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(fā)展，城市軌道交通也在快速地發(fā)展。地下軌道交通建設(shè)多修建于城市區(qū)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(xiàn)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(jié)構(gòu)層數(shù)和距離的車站[1-2]，能更好地適應(yīng)復(fù)雜的地下環(huán)境，有效地降低施工對周邊環(huán)境的影響，因此被廣泛應(yīng)用于環(huán)境復(fù)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(cè)土壓力的荷載下會向車站內(nèi)部發(fā)生偏移。鮑凱等人[5]對單層導(dǎo)洞車站進行了樁基沉降計算，提出了單層導(dǎo)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(jié)構(gòu)模型并結(jié)合實測數(shù)據(jù)對邊樁變形進行了研究，研究表明：修正后的結(jié)構(gòu)模型對邊樁的計算與實測數(shù)據(jù)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(shù)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(jié)構(gòu)，由柱、梁、拱等構(gòu)件組成，采用豎向結(jié)構(gòu)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(cè)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(cè)有盛京醫(yī)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(cè)，3 號豎井位于車站右側(cè)；3號兩側(cè)均有建筑物，靠近豎井一側(cè)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(shù)

3.1 邊樁施工流程

邊樁采用φ1000@1400 特制反循環(huán)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(nèi)徑大于鉆頭20 cm，護套按設(shè)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(yīng)高于小導(dǎo)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(yōu)質(zhì)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(shù)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(yīng)進行攪拌，時間間隔為8 h，并進行記錄新調(diào)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(jù)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(zhì)土壤或含有少量礫石的砂土地層中，進尺和轉(zhuǎn)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(xiàn)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(xiàn)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(yīng)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(zhì)量檢驗

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

表2 成孔質(zhì)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(guī)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(chǎn)品合格證書，并在證書上標明套筒類型、生產(chǎn)單位、生產(chǎn)日期、生產(chǎn)日期、原材料的機械性能和生產(chǎn)質(zhì)量。

（3）根據(jù)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(nèi)進行分段加工。分節(jié)輸送到導(dǎo)向孔中進行安裝。鋼筋籠子的每節(jié)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(guī)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(shè)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(zhuǎn)，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(shè)計位置布好螺旋筋，然后電焊牢固。（6）由于現(xiàn)場施工條件有限，導(dǎo)洞高度為5 m，所以鋼筋籠采用分節(jié)制作，每節(jié)之間主筋采用套筒直螺紋連接，每節(jié)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(gòu)成，接頭應(yīng)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(shè)置法蘭，以防鋼筋籠纏繞，其余管道長度為2 m一節(jié)。導(dǎo)管下端與孔底之間的距離應(yīng)該在30～50 cm之間。在澆注時，管道必須在2～3 m內(nèi)埋深，并隨升移時移，不能與鋼筋籠發(fā)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(shù)規(guī)范要求進行管道埋入，保證管道深度在指定的范圍之內(nèi)，超出規(guī)范的情況下，必須立即拆除。

（3）在拆除導(dǎo)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(dǎo)管的深度，以保證導(dǎo)管不會產(chǎn)生超深、空等問題。

（4）混凝土澆筑至樁頂設(shè)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(jié)構(gòu)的主要承載和受力構(gòu)件，其施工質(zhì)量對整個車站的施工和主體結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)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(xiàn)場采用螺栓固定，并在導(dǎo)孔內(nèi)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(shù)如表3所示。

表3 鋼管柱參數(shù)

鋼管柱長度為3～4 m，鋼管柱按照規(guī)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(dǎo)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(yù)先埋設(shè)了鋼管柱的連接凸緣，在法蘭中預(yù)先埋設(shè)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(jié)語

綜上所述，科學合理的邊樁施工技術(shù)，能夠更好地適應(yīng)暗挖地鐵車站復(fù)雜的環(huán)境，減少對周邊建筑物及路面交通的影響。在邊樁施工技術(shù)應(yīng)用時，應(yīng)根據(jù)項目工程環(huán)境，對風險源提出針對性控制措施，選擇相應(yīng)的施工方法，以此更好地保障施工質(zhì)量。