)驗(yàn)算，如果出現(xiàn)承載度無(wú)法滿(mǎn)足相應(yīng)的要求，那么要對(duì)土層中的土壤作出相應(yīng)的置換或者是加固處理。

2.2 站在地下水位角度對(duì)問(wèn)題進(jìn)行解決

一是在對(duì)地鐵工程的地基進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)候，需要對(duì)地下水采取一定程度的止水措施，例如可以在施工中根據(jù)地質(zhì)環(huán)境應(yīng)用攪拌樁或連續(xù)墻做好地下水堵截工作，采取降水井的方式對(duì)基坑內(nèi)部進(jìn)行人工降水，或在基坑的頂部修建防水墻對(duì)地表水作出阻擋。二是要對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)的抗浮能力作出合理檢驗(yàn)，避免地下水位上升后地鐵存在上浮等情況，如果地鐵結(jié)構(gòu)中的抗浮性無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需要，那么需要在設(shè)計(jì)的時(shí)候合理的加入一定程度的抗浮措施，例如修建設(shè)置壓頂以及壓底梁等等。三是要加強(qiáng)對(duì)地鐵做好防水的設(shè)計(jì)工作，這樣可以避免一些較深區(qū)域的地下水深入到地鐵車(chē)站中。在進(jìn)行具體施工的時(shí)候，應(yīng)用防水混凝土作為其施工的材料，在地鐵外部可以修建相應(yīng)的全包式防水層，同時(shí)在地鐵結(jié)構(gòu)中的重點(diǎn)位置也要做到重點(diǎn)防水處理。四是在地鐵車(chē)站內(nèi)部中，需要設(shè)置一定程度的集水處理裝置，這樣可以對(duì)進(jìn)入到車(chē)站內(nèi)部的地下水進(jìn)行有效的處理。

2.3 站在施工和設(shè)計(jì)角度上對(duì)問(wèn)題進(jìn)行解決

在地鐵進(jìn)入到了最后的施工階段中，設(shè)計(jì)人員要對(duì)項(xiàng)目的建設(shè)情況作出及時(shí)的監(jiān)督和跟蹤，對(duì)工程建設(shè)的進(jìn)度進(jìn)行關(guān)注，假如在施工的時(shí)候出現(xiàn)了施工和設(shè)計(jì)出現(xiàn)不符合的情況，或者施工地質(zhì)和設(shè)計(jì)情況并不滿(mǎn)足，因此要及時(shí)的通知施工單位和建設(shè)單位進(jìn)行整改，避免工程建設(shè)質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題。

3 總結(jié)

地鐵的受力結(jié)構(gòu)主要是一種較為復(fù)雜的靜定結(jié)構(gòu)，在地層環(huán)境存在變化的情況下，地鐵結(jié)構(gòu)的內(nèi)力也出現(xiàn)相應(yīng)的改變，所以為了保證地鐵建設(shè)時(shí)候的整體質(zhì)量，在對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)中，需要對(duì)實(shí)際的施工情況進(jìn)行結(jié)合，采取科學(xué)合理的措施，做到具體工作具體分析，找到有效緩解措施，保證地鐵可以安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

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