地铁车站“PBA”洞桩法施工要点与难点探讨

张立利

摘 要 “PBA”洞桩法作为时下主流地铁车站修建工法之一，其具备地面沉降少、空间利用率高、灵活高效、安全可靠等众多优势。本文围绕地铁车站“PBA”洞桩法的工法原理、工法特点、施工要点、施工难点与应对等展开全面探讨，以期可以对广大地铁施工建设者有所裨益。

关键词 地铁车站;PBA洞桩法;施工要点;施工难点

1PBA洞桩法的工法原理与工法特点

1.1 工法原理

PBA洞桩法的工法原理是通过明挖与暗挖双重施工予以结合后，实现基础支撑的载荷承载体系，即当地面没有施工基坑围护结构的条件时，可以先采用暗挖的方式在地下先行掘出导洞，然后在洞内进行围护边桩以及桩顶纵梁的施工，进而使围护桩、桩顶梁以及顶拱三个结构共同形成完整的桩（Pile）、梁（Beam）、拱（Arc）的支撑框架系统即PBA，以实现施工中承荷的作用。然后，在围护桩以及顶拱的支撑防护下，逐层向下实施开挖作业以及内部结构的施工，并最终形成围护桩与顶拱初支与内层二衬组合的永久承受荷载的支撑体系[1]。

1.2 工法特点

①由于长期降水会造成较大的施工成本，并且会影响地表结构稳定性，因此该工法可利用无水的地层部位来进行有水区域的作业，在保障安全的同时还能够保护地下水资源;②洞桩法采用钻孔桩进行支护，可以有效控制沉降，相对更为安全可靠，沉降量一般在30㎜以内，相较于其他施工方法可减少周边地面大范围沉降的可能性;③洞桩法相对其他工法，废弃部分的工程量不多，且结构受力达到的标准相当，相对更加经济合理;④洞桩法受跨度与层数的限制较小，且适用的范围广、沉降小，暗挖过程中对周边临近的地下构筑物有一定的保障，例如地铁车站与周边桥梁基础或高层建筑距离较小时，洞内边桩还可以发挥隔离桩的功能，更有利于保护构筑物基础安全。⑤在施工作业方面，PBA洞桩法为机械化作业提供了较大的操作空间，更有利于提升工程进度。

2PBA洞桩法的施工技术要点

洞桩法施工遵循的原则是对区域分块数量少，封闭速度快，尽量减少荷载转移变化的次数以及地层被扰动的次数[2]。在导洞开挖以及主拱支护施工时，要按照“管超前，严注浆，短开挖，强支护，快封闭，勤量测”以及“先支护后开挖，开挖后及时支护”的原则实施作业。①采用超前小导管先行对地层进行注浆加固，随后开挖邻近桥梁桩侧的小导洞，两个小导洞开挖应保持一定的施工距离，间距应大于10米。结合施工实际合理选择小导洞开挖工法，并喷射砼加强支护。②完成小导洞的开挖并做好相关支护后，可按照由内至外的顺序采用特制钻机跳孔进行钻孔桩作业。然后采用导管法灌注砼，确保桩内的预埋钢筋与桩顶冠梁钢筋进行连接，并在桩顶施作顶冠梁。③在开挖的导洞内进行主体拱部格柵钢架拱脚的施工，拱脚间纵向距离保持为0.5米左右，与导洞内的格栅钢架提前预留好的接头做好连接。④完成拱脚以及主体拱部的搭设后，要及时立模对拱架及其背后的空隙位置进行回填。⑤对主体断面的拱部采用超前小导管进行注浆加固后，开挖导洞间拱部位置的土体，然后在拱部位置搭设格栅钢架，进行初期支护施工，如有需要时还应当设置临时竖撑来进行防护。⑥当拱脚部位回填砼与主拱初期支护达到设计强度后，先将临时竖撑拆除，随后开始开挖土体，当达到土体中板以下的特定位置时，可以进一步拆除结构断面部位的格栅钢架。在拆除的过程中要进行严密的监测，对各项数据指标进行周详的记录，并严格按照既定的施工方案进行作业，确保拆除工作安全。⑦拆除完成后进行边墙以及拱部防水层铺设，并及时施作二衬，在站厅层位置封闭成环，边墙处按设计预留钢筋。⑧防水层铺设完成后向下挖掘至钢管撑以下50cm标高位置时，可于桩间喷射厚5cm的C20砼找平，根据现场情况合理选择加固方式，如注浆或架设钢管撑等。⑨完成找平后继续开挖至基底标高位置，随后在桩间范围内喷射砼施作底板垫层。⑩地板垫层施作后再施工防水层，并铺设细石砼作为保护，随后浇筑底板及一部分的边墙。边墙预留的水平施工缝应在高于底板表面1.5m以上墙体的位置。当底板砼的强度达到标准强度后方可拆除钢管撑，采用错开的方式拆除，并对侧墙进行防水层铺设施工，然后浇筑侧墙砼连接上层边墙。上述工序完成后进行车站内部结构的施工作业，此时地铁车站完成土建部分的施工内容。

3PBA洞桩法的施工难点与应对策略

3.1 导洞开挖施工

（1）施工难点：由于地铁车站主体相邻导洞间的距离较小，因此，容易在开挖过程中对彼此造成影响，为减小开挖中导洞相互之间的影响，务须要制定严密的导洞开挖顺序及施工方案，以有效控制群洞施工时的地面沉降量，并最大限度减少对周边的环境及构筑物、管线等的影响。

