暗挖地鐵車站PBA工法邊樁施工分析

吳陽

(中鐵七局集團第二工程有限公司 遼寧沈陽 110000)

隨著城市化進程的不斷發展，城市軌道交通也在快速地發展。地下軌道交通建設多修建于城市區域，對臨近建筑物、地下管線、城市交通造成一定的影響，因此出現了一種新的施工方法——洞樁法。暗挖洞樁法（Pile-Beam-Arch-method，PBA）是一種靈活多變的施工方法，可以建造具有不同結構層數和距離的車站[1-2]，能更好地適應復雜的地下環境，有效地降低施工對周邊環境的影響，因此被廣泛應用于環境復雜的地鐵車站修建中[3]。張嘉樹等人[4]通過有限元分析，對洞樁法地鐵車站邊樁變形進行了研究，研究表明：邊樁在外側土壓力的荷載下會向車站內部發生偏移。鮑凱等人[5]對單層導洞車站進行了樁基沉降計算，提出了單層導洞洞樁法車站邊樁的計算方法。袁羊扣等人[6]基于修正-荷載結構模型并結合實測數據對邊樁變形進行了研究，研究表明：修正后的結構模型對邊樁的計算與實測數據較為吻合。邊樁施工是洞樁法施工中的重點，基于此，本文以實際工程為依托，對邊樁主要施工技術進行研究，以保障施工安全進行。

1 工程概況

三好街站為暗挖島式站臺車站，車站有效站臺寬度14 m，車站主體為地下雙層三跨度結構，由柱、梁、拱等構件組成，采用豎向結構受力體系。車站總長220.7 m。標準段寬度為22.7 m，標準段高度為15.6 m，頂板覆土厚度約7.0 m，車站采用PBA工法施工。車站主體平面圖如圖1所示。

圖1 車站主體平面圖

2 工程施工風險源分析

1號豎井在豎井一側有地下一層地上22層的金科大廈，為一級風險源；2 號豎井在1 號豎井周邊，2 號豎井在橫通道一側有盛京醫院地下停車場，為一級風險源，1、2 號豎井的分布在道路兩側，3 號豎井位于車站右側；3號兩側均有建筑物，靠近豎井一側的是南湖五金工具交易中心。豎井及其建筑物位置如圖2所示。

圖2 豎井及其建筑物位置

3 邊樁安裝主要施工技術

3.1 邊樁施工流程

邊樁采用φ1000@1400 特制反循環灌注樁施工，施工順序見圖3。

圖3 邊樁施工流程圖

3.2 人工挖孔護壁

邊樁胡同采用人工挖空護壁，厚度為10 cm，深度1.5～2.0 m，護筒內徑大于鉆頭20 cm，護套按設計樁位中心線10 cm埋深，開孔直徑1.2 m，在護筒頂部開鑿出漿孔，其高度應高于小導孔的底部。因此，溢出的淤泥可以被回收到沉淀池中。

3.3 泥漿拌制

開孔使用的泥漿采用優質膨潤土制作，泥漿比重如表1所示。

表1 泥漿比重、泥漿粘度表

泥漿制備與測試技術要求：對泥漿進行收集，測定樣品性能標準，并進行測試，保證泥漿在鉆孔中達到標準。配置好的泥漿，應進行攪拌，時間間隔為8 h，并進行記錄新調配的泥漿要放一段時間，通常要放置24 h，通過檢測后方可使用。

3.4 鉆進

鉆進時要嚴格控制進尺，在刀腳部位要防止緩慢地鉆進，這樣刀腿就會形成牢固的泥漿護壁。鉆到刀底1 m 后，可根據土壤條件，以正常的速度進行鉆孔。在進行打井前，要觀察井面、水位，以保證井腳不漏水。在鉆井過程中，要注意觀察砂石的出渣量，控制鉆速，保證施工的順利進行。鉆井速率的控制敘述如下。

（1）在砂質土壤或含有少量礫石的砂土地層中，進尺和轉速都不能過快，以免造成鉆頭吸水或排渣管道阻塞。

（2）在遇到較高含水量和容易出現塌孔的粉砂土時，為了減小攪拌粉土的影響，采用低速鉆孔，提高進尺速度，防止出現膨脹或崩塌。當水泵的額定流量大于實際流量時，可有效降低砂石泵的出口閥的開度，從而減少水流對孔壁的沖刷。

