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浅谈地铁基坑施工时对临近古建筑的保护

由于城市建设速度的加快，我国地铁建设也得到了突飞猛进的发展，从一

线城市不断向二线城市扩展，经常会出现地铁车站临近古建筑的情况，尤其是历

史悠久的名城，譬如西安、南京、苏州、北京、洛阳等地方，往往会有大量的古

建筑群，地铁施工时必须对其有必要的保护。

标签：古建筑；破坏；保护技术

引言：

随着《文物保护工程管理办法》及相关配套管理制度的出台以及文物保护理

念的深化，文物保护工程的法制化，对文物保护工作提出了更高的要求。在城市

现代化建设的今天，保护历史文物古迹尤为重要。

一、古建筑物的破坏形式及破坏机理分析

古建筑可能出现的破坏形式有：

①建筑物底部的防水结构破坏，出现了较为严重的水体渗漏；

②地面施工的大型机械运行产生的震动使建筑物的自身稳固受到极大的危

害；

③墙体部分出现开裂；

④建筑物出现倾斜和下陷现象；

⑤建筑物地基下沉；

⑥建筑物发生局部坍塌。

分析古建筑物的破坏机理，主要有以下几点：

①地基不均匀沉降；

②结构内部变形引起应力变化；

③周围工程施工所引起地表的移动和沉降；

④立面复杂导致荷载差异较大；

⑤地下水位的上升改变地基土层的含水量使得地基湿陷等。

针对上述破坏机理破坏形式的研究分析，以下就地铁深基坑围护机构及开挖

过程中对临近古建筑的保护进行了阐释。

二、地铁施工对古建筑的影响

1、地下连续墙施工对古建筑的影响

地下连续墙支护尽管因为地下连续墙的刚度大而优于板桩等其它支护形式，

但是在施工时还是会对古建筑造成影响。例如：地下连续墙挖槽时，当施工管理

不慎，会造成槽壁坍塌；在基坑开挖时，墙体又会在单侧水土压力作用下发生变

位，基底也会因土体挖除，产生回弹和隆起变形。这些都会造成周围地层的下沉

和位移，从而危害古建筑，甚至发生破坏造成严重事故。在地下连续墙基坑工程

中，泥浆沟槽开挖和地下连续墙施工完成，以后的基坑开挖过程中，要预先对泥

浆槽壁及基坑开挖面的稳定性进行仔细分析，以防止地下连续墙在泥浆沟槽和基

坑开挖施工中发生土体失稳和大面积坍陷，这是保护周围古建筑的最基本工作之

一。

2、基坑施工对古建筑的影响

基坑施工对古建筑的影响主要包括：基坑工程围护结构施工阶段对周围古建

筑的影响，基坑工程土方开挖阶段对周围古建筑的影响，地下结构施工阶段对周

围古建筑的影响等。围护结构施工扰动取决于围护结构形式及施工方法。若采用

挤土桩，则施工扰动影响与静压桩挤土效应相同。若采用地下连续墙或非挤土桩，

则施工扰动影响类同于土方开挖造成的影响。基坑工程土方开挖过程对周围古建

筑的影响取决于地下水位的变化、基坑开挖造成坑外水土流失程度、围护结构的

位移变化以及基底土体的隆起；地下结构施工阶段对周围古建筑的影响取决于围

护结构的改变。如拆除支撑和土体蠕变引起土压力的改变等。

三、古建筑的保护措施

1、从施工变形控制角度考虑施工的保护措施

为了尽量减少连续墙施工对周围古建筑的影响，汲取各类教训，总结得出以

下几点保护措施：

（1）采用连续墙作为围护结构；

（2）分区密闭降水施工，合理安排开挖次序；

（3）设置超前小导管注浆孔，在必要时进行注浆防止渗水和涌沙；

（4）控制施工速率；

（5）预先加固古建筑物周边地基；

（6）模拟预测和密切监测相结合。

2、基坑工程施工的保护措施

（1）选择合理的围护结构形式和优化设计，能最大程度的减少深基坑施工

对古建筑物的影响。采用内撑式围护结构形式，坑周土體位移最小。因此，从减

小基坑施工对古建筑扰动影响出发，首选了内撑式地下连续墙围护结构形式。

（2）根据选用的围护结构形式，确定计算简图。其中作用在围护结构上的

土压力采用考虑位移和时间效应的土压力计算公式；然后根据允许位移值确定土

压力，进行围护结构设计；根据围护结构设计，计算围护结构位移，评估对周边

古城墙的影响。若满足要求，且土压力在合理取值范围内，则完成设计；若不能

满足要求，则应重新进行结构设计，或重新计算采取必要措施（如土质改良等），

直至满足要求。

（3）为了减小基坑施工扰动对周围古建筑物影响，在基坑工程土方开挖前，

对已有建筑物地基基础进行加固。该类方法也可称为主动保护