1、1盾构施工对周围建筑物的安全影响及处理措施【摘要】本文通过研究盾构施工会对周围的建筑的安全影响，以及所需要的必要的处理措施，例如：对周围建筑物的安全影响因素当中盾构施工的影响进行分析；对建筑物在使用盾构时的组织方法进行分析；对盾构施工中工影响区域的划分进行了阐述，预测盾构施工对建筑物影响的手段；分析在建筑物进行盾构施工的控制参数，提出了一些常见的工程处理措施，并且论述了在盾构施工过程中引起的建筑物安全问题，因此总结了一些相关的应对措施, 为工程技术人员提供一些帮助。 【关键词】盾构；建筑安全；影响；处理措施 中图分类号： U455.43 文献标识码： A 文章编号： 一、前言 随着社会的发展，
2、城市建筑物越来越多，为了响应国家的要求，加快城市化建设，在城市发展的进程当中，越来越多的地下工程采用盾构来进行施工,出现了很多盾构近距离穿越建(构) 筑物的现象。在建造隧道的时候应用盾构法,会有不同程度的地面沉降和地层移动现象发生。如果地面沉降和地层移动达到一定程度, 就会对周围建筑物的安全和正常使用产生不可估量的影响，所以，施工前应该必须尽可能详尽地预估一下，采用盾构施工对周围建筑物的安全性可能造成的影响和程度, 因此有针对性的采用一些措施来确保建筑物的安全。 二、盾构施工对建筑物的影响 21、盾构施工对浅基础建筑物的影响 (一) 地表垂直变形对建筑物的影响 地面均匀沉降( 或隆起)针对建筑
3、物来说一般都不太敏感，而不均匀的沉降( 或隆起)是造成建筑物破坏的最主要的原因。一般来说导致结构的构件受剪扭曲而破坏的原因就是地表的沉降(或隆起)差值造成的，对沉降( 或隆起)差值比较敏感的一般是框架结构，地表曲率分为正和负，如果受到地表负曲率的影响, 建筑物的基础就像一个两端受支承的梁,造成了中间部分悬空的状况,导致上部受压、下部受拉的状况,建筑物很容易产生八字形的裂缝。 (二) 地表水平变形对建筑物的影响 地表的拉伸和压缩就是指地表的水平发生变形，其破坏建筑物的作用是相当大的。建筑物抵抗压缩的能力远远比抵抗拉伸的能力大，如果在较小的地表受到拉伸，就会产生裂缝，特别是那种砌体的房屋，最易产生
4、裂缝的地方一般来说就是门窗洞口等这些比较薄弱的部位,很容易被拉开的地方也是这些砖砌体的结合缝。相应的，建筑物受到地表压缩变形的破坏主要是，门窗洞口会被挤成菱形,使得纵墙、围墙产生褶曲或者是屋顶鼓起来。地表的拉伸和正曲率一般都是同时出现，相同的地表的压缩和负曲率也是同时出现。 2、盾构施工对深基础建筑物的影响 (一)导致桩的附加沉降的直接原因是桩周土沉降引起的负摩阻力； (二)引起的桩的侧向变形的直接原因是土体侧向变形； (三) 当桩底在隧道上方时, 桩底土的沉降和土性变化引起桩端承载3力的部分或全部丧失而引起桩的沉降。 三、盾构通过建筑物时选用的施工组织方法 盾构的安全通过建筑物需要有良好的组
5、织工作，而且良好的组织工作对盾构的安全通过建筑物的作用也是非常必要的,通常我们可以选择按以下 6 个步骤进行: (一)对盾构施工的会造成影响的范围进行确定； (二)调查建筑物的影响的具体的范围； (三)对已经存在的建筑物的容许变形量进行确定； (四)对盾构施工影响建筑物的范围进行预测。如果容许值比预测值小的话,就要对工程则采用相应的施工方法，而且在设计的时候也要因地制宜； (五) 施工方法已经确定的,就安装确定的施工方法谨慎地开展； (六)尽量减少已经通过的建筑物的测量频率,对已有建筑物的安全性进行确认同时继续监测, 一直到建筑物慢慢呈现稳定的状态为止。 四、盾构掘进对近邻建筑物影响程度的预测
6、 1、隔离法 隔离法是指分开考虑建筑物和地基,对地基变形进行预测分析, 结构分析建筑物的输入条件以盾构掘进引起的地基变化，这是一个适用于刚度大的方法,自身刚度的结构物变形影响大。在进行预测分析此类结构物的时候, 普遍可以把盾构施工导致地层变形对结构物的影响, 在结构物上转化成弹性作用力, 所以可以分析弹性地基梁模型。 2 、整体分析法 4整体分析法是将整个的就建筑物分开来分析土层和结构物，一般我们会使用有限元等数值方法来进行分析处理。在进行分析的时候,由于会发生地层单元和结构物分离的状况,我们就需要另外设定特殊的接触面单元才可以，在建筑物基础和地基之间，以及管片衬砌和周围土层之间，先对盾构施工
