西安火车站地裂缝站房屋钢结构过程关键性问题研究

西安火车站地裂缝站房屋钢结构过程关键性问题研究

赵俊杰

中国中铁建工 陕西西安 710000

摘要：

随着近年来我国社会经济的不断发展，现代建筑行业也得到了显著的发展，而在时代背景和要求下，现代建筑理念也变得越来越具备艺术感，建筑不仅应该具备强大的使用价值，同时人们审美意识的提升也要求建筑具备突出的艺术美感。西安火车站作为承载着较多人流量的枢纽中心，受地区地质特征的影响，在建造过程中出现了地裂缝问题，严重影响了建筑的实用性，因此，在这一背景下，对西安火车站地裂缝站房屋钢结构过程关键性问题开展研究，不仅能够充分提升房屋的建筑使用价值，也能够在此基础上为西安地区的建筑设计提供一定的理论基础。

关键词：火车站；地裂缝；房屋钢结构；问题；措施

地裂缝是一种地质灾害，不仅会影响人民的生命财产安全，也会影响社会的稳定与发展。在现代社会中，地裂缝主要有房屋坍塌、道路变形以及对大型基础建筑设施的破坏等多种影响。从地裂缝的成因来看，目前研究主要有构造成因说、地下水超采成因说以及构造与地下水开采成因说。目前西安地区已经先后出现了14条地裂缝，总长度超过了120千米，主要成因由先前认为的过度开采地下承压水导致的地面不均匀沉降转变为地质构造成因。西安站作为全国铁路的客运站，是西安的重要交通枢纽之一，具有客流量大以及人员密集等特点，新建的候车室以及北站房是扩建的主要工程，对于提高火车站的客流运输量，缓解客流压力具有十分重要的影响，但在建造过程中存在的地裂缝问题导致房屋钢结构产生了较为严重的问题，不利于站房安全的有效构建，因此，对西安火车站地裂缝站房屋盖钢结构过程中存在的关键性问题进行分析具有十分重要的作用。

一、西安火车站地裂概述

西安火车站地裂缝是目前西安地区较为严重的地质灾害之一，现阶段西安现存的地裂缝多达14条之多，各地裂缝带之间呈1~1.5千米的不等距排列。从剖面来看，地裂缝呈上宽下窄的楔形，由上到下逐渐变窄，最深高达300多米，裂面相对粗糙，个别裂面有滑动的擦痕，倾角相对较陡。由于地面沉降而形成的数条黄土梁洼地貌，地裂缝主要发育在这种地貌中，形成南倾南降的垂直运动、水平张引和水平扭动趋势。其中水平位置的垂直位移具有较大的破坏效果。最新研究结果表示，西安地裂缝是内外动力耦合作用形成的结果，断层活动的影响下伴生了地裂缝，同时对地下水的过度抽取也加剧了地裂缝的活动及发展。

二、地裂缝站房屋盖钢结构设计优化的重要性分析

结合我国建筑方向的发展研究结果可以得出，在未来很长一段时间的发展中，我国铁路站房将以多元化的设计作为主要的发展方向，因此，在设计的过程中，如何有效排除地裂缝的影响，在尽可能的资金成本消耗下确保钢结构的设计满足日常使用的需求是当前设计工作者和建筑企业需要充分关注的问题。在建设和设计的过程中 ，部分企业想要在站房设计中进行优化，首先需要在保障工程质量的前提下对设计方案进行科学合理的分析，结合西安火车站的具体特点以及当前存在的地裂缝问题进行相应的管理和控制，从而有效保障工程建设的顺利开展，避免由于过度的成本问题而影响经济效益的获取。与此同时，大量的实际工作证明，一旦在工程设计中将技术与经济效益进行结合，制定相应的施工方案，便能够有效结合施工成本，形成合理的施工预算来开展工作。因此，结合地裂缝对西安火车站的站房屋盖钢结构设计进行优化对于科学设计成本预算，节约建筑成本和提升经济效益具有至关重要的作用。

