地鐵車站“PBA”洞樁法施工要點與難點探討

張立利

摘 要 “PBA”洞樁法作為時下主流地鐵車站修建工法之一，其具備地面沉降少、空間利用率高、靈活高效、安全可靠等眾多優(yōu)勢。本文圍繞地鐵車站“PBA”洞樁法的工法原理、工法特點、施工要點、施工難點與應對等展開全面探討，以期可以對廣大地鐵施工建設者有所裨益。

關鍵詞 地鐵車站;PBA洞樁法;施工要點;施工難點

1PBA洞樁法的工法原理與工法特點

1.1 工法原理

PBA洞樁法的工法原理是通過明挖與暗挖雙重施工予以結合后，實現(xiàn)基礎支撐的載荷承載體系，即當?shù)孛鏇]有施工基坑圍護結構的條件時，可以先采用暗挖的方式在地下先行掘出導洞，然后在洞內進行圍護邊樁以及樁頂縱梁的施工，進而使圍護樁、樁頂梁以及頂拱三個結構共同形成完整的樁（Pile）、梁（Beam）、拱（Arc）的支撐框架系統(tǒng)即PBA，以實現(xiàn)施工中承荷的作用。然后，在圍護樁以及頂拱的支撐防護下，逐層向下實施開挖作業(yè)以及內部結構的施工，并最終形成圍護樁與頂拱初支與內層二襯組合的永久承受荷載的支撐體系[1]。

1.2 工法特點

①由于長期降水會造成較大的施工成本，并且會影響地表結構穩(wěn)定性，因此該工法可利用無水的地層部位來進行有水區(qū)域的作業(yè)，在保障安全的同時還能夠保護地下水資源;②洞樁法采用鉆孔樁進行支護，可以有效控制沉降，相對更為安全可靠，沉降量一般在30㎜以內，相較于其他施工方法可減少周邊地面大范圍沉降的可能性;③洞樁法相對其他工法，廢棄部分的工程量不多，且結構受力達到的標準相當，相對更加經(jīng)濟合理;④洞樁法受跨度與層數(shù)的限制較小，且適用的范圍廣、沉降小，暗挖過程中對周邊臨近的地下構筑物有一定的保障，例如地鐵車站與周邊橋梁基礎或高層建筑距離較小時，洞內邊樁還可以發(fā)揮隔離樁的功能，更有利于保護構筑物基礎安全。⑤在施工作業(yè)方面，PBA洞樁法為機械化作業(yè)提供了較大的操作空間，更有利于提升工程進度。

