摘要：交通运输行业的发展是现代经济发展的必然趋势。随着我国城市化步伐的加快，如何实现四通发达的交通网络逐渐成为了国家关注的重点问题。地铁作为便利的交通运输工具，在人们的生活中发挥着无可取代的地位。因此，加强地铁建设成为城市化进程的重要组成部分。地铁建设需要面对复杂的工程地质情况及水文地质情况，因此，地层环境的变化能够对地铁结构设计产生很大影响。
关键词：地层环境变化；地铁；结构设计；影响；分析
地下空间建设一直以来都是我国关注的问题，实行地下空间建设，不仅能够缓解我国的人口压力，而且还能有效解决土地资源利用率较低的问题，是一种较为可靠的建设措施。地铁作为地下空间建设的主要设施，具有多种优越性，包括污染小、强度高等特点。由于地铁的优越性超过了其他交通运输工具，地铁逐渐成为了城市交通的佼佼者。在进行地铁结构的设计时，应当对地层环境给予足够的重视，确保地层环境能够与地铁的结构设计相匹配，只有这样才能从根本上保证地铁建设的有效展开。对于地铁建设而言，其环境极为重要，若是只考虑当前的地层环境，不去考虑未来的地层变化，那么也会使得地铁的安全性无法保证。为此，建设单位应当结合实际情况，对地层环境的变化作出预测，并且采取相应的措施，只有这样才能保证地铁建设的质量与可行性。
一、地层环境变化对地铁结构设计的要求概述
地层环境变化具有较高的不稳定性与复杂性，在进行地铁建设时，需要对地层环境变化进行较为清晰的认知，这就对自身提出了更高的要求。建设单位应当加大对地层环境变化影响因素的分析，并且将之视为地铁结构设计的重要参考因素[1]。同时，针对地层环境未来可能产生的变化，还应当做好相应的防范措施，从而确保地铁的正常运行。
二、地层环境变化对地铁结构设计的影响分析
（一）将建工程的影响
将建工程会对地层环境产生较大的影响。由于新建地下工程往往需要对土地进行开挖，所以地层环境也会发生相应的变化，进而导致一系列问题发生，包括土体应力释放以及地层损失、地下水出现异常等。再换一个角度说，地下工程又可以被理解为对土层进行持续性卸载的工作，这在一定程度上会影响土层的平衡，进而对地层环境造成影响。为此，建设单位应当明确土地开挖对地层环境的影响，并且展开相应的处理工作。建设单位可以在进行地铁结构设计时，增加底板的抗弯刚度，从而减少地层环境对地铁结构设计的影响[2]。
（二）地面建筑的影响
地面建筑也会对地铁结构设计产生一定影响。当地铁周边进行地上的新建工程时，地层应力场就会受到影响，而且新建建筑物的基底也会沿着地层传递给下方的地铁，进而让地铁结构出现不稳定的状况。此外，地铁站的位置大多处于城市的中心地区，所以地铁站附近常常会有许多建设工程，这就加大了地层应力场对地铁结构的影响。针对这种情况，建设单位应当予以高度重视，并且加大对各层板的厚度设计，确保层板的厚度较高，特别是顶板以及底板，只有这样才能减少新建建筑物对地铁结构的影响[3]。
（三）地下水位异常的影响
地下水位异常，也会对地铁结构设计产生较大的影响，这是由于地下水位会使得地层应力状态以及承载力出现变化所导致的。地下水位的上升，可能会使得静水压力出现变化，进而对地铁结构内力产生影响。地下水位的上升具体来讲又可以被分为两种情况：首先，地下水位的上升对结构受力未能产生影响。若是地下水位在上升后仍旧未能达到结构底面，那么地铁结构设计就不会受到相应的浮力作用；其次，若是地下水位的上升到达了地铁结构设计的地面，那么就会产生浮力作用，进而对地铁结构设计的稳定性造成影响[4]。
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三、地层环境变化对地铁结构设计影响的解决措施
（一）土层变化的解决措施
