摘要：随着经济以及社会的不断发展，人们的出行方式受到非常大的影响，地铁逐渐代替公交成为城市内的主要交通运输方式，而地铁的铺设范围不断扩大对于人们的生活产生越来越大的影响作用。本文主要对地跌竖井施工过程中周边环境的响应进行分析，并标明和分析隔离排桩在降低累积沉降量以及差异沉降量上所起到的作用，从而为后续相关工程的设计和发展提供相应的借鉴和帮助。
关键词：地铁；竖井施工；周边环境相应；
1.前言
城市化的不断展开和发展，使得人们投入到交通运输建设的热情越来越高，而我国投入到地铁建设中的资金、技术、设备也呈现不断增多的趋势，各方面技术不断改进和完善。在地铁施工建设过程中竖井施工建设是其中的重要部分，它即是暗挖施工和盾构施工的重要通道也能够当作为地铁出入口或者是风道，相关的施工单位需要尤为重视竖井施工以及其施工过程中周边环境的响应。
2.地铁竖井施工
2.1竖井施工：
相较于基坑来说地铁竖竖井的开挖平面尺寸相对较小，还需要在侧并开孔施工横通道，从结构力学角度进行分析普通基坑和竖井之间华具备较大的差异，施工方法以及施工环境也存在非常大的不同之处，在和工程本身的施工环境以及施工要求相结合的基础之上开展相应的竖井施工工作能够有效的保证不同地铁工程施工都会存在不同的特点。本文在分析过程中将要更多的和某地铁施工建设中竖井施工中周边环境的相应进行分析以及研究。
2.2某地铁基本概况：
从穿越地层来讲地铁施工区域为比较典型的土—岩复合底层，填土、粉质黏土、砂土等组成上层的覆土，竖井施工区域周边有非常多的建筑物，这会给施工建设带来一定的困难。而周围最为典型的建筑之一就是一所的信息科技研究所，它本身是属于砖混结构，条形毛石为基础所在，竖井东西宽度为7.5m，南北长度为13.5m，开挖深度为28m。通过自上而下的方式对竖井进行挖深处理，也就是按照人工填土层—第四系中更新系统冲击粘性土和砂土—白垩系泥岩的顺序进行处理。其中为进一步对在此地层条件之下地铁竖井施工建设中所采用的倒挂井壁法的施工过程中周边场地以及建筑物的响应，同时还需要对在控制周边环境沉降变形过程中隔离排桩所起到的影响作用进行分析以及研究，从而为多个地铁竖井施工过程中能够有效减少其对周边环境所带来的影响提供一定的经验或方法，推动地铁竖井施工过程中隔离排桩对周边建筑所起到的保护作用。
2.3竖井结构：
在本次施工过程中所采用的竖井结构主要是倒挂井壁支护型式，通过支架立模现浇锁口圈，并使用C30钢筋混凝土对锁口圈进行浇筑处理；利用挂网喷锚和随挖随喷的逆作法施工方法对出去锁口圈以外的其他部位进行处理，保证井身为复合式衬砌结构，井底采用网喷混凝土进行初衬。
3.对周围环境响应进行监测
为了能够进一步掌握竖井施工过程中对周边环境所起到的影响作用，因此需要注重对竖井施工现场周围场地以及建筑物的变形情况进行掌握和分析，可以通过布置相应监测点的方式实时掌握相应的响应信息。
3.1地表沉降：
地表沉降是在竖井施工过程中所出现的一个必然反映，其中通过对地表沉降进行观测并绘制相应的竖井南北侧轴线断面沉降历时图，发现随着时间的逐步推进地面的沉降呈逐渐下降趋势。在竖井锁口圈结构施工完成之后整个的开挖过程就成为开挖面的卸荷过程，当荷载应力释放过程中会引起竖井坑底出现回弹隆起，支护结构会受到一定的带动作用从而出现隆起，之后在开挖逐渐深入的过程中沉降都较为明显，而当竖井开挖完成，竖井底板做之后地表沉降逐渐趋于稳定。
总的来说在竖井开挖过程中必然会引起地表变形，一般会呈现出随着竖井开挖不断深入地表沉降逐渐呈现出增大的趋势，而从沉降量和沉降点来说越靠近竖井位置的点位沉降量相较于距离较远点位的沉降量要大得多。
