摘要：隨著大城市交通中的地鐵建設(shè)大規(guī)模建設(shè)，特別對于沿海軟土地區(qū)的地鐵隧道與鄰近建筑物互相影響目前成為研究熱點問題。本文分析了高層建筑樁箱基礎(chǔ)對緊鄰地鐵隧道的影響包括樁基礎(chǔ)施工過程對于隧道的影響，以及在建筑物建造過程中荷載不斷增加使得周圍土體附加應力增加而導致隧道產(chǎn)生附加變形。最后提出隧道盾構(gòu)推進中需要注意的問題。
　　關(guān)鍵詞：建筑樁基，地鐵隧道，風險分析
　　
　　目前隨著國民經(jīng)濟飛速發(fā)展，我國沿海大城市地鐵建設(shè)規(guī)模越來越大，但同時房屋高層化與市政管線密集化的矛盾也日益明顯。進行高層房屋及其它大型土木工程的施工，必然會對附近己有建筑物及市政管線設(shè)施產(chǎn)生不良的影響，如何在確保工程施工的優(yōu)質(zhì)安全與快速的同時，保護鄰近建筑物與市政道路、管線等設(shè)施的安全與功能完整，是值得研究方向之一[1,2]。本文研究了建筑樁基對地鐵隧道的影響，提出隧道盾構(gòu)推進中需要注意的問題。
　　1樁基基礎(chǔ)概述
　　在興建大型建筑工程時，由于自然地基滿足不了承載力及下沉量的設(shè)計要求，所以一般都要采用樁基基礎(chǔ)。采用樁基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)對于周邊環(huán)境的影響主要包括：(1)施工過程中，若采用擠土樁基礎(chǔ)，樁入土排開一定體積的土體，所以必然會擾動附近的土層，改變其應力狀態(tài)，并對樁區(qū)四周一定范圍內(nèi)的己有建構(gòu)筑物及市政道路、管線等產(chǎn)生各種負面效應。采用打樁施工時，重錘沖擊引起的震動還會引起周圍土體與結(jié)構(gòu)的強迫振動若采用非擠土樁如鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，其施工過程中很可能產(chǎn)生塌孔等現(xiàn)象，地層損失將導致周圍土體應力重新分布；（2）在樁基礎(chǔ)施工結(jié)束后，在建筑物不斷增層的過程中，其荷載通過樁基礎(chǔ)不斷的向下傳遞，必將引起周圍市政設(shè)施，地下結(jié)構(gòu)，管線的附加變形。這些效應若超過允許范圍，往往使建筑物發(fā)生開裂與傾斜、道路路面損壞、水管爆裂、煤氣外泄、通訊中斷以及邊坡失穩(wěn)等等一系列環(huán)境公害事故。
　　工程建設(shè)活動對周圍環(huán)境的影響問題上海市政部門一直很重視，地鐵一號線開通以后即成立了地鐵監(jiān)護室，對營運的地鐵線及鄰近區(qū)域的工程活動進行全面監(jiān)測和監(jiān)督，通過對地鐵一號線的長期觀測發(fā)現(xiàn)，自營運以來，沉降普遍較大，在市中心的幾個建筑密集區(qū)沉降更大，這在某種程度上反映了工程活動，如建筑物沉降帶來的影響，對越江隧道也進行了類似監(jiān)測。對于高層建筑樁基礎(chǔ)，由于其沉降量一般較小，對樁基沉降對周圍環(huán)境影響的問題未予應有重視。實際上樁基沉降的影響范圍要比淺基礎(chǔ)大，當樁基礎(chǔ)周圍有對變形比較敏感的設(shè)施時，這一問題不可忽視。上海地鐵公司根據(jù)上海地層特點、隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造方式并參照國內(nèi)外經(jīng)驗，制定了如下控制標準：（1）在隧道外側(cè)范圍內(nèi)，不能進行任何工程活動；（2）在隧道兩側(cè)30m范圍內(nèi)進行工程活動時應滿足如：隧道上方新增附加荷載<20kPa；隧道總位移（垂直、水平位移）不超過20mm；隧道附加曲率半徑>15000m；相對曲率<1/2500；由于打樁振動、爆炸產(chǎn)生的震動對隧道引起的峰值速度<2.5cm/s。但是上述標準也僅僅是為在監(jiān)護工作執(zhí)行過程中有據(jù)可依而指定的一個粗糙的準則，由于地鐵周邊物業(yè)的基礎(chǔ)形式與結(jié)構(gòu)形式千差萬別，地質(zhì)狀況及與地鐵結(jié)構(gòu)的空間位置關(guān)系不盡相同，因此隨著分析手段的不斷發(fā)展，監(jiān)護工作應該逐漸地向著具體問題具體分析的方向發(fā)展。
　　2樁基礎(chǔ)施工對于周圍環(huán)境的影響
　　2.1擠土樁土體破壞模式
