關(guān)于半逆作法條件下地鐵基坑的變形控制及環(huán)境效應分析

[摘要]地鐵在實際應用過程中可以為人們提供更加安全及便捷的特征，并且能源消耗率較低，可以有效緩解城市交通壓力，為人們提供更加優(yōu)質(zhì)生活品質(zhì)。但是地鐵基坑開挖深度在不斷增加之后，對于基坑變形控制要求更加嚴苛，原有地鐵基坑變形控制技術(shù)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)階段地鐵施工建設(shè)實際需求，并且在實際應用過程中也存在一定局限性。半逆作法在應用過程中具有良好受力性能，同時對周圍建筑影響較小，和傳統(tǒng)地基基坑變形控制技術(shù)相比較，具有良好應用前景。本文在對半逆作法條件下地鐵基坑的變形控制及環(huán)境效應分析研究中，以我國某地鐵基坑工程作為研究案例，對半逆作法研究現(xiàn)狀作為切入點，進而對地鐵基坑的變形控制及環(huán)境效應進行系統(tǒng)分析。

[關(guān)鍵詞]半逆作法；地鐵基坑；變形控制；環(huán)境效應

地鐵工程具有良好特征，基坑建設(shè)規(guī)模要遠遠小于常規(guī)基坑建筑，同時大部分呈現(xiàn)狹長形狀。基坑在施工建設(shè)過程中，開挖深度較淺，并且地質(zhì)穩(wěn)定性較高，所以通過順作法開展施工建設(shè)。但是在基坑地質(zhì)條變差的環(huán)境下，對地鐵基坑變形控制要求十分嚴苛，這就需要對地鐵施工方法及施工工藝進行重新考慮。半逆作法有效將不同類別作法相結(jié)合，有效降低地鐵工程施工過程中加固土數(shù)量，基坑變形控制也更加容易，對周圍建筑所造成的影響降低。

1、半逆作法研究現(xiàn)狀

我國地鐵建筑工程數(shù)量在不斷增加過程中，基坑深度及變形控制要求也更加嚴苛。現(xiàn)階段，地鐵深基坑工程所應用的支護方法很多，任何一種支護方法都具有針對性應用環(huán)境，所以需要保證支護方法選擇科學合理，進而提升地鐵基坑工程施工安全性。

1.1半逆作法對土體變形所造成的影響

近幾年，國內(nèi)外研究人員都會逆作法及順作法等施工條件進行分析研究，了解半逆作法對土體變形控制進行了全面分析研究。例如，著名研究人員peck在分析研究過程中，按照檢測部門實地勘測得到的數(shù)據(jù)，以順作法作為切入點，對地表沉降及變化范圍進行了解，進而為計算提供了針對性計算方法；侯學淵著名研究人員按照工程勘測結(jié)果，以有限元計算方法作為切入點，在逆作法背景之下，對墻體進行細致劃分，同時提出沉降驗證方程。

1.2半逆作法應用實際情況

逆作法在1933年由日本研究人員提出，同時在1935年在地鐵工程內(nèi)施工建設(shè)內(nèi)應用。逆作法在多年分析研究之后，逆作法在理論及實踐層面上取得了顯著研究成果。現(xiàn)階段，逆作法在地鐵、隧道等建筑工程內(nèi)廣泛應用。我國對于逆作法研究及實踐時間較短，首次應用是在1955年哈爾濱地下人防工程內(nèi)，其中具有代表性的工程是上海市地鐵一號線施工，取得了顯著環(huán)境效益及經(jīng)濟效益。

2、工程實例概況

某地鐵一號線具有兩個換乘站，整個工程長度為282m，工程寬度為25m，基坑挖掘深度控制在28m左右，墻體結(jié)構(gòu)為地下連續(xù)墻。該地鐵工程基坑在施工建設(shè)過程中，周圍具有較多建筑物，同時和地鐵施工現(xiàn)場之間距離較近，這也就對地鐵工程基坑變形要求越加嚴苛。在地鐵車站兩側(cè)一共具有8個建筑物，和工程基坑之間距離僅僅為6m，其中包含較多低下管線，在施工建設(shè)過程中需要對周圍建筑物進行保護。

3、半逆作條件下地鐵施工周圍土體變形分析

3.1地鐵基坑工程中對周圍土體及環(huán)境影響因素

3.1.1基坑降排水

地鐵基坑在降排水過程中，主要通過輕型經(jīng)點及噴射井點，主要作用就是對地鐵在降雨過程中出現(xiàn)的積水情況。基坑降排水工程開展過程中，降水可能對地鐵工程土體結(jié)構(gòu)造成應力影響，進而造成地鐵土層出現(xiàn)沉降問題。地鐵工程基坑降排水因素不僅僅對地鐵土體造成嚴重影響，同時對周圍建筑物也會造成嚴重影響，這就需要對地鐵工程施工工藝及管理進行完善。

3.1.2基樁及圍護樁施工因素

地鐵工程樁基在進行施工建設(shè)過程中，特別是采取人工挖孔樁建設(shè)中，在軟土地層在施工建設(shè)過程中，地鐵工程施工非常容易出現(xiàn)不良影響。所以，地鐵工程變形控制要求要是較為嚴苛，或者是城市密集較高區(qū)域內(nèi)，并不適合應用這種樁型。

圍護樁主要分為三種類別，分別為水泥土攪拌樁、沉管灌注樁、鉆孔灌注樁。圍護樁結(jié)構(gòu)在實際施工建設(shè)過程中，對于周圍環(huán)境影響較為嚴重，所以在施工建設(shè)過程中非常容易受到挖掘等因素影響，進而造成地鐵基層施工建設(shè)出現(xiàn)臨空情況，增加地鐵土體出現(xiàn)偏移問題。

3.1.3土方開挖

地鐵基坑變形另一個影響因素為土方開挖。但是地鐵基坑在進行規(guī)劃過程中，土方開挖對難以環(huán)境效應定量分析，現(xiàn)階段主要還是通過定性分析，同時需要將不同土層分開挖掘，有效縮短基坑挖掘時間。與此同時，提高土方開挖質(zhì)量，對基坑位移進行動態(tài)性監(jiān)控，降低土方開挖對環(huán)境所造成的影響。

3.2工程結(jié)果分析

地鐵基坑在施工建設(shè)過程中，應用順作法進行施工，隧道出現(xiàn)位移速率最高，半逆作法及逆作法在應用過程中，二者出現(xiàn)位移可能性較低。這三種施工工藝在應用過程中都會出現(xiàn)不同程度沉降，但是其中最為嚴重的為順作法。簡而言之，半逆作法及逆作法在應用過程中，具有良好地鐵基坑變形控制效果，并且差距并不顯著。

結(jié)論：

通過實例案例分析，半逆作法可以有效將順作法及逆作法相結(jié)合，可以有效降低地鐵工程施工時間及成本。要是從變形控制及環(huán)境效益層面開支，半逆作法也具有良好變形控制性能，特別適合推廣。