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3.2建筑物沉降：
一般来说地铁施工 周围必然会存在非常多的建筑，这些建筑物的沉降也是竖井施工中所需要观察和监测的重点部位。但通过对几个监测点进行观察和数据分析可以发现，建筑物的沉降总体来说呈现出略微隆起之后在沉降的变化趋势，建筑物的沉降也和竖井开挖之间呈现出正比例变化关系，当竖井开挖逐渐深入的时候建筑物的沉降量就会随之变大。但距离竖井越远的位置沉降量就会越小，越靠近竖井沉降量就会越大。而隔离排桩是能够有效预防或是避免建筑物沉降的措施，通过在竖井和建筑物之间设置隔离排桩的方式，可以进一步降低竖井开挖对周边环境所起到的影响，使得建筑物的累积沉降量能够控制到很小。
4.隔离排桩的作用
4.1开挖深度对差异沉降量的影响：
根据监测点的对于沉降量的监测反应进行分析，可以发现其中在第一阶段开挖过程中在达到16m之前，各个检测为止的差异沉降量趋于稳定，其中在16-20 m范围内时，差异沉降量相对较小；而在进入到20m之后时，差异沉降量极具增大，从总体上表现为随着开挖的不断深入发展，差异沉降量也会随之增长，此时的建筑物的倾斜趋势会愈加明显，建筑物的整体安全性和稳定性会受到一定的影响。以上就是通过监测点所观察到的开挖深度和差异沉降量之间的关联。
4.2无隔离排桩下的差异沉降量的变化：
以上开挖深度对差异沉降量所起到的影响作用都是隔离排桩的防作用之下所得出来的结论，但为进一步对隔离排桩作用进行突出和明确，可以在无隔离排桩作用下的差异沉降量的变化进行研究和分析，并将两者相对比实现明确隔离排桩作用的目的。其中在没有隔离排桩防护和支持的情况作用之下，建筑物出现沉降量基本倾斜将近达到国家所规定允许值0.002的界限，在此时建筑物已经受到非常大的影响和破坏。其中从图中可以看出建筑物基本差异沉降变化相对来说比较显著和稳定，这是在隔离排桩影响作用下所得出的结论。但在没有隔离排桩作用下，开挖深度和建筑物基本差异量的关系非常接近于线性，此时的差异沉降量比有隔离排桩作用下的沉降量高出四倍以上。由此可以看出在建筑物和竖井之间设置隔离排桩是非常重要的，能够有效的排除隐患保证建筑施工安全。
4.3隔离排桩本身的长度对建筑物基础基础差异沉降量的影响作用：
隔离排桩本身的长度对于其本身所能够达到的防护作用有着非常大的影响作用，一般来说竖井开挖会对隔离排桩两侧的力平衡造成一种破坏和影响，但隔离排桩能够有效的将传导向建筑物地基的力扩展到桩身下部的持力层，有效的控制累积沉降量或者是差异沉降量的提升，起到保护作用。但如果竖井开挖深度不断增加，一旦超出隔离排桩本身长度，它所能起到的阻断附加应力的阻断效应就会消失，原本由隔离排桩进行扩散的力将会全部由桩底的土体以及竖井内衬砌、支护来承受，无法在发挥自身降低差异沉降量的作用。
5.结束语
本文主要对地铁竖井施工过程中周边环境响应分析，对于地铁竖井施工建设来说，地表沉降以及周围建筑物沉降都是不可避免的，但通过在施工施加应力扩展到持力层的方式，隔离排桩可以起到较为明显的降低周围建筑物的沉降的作用，但在后续工程施工中使用隔离排桩还需要注重和实际情况相结合在一起，更好的发挥出隔离排桩的作用。
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论文作者:陶然
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/25
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