7、的工艺会造成的影响进行模拟,一般我们会考虑开挖面压力的模拟、盾尾间隙以及注浆的模拟、管片衬砌等的模拟。对于注浆我们可以使用两种方法来进行模拟: 一是通过调整隧洞周边地层释放的荷载的大小从而反映灌浆迟早等注浆参数的影响；一是将灌浆开始时间、灌浆压力、灌浆量等作为地层移动的影响因素,同时，我们在确定盾尾空隙量的影响时，必须考虑综合因素。 五、盾松通过建筑物时的控制和处理措施 再通过预测之后，如果说建筑物会受到的影响很严重，那么我们必须选用相应的处理措施，从而可以保证建筑物的正常使用，还可以保证建筑物的安全，处理措施通常有两种。 积极保护措施 积极的保护措施, 我们说的是通过对施工参数进行相应的优化
8、以达到减少对建筑物造成破坏的目的。盾构隧道沿线附近的建筑物都要进行必要的保护, 积极保护方法 h 是一种常用的方法。在施工前, 我们首先要根据实际的经验获取所需要的施工参数, 然后再通过对地面的变形状况进行分析，并据此对建筑物所造成的影响进行预测,从而可以获得本工程所需要的适宜的施工参数。在进行具体施工时,如果要进行信息化施工, 我们必须进一步优化施工的相关参数,才不会对周围的建筑造成不利的影5响。 2 、工程措施 （一）隔断法 使用这种方法首先要求在建筑物基础和隧道之间存在一定的空间。是由钢板桩、地下连续墙、树根桩、深层搅拌桩和挖孔桩等组成了隔断墙的墙体, 地表因为沉降会产生的负摩阻力，这会
9、影响到地下工程施工，也许会引起侧向土压力，但是对具有支撑力的建筑来说，为了使建筑物靠近盾构隧道侧的土体的变形状况减少的问题。所以我们为了防止隔断墙的侧向发生位移, 必须要在墙的顶部构筑加筑联系梁，同时支承地锚的设置也是必需的。我们需要注意的是,隔离墙的本身也是施工的一部分,因此在施工中我们要特别注意控制建筑对周围土体造成的影响。 （二）土体加固的方法 土体加固具体指的是，对隧道周围的土体进行所需的加固和建筑物的地基进行加固。对隧道周围的土体进行所需的加固说的是，增加盾构隧道周围的土体的强度以及刚度,从而可以减少或者直接阻止周围的土体发生扰动或者松弛的状况,可以减少对近邻建筑物造成的影响,可以达
10、到保护建筑物安全的目的，同时保证建筑物的正常使用。后者则是进行加固建筑物的地基,具体是提高建筑物的承载强度和刚度，进而可以阻止建筑物的发生沉降变形的现象，而这两种加固措施通常使用化学注浆、喷射搅拌等方式，以达到加固地基的方式维持正常的施工。 （三）将强构的刚度，从而适应地基土变形所导致的建筑物变形，是一种常用的工程的保护方法。 6研究中，我们队对建筑物的本体进行加固的措施有多种, 比如可以使用加劲、加固墙、设置支撑等方式，以达到直接加固建筑物上部结构的目的,或者我们也可以使用固桩、锚杆等方法对建筑的基础进行必要的加固在，在实际的施工过程中，我们必须要需要根据建筑物的结构和基础特点，从而选择和预
11、期目标相适应的方法。 （四）基础托换 在使用盾构区间隧道的工程中,一般我们会进行桩基基础的托换。具体指的就是将建筑物对桩基的载荷, 通过正确的托换的方式,将其压力转移到新建的桩基面,而老的桩基，一般选择是方法是拆除。想广州地铁一号线的施工过程中,我们就成功的将 8 层民用建筑的桩基进行了托换，而这些桩基中一个单桩承载力就达到了 200t 左右。 八、结束语 在城区中建设中,我们经常进行盾构施工, 因而对周围建筑物的影响是不可避免的。施工前,必须要做好调查、组织、预测等工作，在施工过程中,必须时刻做好监测的工作,以达到进行信息化的施工目的，并且必须根据工程的具体情况进行相应的调整以及优化施工的参
12、数；同时还要进行一些工程处理方面的措施。这样就能够达到控制周围环境的的目的，同时可以对建筑物的安全进行保证。但是目前,在我国，盾构施工的实际案例较少,经验比较缺乏。本文研究了盾构通过建筑物时会对建筑物的安全造成的影响,进而总结了一些建筑施工通过建筑物时会使用的的施工的组织、预测方法以及处理措施等方法,希望能为工程技术人员提供一些有益的参考，同时为我国建筑业做出贡献。 7参考文献： 1孙均，地铁隧道盾构掘进施工市区的环境土工安全技术标准及其变形与沉降控制世界隧道,2000( 增刊) : 2332402 2尹旅超, 朱振宏, 李玉珍等编译，日本隧道盾构新技术武汉: 华中理工大学出版社, 19997: 177200 3施仲衡, 张弥等地下铁道设计与施工、西安: 陕西科学技术出版社, 19976: 378381 4鞠建英特种结构地基基础工程手册北京: 中国建筑工业出版社, 20003: 440 446 5侯学渊, 钱达仁, 杨林德软土工程施工新技术合肥: 安徽科学技术出版社, 19997: 365 374 6Storer J. Boone, Ground- movement- related building damage, Journal of Geotechnical Engineering,1996( 11) : 886 896.