2PBA洞樁法的施工技術要點

洞樁法施工遵循的原則是對區(qū)域分塊數(shù)量少，封閉速度快，盡量減少荷載轉移變化的次數(shù)以及地層被擾動的次數(shù)[2]。在導洞開挖以及主拱支護施工時，要按照“管超前，嚴注漿，短開挖，強支護，快封閉，勤量測”以及“先支護后開挖，開挖后及時支護”的原則實施作業(yè)。①采用超前小導管先行對地層進行注漿加固，隨后開挖鄰近橋梁樁側的小導洞，兩個小導洞開挖應保持一定的施工距離，間距應大于10米。結合施工實際合理選擇小導洞開挖工法，并噴射砼加強支護。②完成小導洞的開挖并做好相關支護后，可按照由內至外的順序采用特制鉆機跳孔進行鉆孔樁作業(yè)。然后采用導管法灌注砼，確保樁內的預埋鋼筋與樁頂冠梁鋼筋進行連接，并在樁頂施作頂冠梁。③在開挖的導洞內進行主體拱部格柵鋼架拱腳的施工，拱腳間縱向距離保持為0.5米左右，與導洞內的格柵鋼架提前預留好的接頭做好連接。④完成拱腳以及主體拱部的搭設后，要及時立模對拱架及其背后的空隙位置進行回填。⑤對主體斷面的拱部采用超前小導管進行注漿加固后，開挖導洞間拱部位置的土體，然后在拱部位置搭設格柵鋼架，進行初期支護施工，如有需要時還應當設置臨時豎撐來進行防護。⑥當拱腳部位回填砼與主拱初期支護達到設計強度后，先將臨時豎撐拆除，隨后開始開挖土體，當達到土體中板以下的特定位置時，可以進一步拆除結構斷面部位的格柵鋼架。在拆除的過程中要進行嚴密的監(jiān)測，對各項數(shù)據(jù)指標進行周詳?shù)挠涗洠栏癜凑占榷ǖ氖┕し桨高M行作業(yè)，確保拆除工作安全。⑦拆除完成后進行邊墻以及拱部防水層鋪設，并及時施作二襯，在站廳層位置封閉成環(huán)，邊墻處按設計預留鋼筋。⑧防水層鋪設完成后向下挖掘至鋼管撐以下50cm標高位置時，可于樁間噴射厚5cm的C20砼找平，根據(jù)現(xiàn)場情況合理選擇加固方式，如注漿或架設鋼管撐等。⑨完成找平后繼續(xù)開挖至基底標高位置，隨后在樁間范圍內噴射砼施作底板墊層。⑩地板墊層施作后再施工防水層，并鋪設細石砼作為保護，隨后澆筑底板及一部分的邊墻。邊墻預留的水平施工縫應在高于底板表面1.5m以上墻體的位置。當?shù)装屙诺膹姸冗_到標準強度后方可拆除鋼管撐，采用錯開的方式拆除，并對側墻進行防水層鋪設施工，然后澆筑側墻砼連接上層邊墻。上述工序完成后進行車站內部結構的施工作業(yè)，此時地鐵車站完成土建部分的施工內容。

3PBA洞樁法的施工難點與應對策略

3.1 導洞開挖施工

（1）施工難點：由于地鐵車站主體相鄰導洞間的距離較小，因此，容易在開挖過程中對彼此造成影響，為減小開挖中導洞相互之間的影響，務須要制定嚴密的導洞開挖順序及施工方案，以有效控制群洞施工時的地面沉降量，并最大限度減少對周邊的環(huán)境及構筑物、管線等的影響。

（2）應對策略：首先，在導洞開挖過程中，要根據(jù)地鐵車站的施工特點確定導洞開挖及支護順序，且施工中須嚴格依循“先上后下、先邊后中”的順序進行導洞開挖并及時做好支護工作。其次，在開挖過程中進行嚴密的測量監(jiān)控，以為各項開挖參數(shù)及施工方案的制定提供依據(jù)，并確保施工過程中的安全性。另外，嚴格控制超前導洞的施工質量，使超前導洞之間的橫向、縱向保持一定距離，盡量減少開挖作業(yè)時洞與洞之間的影響。最后，在小導洞施工環(huán)節(jié)要減少分階段開挖間的時間跨度，降低對地層的擾動，同時還要及時做好早期支護，盡快地封閉撐環(huán)，以最大限度減少洞體變形或沉降發(fā)生的可能。

3.2 主體結構扣拱

（1）施工難點：由于主拱地層的軟弱土質往往含有地下水較多，因此，如若施工控制不當極易引發(fā)塌陷等安全事故。通常，單個主拱部位開挖時的跨度較大，若采用雙跨時，開挖跨度會更大，難度也更高，并且對中部導洞土層主拱開挖時的影響也較大;而當車站結構頂部管線與車站施工同步進行時，若拱頂?shù)奈鬯艿莱霈F(xiàn)滲漏，則會對洞內開挖造成十分不利的影響，因此，嚴加管控確保施工中管線不出現(xiàn)滲漏就成為本項目施工的難點。

