浅谈“PBA工法”暗挖车站洞桩施工技术

浅谈“PBA工法”暗挖车站洞桩施工技术

作者：赵崇

来源：《科学与财富》2010年第11期

[摘 要] 本文介绍了沈阳某地铁站“PBA工法”暗挖车站施工技术，主要根据类似沈阳的地质、现场情况洞桩施工采用的施工工序和关键技术和措施。 [关键词] 暗挖导洞 桩基 技术 1．前言

本站三连拱暗挖车站采用浅埋暗挖洞桩法的施工技术，即PBA工法。本工法在传统浅埋暗挖法的基础上吸收了盖挖法的特点，把地面框架施工技术和传统的导洞技术、桩技术、拱技术进行了有机的结合,是一种适合地面由于各种因素不具备明挖条件和对地层沉降要求严格的多层多跨地下暗挖结构的地下工程技术，具有广阔的应用前景。其中洞桩的作用不但起到围护作用，同时控制地面及周边沉降的作用，因此其质量好坏对整个地铁施工的安全、地面沉降及周边建筑物的保护起到至为关键的作用。但洞桩施工技术及工艺尚需根据不同地质条件和周围环境不断完善。 2．工程概况 2.1设计简介

沈阳地铁某车站车站主体结构为地下双层岛式车站，全长190.6米，覆土厚度为6m。地处沈阳市繁华地带，周围环境非常复杂，建筑物密集，地下商场、沈铁大旅社、沈阳饭店等建筑物，其中沈铁大旅社、沈阳饭店均为保护建筑，而且基坑周围地下管线密布。暗挖段采取半逆做法施工，首先开挖上部四个导洞,，然后下边两个，其中边导洞尺寸4米×5米。完成后需要在上部两个边导洞内施做围护桩及冠梁后进行扣拱施工。 2.2地质及水文情况

车站主体及洞桩的施工位置主要处于砾砂层，主要由石英、长石质组成，混粒结构，该层以砾砂为主，夹较多的中、粗砂及圆砾薄层；含砾石一般占全重的25～40%，粒径以2～20mm为主，最大粒径50mm；其成分为火山岩，填充物为中、粗砂及少量粘土。该层全区分布层厚2.30～16.00m，层底埋深10.10～23.20m，层底标高21.74～32.94m。稳定水位埋深为8.40m左右。

3．暗挖导洞内桩基施工流程

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3.1工艺流程

围护桩分为四种类型，桩长分别为18米、20.3米、19.4米、24米。桩基施工前需布设好泥浆输送管道及沉淀池位置，下图为洞桩施工流程图。 4．暗挖导洞内洞桩施工关键技术 4.1确定地质情况，正确选择钻机

边导洞净空高5米,宽4米。正常钻机的尺寸、钢筋笼整体尺寸无法满足施工要求。因此在保证原有钻机的功能基础上将钻机尺寸改造为高4.5米，宽2米，利用小型钻机多点施作。 前期采用正循环钻机进行施工，在施工过程中根据钻进情况和排浆情况确定施工现场地质为：1-8米为中粗砂、8-12米为粘性土、12米以下到设计桩底为圆砾。正循环钻机钻进时在中粗砂和粘性土层可以正常钻进。到圆砾层基本无法将小型卵石冲出致使无法进尺或者进尺困难，之后又采取特制钻头淘捞的方式，效果明显但所需时间较长。针对此种地质特点经研究决定采取反循环钻机，施作时须用膨润土配制泥浆(比重控制在1.2以上)并采用大功率水泵进行回浆，出浆采用专用过滤装置将卵石等颗粒排除并将浆液再利用。经过一段时间施工效果及时间证明采用反循环钻机能够有效地解决卵石问题，大大缩短钻进时间，并且灌注前桩底沉渣较少，基本控制在20cm以下。 4.2合理施作，衔接紧密

施工前破除桩位原导洞格栅钢筋，根据钻进情况破除不易大量破除以防止导洞整体失稳。钻进施工时采取‘隔一打一’的原则，待第一个桩成孔后，将钻机移动到下一桩位就位开钻，下放钢筋笼和钻进互不影响，根据现场情况合理提供混凝土。同时对已施作完的桩位进行原导洞格栅主筋连接，否则不允许相邻桩位施工。 4.3泥浆管道及沉淀池布设

首先在桩位两侧砌筑泥浆槽，不宜过高（30-40cm）以便于钻机移动。在导洞侧壁上布置进、出浆管并有一定的角度（进浆Φ159在上，出浆Φ180在下），出浆管较粗以利于大颗粒渣土外排，并且15米布置一个阀门，阀门尺寸与钻机出浆管配套，便于与其连接。

