运营地铁上盖建筑减振降噪技术措施的可行性研究 .pdfVIP

运营地铁上盖建筑减振降噪技术措施的

可行性研究

摘要：随着城市的不断变化更新及地铁线网的延伸发展，地铁上盖建筑在日

后的城市发展中将不可避免地会越来越多。但地铁作为城市主要交通工具之一，

在地铁运营期间亦将不可避免地给周边环境带来不利影响或干扰。根据物理研究

与分析，地铁运营所产生的振动能量沿轨道、道床传递到隧道结构衬砌上，再经

由隧道衬砌和周围地层、地基、基础、地下室结构等中间介质传至地面和上部建

筑，引发二次振动和噪音，直接干扰上盖建筑居民的日常生活和休息环境，大大

降低生活舒适度。为解决地铁运营对上盖建筑带来的振动和噪音等不利影响，需

在有限的空间内，从振动和噪音传递的路径入手，采用全方位、多角度、多学科

联合处理方式进行综合治理。

关键词：振动；噪音；减振降噪；地铁隧道；上盖建筑

1、项目背景

该项目位于广州市海珠区艺景路南侧，广东省第二师范学院东侧，运营地铁

三号线“广州塔～客村”区间盾构隧道位于该项目地块下方。地铁隧道外径约为

6m，地铁隧道之间的净距为8m，地铁隧道顶距离地面约16m。

其中该项目有3栋（A-1栋、A-2栋、B栋）超高层塔楼（36F~38F，

H=120m）位于地铁隧道正上方，地铁隧道上盖建筑拟设置一层地下室（基坑最大

开挖深度约7m）。为避免建筑结构荷载、桩基对地铁隧道产生的不利影响，地下

室结构底板转换梁底与地铁隧道顶的垂直净距离不小于1.5D（即9m）。因此

在双线地铁隧道间和隧道外侧各设置一排桩基础（共计3排），同时桩基础与隧

道结构边的最小水平净距离不小于3m，且双线隧道间的桩基础直径控制在2m范

围左右，以确保地下室底板结构转换梁的跨度不大于14m，为此对于超大的结构

荷载拟采用多次转换梁的结构转换型式。

2、岩土地质情况

根据钻孔揭露资料，场地内岩土类型自上而下划分主要有：人工填土、粉质

黏土、淤泥质土、中粗砂、残积粉质黏土、全风化含砾砂岩、强风化含砾砂岩、

中风化含砾砂岩、微风化含砾砂岩。对比地铁建设期间的勘察报告和该项目前期

的勘察报告得知，该场地内的地层岩土揭露较为一致，地铁隧道洞身主要位于中

风化岩中，地铁上盖基坑底位于粉质黏土层中。如下图所示：

场地典型地质剖面展开图

3、减振降噪研究方向

为解决该项目地铁运营期间对上盖建筑带来的振动和噪音等不利影响，研究

分析和解决地铁振动的处理技术需要从地铁振动传播的三维空间方向上分别从建

筑地基减振、建筑桩基础减振、建筑结构减振等多方面进行研究分析，并提出以

下两种解决地铁减振的技术措施和处理建议：

3.1结构底板转换梁底部与地基接触面的减振研究

为保证地铁隧道结构的安全，建筑结构需进行桩基础和地梁的大跨度转换处

理，梁体结构本身承受的上部荷载大，并在自重作用下大梁发生的挠度也大，若

大梁紧贴在地铁隧道上方的土层上，会造成上部建筑荷载通过地基传至隧道结构

上，导致地铁隧道结构下沉与椭变，同时地铁列车通过时产生振动的也会直接通

过地基传至梁体并传递至上部建筑。

为此，需在梁底和结构底板与地基的接触面设置减振褥垫层，褥垫层相当于

带弹簧的地基板，保证大梁的变形有足够空间从而减少上部建筑荷载传递至地铁

隧道结构上；同时褥垫层需要有足够的隔振和减振功能，吸收和分散地铁隧道传

递上来的振动。

褥垫层的设置要求较高，既要具有一定的刚度，以保证托换大梁的挠度变形

在可控范围内，又要具备足够的柔度，以保证托换梁没有或仅有少量可控荷载传

递至地铁隧道结构顶部；同时需具备一定的减振隔振吸能作用，只能让地铁隧道

振动不能或仅有可控的一小部分传递至地下室结构和地面建筑。

根据目前的相关研究和工程实践，可选用作为柔性垫层的材料（如：砂粒、

陶粒、橡胶粒、橡胶垫或发泡泡沫等）具有散体可移动、重量轻、柔性等功能特

点，可按照一定的配比混合来形成刚柔相济的褥垫层以吸收地铁传递的振动。如

下图所示：

地基褥垫层减振设计示意图

3.2大直径嵌岩桩基础承载变形特性与周边岩土体间的减振减阻研究

桩基础是上部建筑竖向荷载传力体系的重要部分，其所能承受的竖向垂直荷

载由桩体材料和地基岩土性质决定。桩基础在竖向荷载作用下会产生桩体向下弹

性压缩变形或持力层向下的压缩沉降，这种变形和沉降通过桩基础及周边岩土体

传递至地铁隧道结构两侧，将可能会裹挟隧