（3）在加接鉆桿時，應先停止鉆孔，將鉆具從孔底拔出80～100 mm，保持沖洗液1～2 min，清理孔底部，清除管中的鉆渣，再停泵，重新連接鉆桿。

3.5 樁成孔質量檢驗

檢查方法：使用工具，操作方法（與施工場地相結合），與容許的偏差應按表2的要求進行。成孔質量檢驗方法如表2所示。

表2 成孔質量檢驗方法表

3.6 鋼筋籠制作

3.6.1 基本要求

（1）鋼筋進場后按批次、規格分類架空堆放，標示清楚、妥善保管，以防污染、生銹。

（2）用于鋼筋機械接頭的套筒必須具有產品合格證書，并在證書上標明套筒類型、生產單位、生產日期、生產日期、原材料的機械性能和生產質量。

（3）根據鋼筋母材的類型，選用用于鋼筋籠的電極。選用E50系列焊條進行HRB400鋼筋的焊接。

3.6.2 鋼筋籠制作

鋼筋籠按其長度在加工車間內進行分段加工。分節輸送到導向孔中進行安裝。鋼筋籠子的每節主筋都是以直螺紋形式進行的。鋼筋籠的制造是其核心工序，首先要按照規定的長度，然后在操作臺上進行滾絲，確保絲口與鋼筋的軸線保持一致。

（1）按照設計的尺寸制作鋼筋圈（箍筋），并標明其位置。（2）將主筋置于平坦的平臺，并標示出加強筋的位置。（3）利用前一次加勁筋的標志在準主筋中間加勁筋，將其扶正，使之與主筋垂直后進行焊接。按照這個步驟，將所有的鋼筋焊接到一條主筋上。（4）每一根骨頭都要有一人旋轉，其余的主筋都要焊接。（5）將骨架隔于支架上，套入螺旋盤筋，按設計位置布好螺旋筋，然后電焊牢固。（6）由于現場施工條件有限，導洞高度為5 m，所以鋼筋籠采用分節制作，每節之間主筋采用套筒直螺紋連接，每節長度3～3.5 m。

3.7 邊樁灌注

鋼筋籠安裝完畢后，在水下進行C30 混凝土的灌注，其坍落度在180～220 mm之間。

（1）安裝管道，由300 mm直徑的鋼管構成，接頭應緊密牢固，使用之前先試拼、編號，并進行隔水管通過測試，確保管道不漏水，在底部不要設置法蘭，以防鋼筋籠纏繞，其余管道長度為2 m一節。導管下端與孔底之間的距離應該在30～50 cm之間。在澆注時，管道必須在2～3 m內埋深，并隨升移時移，不能與鋼筋籠發生碰撞。

（2）混凝土灌注時，必須測量孔深，并記錄管道的埋深，并嚴格按技術規范要求進行管道埋入，保證管道深度在指定的范圍之內，超出規范的情況下，必須立即拆除。

（3）在拆除導管之前，必須精確地測量混凝土頂部到參考平面的高度，并計算導管的深度，以保證導管不會產生超深、空等問題。

（4）混凝土澆筑至樁頂設計標高處，不得有浮渣、淤泥等。

4 鋼管柱安裝施工工藝

鋼管柱是車站結構的主要承載和受力構件，其施工質量對整個車站的施工和主體結構的安全和穩定都有很大的影響，所以對鋼管柱的加工、安裝、澆注、梁板的安裝都要進行嚴格的控制。

鋼筋籠安裝完畢后，在水下進行C30 混凝土的灌注，其坍落度在180～220 mm之間。首先是鋼筋籠，然后是鋼管的定位，最后是注漿。鋼管柱由工廠加工，現場采用螺栓固定，并在導孔內進行分段吊裝。管柱的直徑800 mm、孔徑1 200 mm，護壁后的凈空為1 000 mm。鋼管柱參數如表3所示。

表3 鋼管柱參數

鋼管柱長度為3～4 m，鋼管柱按照規范要求進行施工。鋼管柱子的制造和安裝允許的偏差如表4所示。

表4 鋼管柱制作安裝允許誤差

在主體上部中導洞開挖鉆孔樁的同時，還在進行底部縱梁的施工。下縱梁上端精確地預先埋設了鋼管柱的連接凸緣，在法蘭中預先埋設了鋼管柱的錨固筋。采用串籠法將鋼管和柱子之間的鋼筋籠連接起來，在豎直度達到要求后，將鋼管柱和護墻之間用砂石進行加固，然后用水泥封住上下孔，然后進行鋼管柱砼澆筑。

5 結語

綜上所述，科學合理的邊樁施工技術，能夠更好地適應暗挖地鐵車站復雜的環境，減少對周邊建筑物及路面交通的影響。在邊樁施工技術應用時，應根據項目工程環境，對風險源提出針對性控制措施，選擇相應的施工方法，以此更好地保障施工質量。