沉淀池设置在导洞的一端出口处，进、出浆采用大功率水泵进行，出浆口端采用专用过滤装置将卵石等大颗粒渣土筛除并将浆液再利用，同时采用膨润土进行泥浆配制进行补充。 4.4钢筋笼加工及下放

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由于洞内空间有限，钢筋笼加工采取分节的形式，根据桩长的不同分节长度为2-3.3米之间，连接形式为直螺纹连接。为减小两段钢筋笼之间的安装误差，下料时先在整料上做好标记后进行切断，切断后进行套丝，最后进行每段钢筋笼的骨架焊接，成型后做好顺序号标记。 钢筋笼下放时，由于采取的是正反丝接驳器连接，所以要确定好下放顺序和方向。连接接驳器时由于加工误差，最后连接的接驳器往往会存在偏差，这种情况采取的是帮条焊连接，连接时要保证钢筋笼的整体垂直度。接驳器连接时保证套丝外漏长度不大于一个丝。全部对接完成后下放至设计深度，并在孔口用钢筋十字架点焊牢固定位，以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。

4.5导管安装及浇筑过程控制

导管用Ф219mm的钢管，壁厚3mm，每节长1.5m，配1～2节长0.5m短管，由管端粗丝扣连接，接头处用橡胶圈密封防水，并对导管作水压和接头抗拉试验，保证不漏水。混凝土浇注架用型钢制作，用于支撑悬吊导管，上部放置混凝土漏斗,导管底距孔底深度控制在300-500mm。

随着浇注连续进行，随拔管，中途停歇时间不超过30min。在整个浇注过程中，导管在混凝土埋深以2～3m为宜，既不能小于1m也不能大于6m。由专人测量导管埋置深度及管内外混凝土面的高差，及时填写水下混凝土浇注记录。利用导管内的混凝土的超压力使混凝土的浇注面逐渐上升，上升速度不低于2m/h，直至高于设计标高0.5m，在浇注过程中，当导管内混凝土含有空气时，后续混凝土宜通过溜槽慢慢地注入漏斗和导管，不得将混凝土整斗从上面倾入导管内，以免导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡胶垫而使导管漏水。 4.6清孔

由于要安放钢筋笼及导管，至浇注混凝土的时间间隙较长，孔底会产生沉碴，所以待安放钢筋笼及导管就绪后，再利用导管进行清孔。清孔的方法是在导管顶部安装一个弯头和皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管外置换沉碴。清孔标准是孔深达到设计要求，孔底泥浆密度≤1.15，复测沉碴厚度在150mm以内，此时清孔完成，立即浇注混凝土。 4.7混凝土浇筑

由于导洞较长加上所处地理位置较复杂，灌注混凝土时采用泵送的方式管道布置长度较长，每次浇筑的方量较少，而且每次泵送前必须打入砂浆，洞内空间狭小无处排放并且混凝土浪费严重。鉴于此种情况采取在导洞底中部铺设轨道的形式进行混凝土运输，钢轨与导洞下部格栅进行焊接固定。制作轨道车，灌注时先利用导管将混凝土输送到导洞口进入轨道车后运送到指定桩位，每次运送方量大于2立方，以满足灌注要求。 5.结论与展望

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以上通过对暗挖导洞内桩基施工技术的分析，来避免施工中增加不必要的操做难度，提高导洞内桩基施工质量，对技术工作者提供借鉴及思考。

钻孔灌注桩的质量重点是确保桩孔成孔质量与灌注工艺的合理性，操作得当。钻孔桩成孔质量在于：桩径不小于设计桩径，护壁可靠；关系到混凝土质量的灌注工艺主要是：控制好混凝土质量的和易性，防止出现堵管、埋管，引起断桩事故；控制导管埋深，控制导管埋深2～4m，使混凝土面处于垂直顶升状，不使浮浆、泥浆卷入混凝土，防止提漏引起断桩事故。 暗挖导洞内桩基施工目前在地铁暗挖车站施工中已有应用实例，随着我国地铁建设的普遍展开，此项技术定会被广泛的应用。因此我们要在施工中逐步的完善其不足，不断积累相关施工经验，使其日趋成熟，为我国的桩基施工发展尽一点绵薄之力。 参 考 文 献

[1]张伟、徐淳，建筑施工技术[M].上海：上海同济大学出版社，2010

[2]郭继武，建筑地基基础设计及工程应用[M].北京：中国建筑工业出版社，2008■