（2）应对策略：首先，在导洞开挖过程中，要根据地铁车站的施工特点确定导洞开挖及支护顺序，且施工中须严格依循“先上后下、先边后中”的顺序进行导洞开挖并及时做好支护工作。其次，在开挖过程中进行严密的测量监控，以为各项开挖参数及施工方案的制定提供依据，并确保施工过程中的安全性。另外，严格控制超前导洞的施工质量，使超前导洞之间的横向、纵向保持一定距离，尽量减少开挖作业时洞与洞之间的影响。最后，在小导洞施工环节要减少分阶段开挖间的时间跨度，降低对地层的扰动，同时还要及时做好早期支护，尽快地封闭撑环，以最大限度减少洞体变形或沉降发生的可能。

3.2 主体结构扣拱

（1）施工难点：由于主拱地层的软弱土质往往含有地下水较多，因此，如若施工控制不当极易引发塌陷等安全事故。通常，单个主拱部位开挖时的跨度较大，若采用双跨时，开挖跨度会更大，难度也更高，并且对中部导洞土层主拱开挖时的影响也较大;而当车站结构顶部管线与车站施工同步进行时，若拱顶的污水管道出现渗漏，则会对洞内开挖造成十分不利的影响，因此，严加管控确保施工中管线不出现渗漏就成为本项目施工的难点。

（2）应对策略：对于开挖跨度较大的问题，在制定开挖方案时可采用分步开挖，尽量避免大跨度开挖，并且通过合理组织施工减小各工序施作的循环时间，迅速形成闭合环路，以保障开挖的安全性及高效性。其次，在邻近地下管线施工时，应结合施工实际情况对开挖前方的地质水文情况做好充分的调研，对有可能发生风险的地段要做好超前预报。如若出现滞水的情况，须及时采用探空方式将滞水导排后再进行水泥浆回填。对于管线附近开挖时，要先用超前管线进行探测，并通过小导管注浆、格栅钢架、双层钢筋网等加固方式做好防护。此外，在施工管理方面，应对施工全程进行严密的监测，结合现场的反馈数据信息进行相关参数的调整，以有效规避开挖过程中洞室拱顶及管线的沉降问题，如若监测过程中出现数值变化过大时就要引起充分的重视，一旦变形速率或变形量超过允许值则应马上启动相应的应急预案，并根据方案部署强化各项支护工作，如超前加固、初期支护、增设临时支护或变更开挖方案等，以在确保施工安全的前提下进行开挖。最后，在拆除相应的临时支撑时，应对相应位置做好同步监控量测。

3.3 交叉口施工

（1）施工难点：地铁车站交叉口位置的施工是重要部位，并且由于受力的转换较多，结构设计较为复杂，容易失稳;另外，交叉口部位作业面较小，因此，在进行施工安排时往往会受到较多因素的限制而影响整体施工工期。

（2）应对策略：a.对于交叉口部位，在结构设计时可考虑采用组合拱梁结构，即纵梁分配钢筋砼拱脚，横梁连接初支格栅进行承载，在主拱开挖时运用侧向开口加强环来对结构做支护，并做好临时竖撑，拱脚作用在纵梁上。b.侧向开口部位运用管棚支護与注浆加固，临时竖撑应设置两排，并将竖撑支承于导洞壁上。主拱施工10～20米后进行交叉口组合拱梁的施作。圈梁站厅层闭合成环后将临时竖撑及拱梁侵入二衬断面的部分拆除，开挖核心土并进行通道二次衬砌。另外，为了提高施工进度，可以在左右线间尽量形成平行作业条件以方便施工[3]。

3.4 逆作结构防水

（1）施工难点：地铁车站施工空间有限，并且由于多为地下工程，因此，极易因防水板预留与保护问题等而出现渗漏水问题。在逆作结构缝下部位的砼浇捣工作中，极易因砼质量缺陷或施工操作不规范等因素的存在而导致施工缝不够密实而产生渗漏水等质量问题，严重时还会影响结构的正常使用。

（2）应对策略：首先，预留施工缝时应尽量选择在结构剪力较小的位置，并且要留有一定的施工操作空间，方便后期边墙砼浇捣。其次，要对施工缝隙多设防线，例如除了结构防水外还应增加各类材料封堵或注浆等方式提高防水性能。

4结束语

作为于地铁车站修建中运用极为广泛的成熟工法，洞桩法（“PBA”法）具备诸多其他工法所不及的优势，但“金无足赤”，该工法亦有相应的不足与短处。而为促使作业施工顺利开展直至完成，相应施工管理者务须牢牢掌握施工各阶段的要点与难点，抓好细节，把好关键，立创优质项目造福民众。

参考文献

[1] 张耀军.多跨地铁车站洞桩法施工及控制技术研究[J].城市轨道交通研究，2019，22（5）：155-159.

[2] 孙斌，杨磊.石家庄地铁洞桩法车站施工典型质量问题分析与控制措施[J].工程质量，2019，37（10）：23-28.

[3] 王新安.地铁暗挖车站“PBA”洞桩法施工主要安全控制措施[J].技术与市场，2019，26（9）：115，117.