三、地裂缝站房屋盖钢结构施工过程中需要注意的问题探讨

钢结构构件主要是钢材，具有可重复利用的特点，一般来看，建筑物使用寿命到了后会直接变成建筑垃圾，而钢结构材料的使用具有较强的环保性价值。因此，在站房屋盖钢结构的应用过程中应当着重注意钢结构材料的重复利用特征，尽可能减小由于建筑垃圾的影响而产生污染环境的现象；从另一方面来看，西安火车站附近的特殊的地势特征造成的地裂缝现象也会直接影响钢结构的安全性，因此，将安全问题作为施工过程中需要着重强调的问题至关重要。钢结构施工过程中的主要安全问题是安装人员与安装机械能够做到安全生产，对施工过程中安全事故风险的有效化解是重中之重。但还需要注重的安全问题是，施工过程中使用的钢材料材质是否合格，制作过程是否合格以及安装是否符合规范要求等都需要进行综合的考量，结合西安火车站具体的施工环境和施工条件出发，扎实的做好安全生产过程中的各个环节的工作，主动建立和形成安全责任生产机制和质量管理责任制度，从质量和安全方面狠抓落实，切实督促各项安全管理和质量管理工作的有效开展和高效提升。

四、西安火车站站房房屋钢结构过程中地裂缝防治措施探讨

在防治地裂缝地质灾害时，采取有效的避让措施是基础，相关研究表明，地裂缝变形以外的其他区域形成的地表垂直位移相对均匀稳定，在地裂缝的一侧布置建筑物比较安全和可靠。陕西省工程建设标准《 西安地裂缝场地勘察与工程设计规程》 ( DBJ61 -6—2006, J10821—2006) (以下简称“《规程》” )结合监测结果和相关工程施工经验对建筑物在地裂缝两侧的最小避让距离进行了规定。西安火车站附近的地裂缝无法完全避让，但结合相关建设经验可以从钢结构的设计要求出发以垂直位移为原则，进行有效的防治。

（一）北站房的防治措施

首先，西安火车站北站房的整体建筑跨越地裂缝长约200米，长此以往必然会拉裂建筑，在建筑设计的过程中可以采用化整为零的原则，不断优化建筑功能的设计，在地裂缝的主要区域将北站房拆封成3个建筑物，通过减少受力弯矩的方式使单个建筑物通过地裂缝的距离最短，这样便能够有效确保站房屋盖钢结构的有效设计和科学施工，实践研究表明，地裂缝从建筑物的边角通过时对建筑物安全性的影响最小。其次，还可以优化基础形式，通过箱型设计增加基础的稳定性，使站房屋盖钢结构具有较强的抗弯刚度，从而形成悬臂结构支撑上部结构，同时在地裂缝上盘基础底面埋设应力计, 预留注浆孔, 在基底埋设应力计, 应力明显减小时, 可在基底注浆加固；最后还可以增加建筑物的刚性，通过选择较好材质的钢结构来增强建筑抵抗差异沉降的能力。

（二）高架候车室的防治措施

由于高架候车室的结构形式类似于桥梁结构, 除加强建筑刚 度外, 优化基础 形 式, 可 采取以 下 方式。( 1) 简支结构形式, 在地裂缝附近将上部结构分布成若干“ 节” , 设置柔性连接, 在支座处设置可调结构。( 2) 为避免立柱本身破坏, 立柱应设置在《规范》规定的最小避让距离以外。这样一来，即使在地裂缝存在的情况下，上部钢架结构在三维空间上倾斜也能够避免形成错台导致建筑出现破坏。

结语

综上所述，在全新时代背景下的铁路站房是一项集合了众多交通方式的交通枢纽，所以更要求这项工作的开展要具备较强的多元化。常采用大跨度、大柱网空间结构体系来建造形成，由于结构设计所需的计算模型通常是恒定不变的，施工阶段中结构的几何形态、承受荷载、边界条件常受施工环境、施工工序、安装方法等影响而可能发生变化，因此研究西安火车站地裂缝站房屋盖钢结构施工过程中关键性问题具有深远意义。因此，希望在本文的研究下，对于这项工作的研究能起到更大的帮助作用，促进我国建筑水平的全面提升。

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