设计人员在执行地铁结构的设计时，应当加大对土层变化的关注，并且采用较为先进的计算方式去执行结构计算，只有这样才能保证计算的科学性与合理性，具体来讲即设计人员应当采用多钻孔结构计算，并且选取最为不利的钻孔展开选型以及配筋工作。若是土层出现软弱土，那么设计人员应当及时对其展开分析与处理。设计人员还应当加强对验算环节的重视。在验算环节，设计人员应当对结构的持力层加以重点关注，若是在验算过程中发现异常，那么设计人员就应当及时对土层进行置换以及加固等处理措施，从而保证其符合工程规范[5]。
（二）地下水位变化的解决措施
地铁建设作为地下空间建设，建设单位应当予以高度重视。建设单位在进行基坑的开挖时，应当进行止水。建设单位应当坚持具体情况具体的原则，针对不同的地层环境采取不同的措施。在基坑内部，建设单位应当在其中设置降水井，实现降水处理；在基坑顶部，为了防止地表水流入，建设单位可以进行防水墙的设立。在地铁结构设计中，建设单位应当区分不同的情况进行相应的结构设计。在施工完毕的初期，建设单位应当采用地铁的基坑实现降水，从而保证水位与基坑底部具有一定距离。通常情况下，建设单位还要对结构受力进行计算，这就对建设单位提出了更高的要求。建设单位应当明确水位上升的最大高度，并且抽调历史最高水位进行结合计算，再组织专业人员对两种状态下所取得的数值进行分析，然后再展开相应的选型以及配筋工作。在我国的交通运输建设中，建设单位还应当通过多种途径实现其安全性的提升，这对于工程建设具有重要意义。在地铁的结构设计中，设计人员还应当在其中进行防水设计，一般来讲，地铁结构埋深都会较深，所以建设单位若是想要防止地下水入侵地铁结构，那么就应当加强对其的防水设计[6]。例如，建设单位可以在混凝土的选用中下足功夫，选择符合工程需求的防水混凝土，建设单位还可以在地铁站的外层设置防水层，从而提升地铁站的防水性能。此外，建设单位还可以从地铁站的内部入手，提升其排水性能。例如，建设单位可以在地铁站内部设置大量的集水井，从而将进入到地铁站内部的水进行排除处理。建设单位还应当注重以人为本原则的贯彻，并且注重遵循大自然规律，只有这样才能保证地铁建设的可行性。在设计时还应当加强对结构的抗浮验算。由于地下水位可能会上升，对地铁结构设计构成影响，所以建设单位还应当组织技术人员进行抗浮验算，从而满足工程建设的实际需求，减少浮力作用对地铁结构可能产生的影响，这是保证工程可行性的重要举措。
结束语：
综上所述，在施工过程中，建设单位应当坚持从实际出发，实事求是的原则，遵循相关的工作标准开展地铁结构的设计，只有这样才能为地铁建设的成功开展提供保证。针对地层环境变化，设计人员应当结合地层以及水位等因素综合考虑设计的可行性，并展开相关工作，从而保证工程设计的科学性与合理性。
参考文献：
[1]杨杰.地层环境变化对地铁结构设计的影响分析[J].海峡科技与产业,2016(11):117-118.
[2]杨斌斌.地层环境变化对地铁结构设计的影响分析[J].商品与质量,2018(26):205.
[3]朱光亚.地层环境变化对地铁结构设计的影响解析[J].科技资讯,2016,14(2):45-46.
[4]张矿泉.地层环境变化对地铁结构设计的影响分析[J].城市建设理论研究（电子版）,2015(25):864-865.
[5]文斯翔.探讨地层环境变化对地铁结构设计的影响[J].建筑工程技术与设计,2018(9):2514.
[6]王增吉,林云俊.地层环境变化对地铁结构设计的影响分析[J].四川水泥,2017(7):23.
论文作者:苏颂,齐佳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/5/14
标签：地层论文; 地铁论文; 建设单位论文; 结构设计论文; 环境论文; 结构论文; 土层论文; 《基层建设》2019年第5期论文;