地铁工程周边房屋的安全评价研究
第31卷第7期科技通报
Vol.31No.7地铁工程周边房屋的安全评价研究
夏森炜1，马引祥1，许四法2，周航生2，陈晓平2，胡琦2
（1. 杭州市房屋安全鉴定事务管理中心，杭州310003；2. 浙江工业大学建筑工程学院，杭州310014）
摘要：随着国家城市化发展，工业化深入，城区交通问题越发突出，各大城市纷纷大规模开展地铁工
程的建设，同时由于地铁开挖对沿线房屋必然会产生不良影响。但很多现有的评价标准仅仅给出经验的控制数值，不能很好地反映实际情况。本文根据国内外的现有评价标准和方法，并考虑地铁工程与周边环境的相互影响，利用DPI （damage potential index model ）原理判断建筑的安全状况并划分等级，提出相对应的评价标准和监测要求。关键词：地铁工程；房屋；评价标准；DPI 中图分类号：TU-024
文献标识码：A
文章编号：1001-7119（2015）07-0069-04
Research on the Evaluation Standard of Metro Engineering Influence to the
Adjacent Building
Xia Senwei 1，Ma Yinxiang 1，Xu Sifa 2，Zhou Hangsheng 2，Chen Xiaoping 2，Hu Qi 2
（1.Hangzhou Institute of buildings safety appraisal ，Hangzhou 310003，China ；2.College of Civil Engineering and
Architecture ，Zhejiang University of Technology ，Hangzhou 310014，China ）
Abstract ：With the urbanization and industrialization of our country, the urban traffic problem increasingly prominent. More and more large cities build metro; meanwhile the excavation of metro engineering will inevitably lead to a bad effect on the buildings around the engineering. But many of the
existing evaluation standard only given empirical control value, these value can ’t picture the actual situation. According to the existing evaluation standard and methods at home and abroad, and considering the influence between metro engineering and the surrounding environment, this paper uses corresponding evaluation standard and monitoring requirements.
the DPI （Damage Potential Index Model ）to determine the security situation of construction, gives the Keywords ：metro engineering ；building ；evaluation standard ；Damage Potential Index Model
0引言
我国的地铁建设已经从单纯的市政设施建
设转变为一项支柱性产业，仅2012年9月5日，国家发改委就批准了25个地铁项目的建设，总投资达8400亿元[1]。可以预见，我国的地铁工程将成为城市建设的主要内容。地铁工程大多建设于大城市的繁华地段，地面或附近建有大量的各类多层、高层或者超高层建筑，还有大量的复杂的
地下工程结构群。地铁建设不可避免地会对这
些建筑物造成消极的影响，如盾构推进产生的地基变形、抽取地下水而引起地基变形、受扰动地基的固结工后沉降等。随着人们环境意识的提高和对私有财产的保护意识提高，地铁施工对建筑物的影响，已成为全社会重点关注的问题。
目前如何评价地铁工程对周边房屋的影响以及可遵循的标准和规范非常少，许多刚刚起步做地铁工程的城市缺乏相关的管理标准。因此
收稿日期：2013-10-30作者简介：夏森炜（1980-），男，杭州，高级工程师，主要从事房屋安全鉴定及管理。E-mail ：[email protected]。
科技亟需根据地铁周边安全机理完善相关的评价方法和评价标准，以保障社会经济财产。
1现有的房屋安全评价规范及指标
世界地铁建设已有150年的历史。我国也在地铁建设和运营管理方面积累了一定的经验，但对地铁工程周边房屋安全的管理方面仍然非常缺乏相应的规范和规程。目前地铁行业的规范和规程仅对盾构隧道施工过程中地表变形提出了一些控制要求，如沉降量不超过30mm [2]，隆起量不超过10mm ，国内外地铁工程施工隧道变形控制标准对比见表1。
表1地铁工程施工隧道变形控制标准
Table 1The metro construction deformation control standards
地面最
地面沉地层损洞内边洞内拱标准
大沉降槽拐失系墙水平顶下降/mm
点曲率数/%收敛/mm沉/mm日、德、法规范综合501300520~4075~229中国管理标准
30
1/500
5
20
50
上海市《地铁隧道工程盾构施工技术规范》[3]
中也只是根据不同埋深，笼统地规定了相对应的沉降值和隆起值并说明其与建筑物龄期、结构形式、基础形式及埋深、与盾构相对位置等因素密切相关，对建构筑物变形控制暂时没有成熟可靠的标准。
2安全管理的研究思路
2.1
地铁工程周边房屋现状的调研
地铁工程对周边房屋的影响与土质条件、施工方式、运营阶段、周边房屋自身的属性等众多因素相关，要开展地铁工程对周边房屋影响评价的研究，须首先对地铁工程所处的地质条件、隧道施工的工艺与参数、基坑施工的工艺与参数、房屋自身的结构形式与基础形式等内容进行详细的调查和记录，建立地铁工程及其周边房屋的信息档案，为地铁工程对周边房屋影响的预判分析提供全面、直接、可靠的资料。2.2地铁周边房屋安全评估方法
我国现行规范、规程和工程标准中的规定，
通报第31卷
基本以建筑物的沉降、差异沉降和沉降速率来衡
量建筑物的健康状态，这不能完全反应地铁工程对周边房屋的影响。房屋安全状态更多地与房屋结构的应变量相关，房屋的拉、压、剪、扭应变量是衡量房屋受力状态的指标，而这些指标又很难直接测量。工程技术人员在判断分析时存在很大的难度。在现有的规范变形判断方法的基础上，提出新的房屋安全判定方法和判定标准，改进地铁工程周边房屋安全分析方法[4]。2.3地铁工程对周边房屋影响的监测要求
监测工作是地铁工程周边房屋监测报警预警系统中最为总要的一环，为做到及时、准确地了解地铁工程施工及运行过程中周边房屋受到的影响情况，应对地铁工程及周边房屋进行系统、全面、准时的监测工作。通过监测，可以获得地铁工程周边土层和房屋的变形情况，依据现有的房屋安全变形评价方法及指标，对建筑物的安全状态进行判定。其次，通过监测获得的地铁工程周边土层和房屋的变形结果，对房屋最大主应变的分析结果进行修正，实现对下一阶段的预测。
2.4地铁工程及周边房屋的加固和抢险措施
建立系统的地铁工程加固措施、周边房屋地基基础加固措施、周边房屋结构加固措施以及地铁工程的应急抢险措施。2.5系统的管理机制
建立完善的地铁工程周边房屋监测报警预警安全管理机制，将各项工作和责任落实到位，保证工作的顺利进行。
1基于地铁工程的特性本文的研究思路如图[5，6]所示。
3DPI 的简介
城市中的基坑开挖工程会对周边建筑物的使用和安全产生一定的影响，因此，如何很好的评估由开挖引起的基坑周边建筑物的安全隐患成为了一门重要的课题。
Juang 针对此类问题美国克莱姆森大学教授等人提出DPI （damage potential index ）Hsein
[7]
，定义为评估基坑周围建筑物的破坏程度的一个指数。DPI 实质是对基坑周围的建筑物的最大主应变（εp ）的一个修正值，定义为：