　　與非擠土樁比較，擠土樁的施工過程對于周邊環(huán)境的影響更加明顯。打設(shè)擠土樁過程中，一般持續(xù)時間較短，對周圍土體而言基本是一個不排水受擠過程，土體將發(fā)生垂直隆起和水平位移當樁周土為飽和軟土時，將產(chǎn)生相當高的孔隙水壓力，土中的有效應力大幅度降低沉樁結(jié)束后，孔隙水壓力隨著時間逐漸消散，即所謂再固結(jié)過程，再固結(jié)使土體有效應力增長，樁間土面下沉，土體強度恢復，這時樁側(cè)摩阻力減少甚至有時會出現(xiàn)負摩阻力，樁尖端阻力卻隨之增長。將粘土中打樁的擠土效應分為以下四個方面：樁周土完全重塑或土體結(jié)構(gòu)的部分改變；樁周土的位移及應力狀態(tài)的改變；樁周土體中超孔隙水壓力的產(chǎn)生及其消散；土體強度的長期恢復。
　　2.2擠土效應定量分析方法
　　擠土效應定量分析方法一般研究方法分為理論研究和數(shù)值分析。樁施工在引起土體擠壓變形的同時，還會造成土體介質(zhì)中孔隙水壓力的積聚與消散。雖然打樁引起的孔隙水壓力上升是短暫的，但由于孔隙水壓力上升必然導致有效應力降低，故對土體的破壞是無法忽視的。在群樁擠土效應的理論分析方面，目前一般采用將群樁按一定組合進行分區(qū)，將每一分區(qū)的樁近似為當量單樁，然后按單樁分析群樁的擠土。這種分析方法主要存在以下幾個問題：(1)忽略了樁施工的先后次序?qū)�樁間上及已施工樁的影響；(2)用當量單樁的遠場解代替群樁的近場解，缺乏充分的理論依據(jù)；(3)回避了各分區(qū)內(nèi)的單樁施工次序及施工速度的影響。群樁擠土應力、應變及位移場的純解析方法進展緩慢，從理論推導比較難以實現(xiàn)。
　　在數(shù)值分析方面，采用有限單元法進行計算，其中有限單元法己廣泛地應用于土木工程中。但由于沉樁問題的復雜性，學者們對其進行有限元模擬時都作了一定的假定。總結(jié)如下，首先是基于圓孔擴張理論的有限單元法，沉樁由于在數(shù)倍樁徑范圍內(nèi)的土體變形是大變形，用圓孔擴張理論很難給出一個大變形情況下的解析解。因此，有些學者利用圓孔擴張理論并結(jié)合有限元把沉樁模擬為土體逐漸劈裂，然后擴張到樁徑的過程。其次，考慮樁土相互作用力貫入的有限單元法，這種方法允許樁土之間的相對滑動，當樁土接觸面上有拉應力時，容許樁土分離。雖然這種方法能夠考慮樁土界面的相互作用，但該算法花費機時太多，且很難模擬整個沉樁過程。研究者白己也認為，這種方法是進行理論研究的強有力工具，但不宜應用于實際工程。第三是考慮樁土相互作用及位移貫入的有限單元法，位移貫入法與力貫入法是相對應的，它是通過在樁頂施加位移來實現(xiàn)壓樁過程的，能夠和實際的壓樁情況較為符合，且所用的計算時問短。有限元分析方法在一定程度上能夠考慮到土體的本構(gòu)關(guān)系、大變形和樁土的相互作用。但還存在如下問題：符合實際情況的壓樁過程；整個樁身范圍內(nèi)的位移場；群樁的擠土效應分析和計算機耗時問題。
　　3樁基礎(chǔ)附加沉降計算理論
　　長期以來，建筑物樁基礎(chǔ)的設(shè)計主要集中在承載力是否滿足要求，而對樁基沉降的研究較少，這也是由于樁基礎(chǔ)承載的建筑物沉降較小，一般均可滿足要求，然而樁基費用高，在許多建筑物中占土建投資的1/3-1/4，于是許多專家學者提出了疏樁基礎(chǔ)，并提出沉降控制理論，推動了樁基沉降計算理論的發(fā)展。比較常見的有集中計算理論方法有等代基礎(chǔ)法，彈性理論法，荷載傳遞法，剪切位移法和有線單元法。
　　4隧道盾構(gòu)推進中需要注意的問題
　　（1）根據(jù)地面變形監(jiān)測數(shù)據(jù)，不斷優(yōu)化調(diào)整盾構(gòu)施工所采用的參數(shù)。以使盾構(gòu)在緊鄰古一地塊推進中，能隨地質(zhì)、埋深、環(huán)境條件變化而動態(tài)地、合適地確定施工參數(shù)。嚴格將地面沉降控制在和一范圍內(nèi)。
　　（2）施工過程中，嚴防盾構(gòu)開挖面的超挖和欠挖，防止前方土體的坍落或擠密現(xiàn)象，降低地基土橫向變形施加于樁基上的橫向力。
　　（3）采用同步注漿，減少盾尾通過后隧道外周形成的空隙，減少隧道周圍土體松動而影響樁基摩阻力。
　　（4）加強監(jiān)測包括對建構(gòu)筑物的變形、沉降的監(jiān)測，一旦發(fā)生較大變形，應及時反饋設(shè)計、施工單位以及時調(diào)整施工參數(shù)。
　　
　　
　　
　　參考文獻：
　　[1]陳德發(fā)，張文磊.緊貼地鐵隧道的建筑深基坑施工技術(shù)措施[J],建筑施工，2007，10
　　[2]張宏,冷伍明,肖武權(quán).高層建筑基礎(chǔ)施工對鄰近隧道影響的監(jiān)測分析[J],鐵道建筑,2008,06