（2）應對策略：對于開挖跨度較大的問題，在制定開挖方案時可采用分步開挖，盡量避免大跨度開挖，并且通過合理組織施工減小各工序施作的循環(huán)時間，迅速形成閉合環(huán)路，以保障開挖的安全性及高效性。其次，在鄰近地下管線施工時，應結合施工實際情況對開挖前方的地質水文情況做好充分的調研，對有可能發(fā)生風險的地段要做好超前預報。如若出現(xiàn)滯水的情況，須及時采用探空方式將滯水導排后再進行水泥漿回填。對于管線附近開挖時，要先用超前管線進行探測，并通過小導管注漿、格柵鋼架、雙層鋼筋網(wǎng)等加固方式做好防護。此外，在施工管理方面，應對施工全程進行嚴密的監(jiān)測，結合現(xiàn)場的反饋數(shù)據(jù)信息進行相關參數(shù)的調整，以有效規(guī)避開挖過程中洞室拱頂及管線的沉降問題，如若監(jiān)測過程中出現(xiàn)數(shù)值變化過大時就要引起充分的重視，一旦變形速率或變形量超過允許值則應馬上啟動相應的應急預案，并根據(jù)方案部署強化各項支護工作，如超前加固、初期支護、增設臨時支護或變更開挖方案等，以在確保施工安全的前提下進行開挖。最后，在拆除相應的臨時支撐時，應對相應位置做好同步監(jiān)控量測。

3.3 交叉口施工

（1）施工難點：地鐵車站交叉口位置的施工是重要部位，并且由于受力的轉換較多，結構設計較為復雜，容易失穩(wěn);另外，交叉口部位作業(yè)面較小，因此，在進行施工安排時往往會受到較多因素的限制而影響整體施工工期。

（2）應對策略：a.對于交叉口部位，在結構設計時可考慮采用組合拱梁結構，即縱梁分配鋼筋砼拱腳，橫梁連接初支格柵進行承載，在主拱開挖時運用側向開口加強環(huán)來對結構做支護，并做好臨時豎撐，拱腳作用在縱梁上。b.側向開口部位運用管棚支護與注漿加固，臨時豎撐應設置兩排，并將豎撐支承于導洞壁上。主拱施工10～20米后進行交叉口組合拱梁的施作。圈梁站廳層閉合成環(huán)后將臨時豎撐及拱梁侵入二襯斷面的部分拆除，開挖核心土并進行通道二次襯砌。另外，為了提高施工進度，可以在左右線間盡量形成平行作業(yè)條件以方便施工[3]。

3.4 逆作結構防水

（1）施工難點：地鐵車站施工空間有限，并且由于多為地下工程，因此，極易因防水板預留與保護問題等而出現(xiàn)滲漏水問題。在逆作結構縫下部位的砼澆搗工作中，極易因砼質量缺陷或施工操作不規(guī)范等因素的存在而導致施工縫不夠密實而產(chǎn)生滲漏水等質量問題，嚴重時還會影響結構的正常使用。

（2）應對策略：首先，預留施工縫時應盡量選擇在結構剪力較小的位置，并且要留有一定的施工操作空間，方便后期邊墻砼澆搗。其次，要對施工縫隙多設防線，例如除了結構防水外還應增加各類材料封堵或注漿等方式提高防水性能。

4結束語

作為于地鐵車站修建中運用極為廣泛的成熟工法，洞樁法（“PBA”法）具備諸多其他工法所不及的優(yōu)勢，但“金無足赤”，該工法亦有相應的不足與短處。而為促使作業(yè)施工順利開展直至完成，相應施工管理者務須牢牢掌握施工各階段的要點與難點，抓好細節(jié)，把好關鍵，立創(chuàng)優(yōu)質項目造福民眾。

參考文獻

[1] 張耀軍.多跨地鐵車站洞樁法施工及控制技術研究[J].城市軌道交通研究，2019，22（5）：155-159.

[2] 孫斌，楊磊.石家莊地鐵洞樁法車站施工典型質量問題分析與控制措施[J].工程質量，2019，37（10）：23-28.

[3] 王新安.地鐵暗挖車站“PBA”洞樁法施工主要安全控制措施[J].技術與市場，2019，26（9）：115，117.