PBA洞桩法施工技术及控制浅析

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
1) 车站所处位置车流量大,交通十分繁忙,无 法实现交通疏解而采用明挖作业,因此本工程采用 了全暗挖法进行施工。
2) 由于本站地下管线密集,需进行保护管线较 多,因此在进行暗挖作业时,需采取措施控制沉 降, 保证结构以上地下管网的正常使用。
3) 双井站位于北京市 CBD 核心区,周边多为 高层商业区和住宅区,车站临时施工竖井以及附属 结构紧邻地上建筑物 (2 号出入口距北京体委家属 楼仅 2.88 m),在进行明、暗挖作业时,需要采取有 效措施确保车站主体及附属结构周围建筑物的安全。
6) 在桩、梁、拱承载体系形成后,有较大的 施工空间,便于机械化作业,从而加快进度。 4 PBA 洞桩法施工方法和步骤
施工竖井开挖到位井底封闭后,通过横通道
按先下后上、间隔、错位顺序进行车站主体 8 个导 洞的开挖;然后在主体下部边导洞内施工条形基础, 下部中导洞内施工底纵梁;之后在上部边导洞内施 工挖孔灌注桩、桩顶冠梁及扣假拱,中部上导洞内 挖孔吊装钢管柱,接着浇筑柱顶纵梁;待主体桩、 柱、梁体系形成后,开挖车站主体上部导洞间主体 拱部土体,进行初支扣拱施工 (中跨与边跨应错开 10 m 左右距离,左右两个边跨扣拱应保持同步进行 防止偏压),形成主体初支顶拱;在车站主体初支顶 拱形成后,及时施做拱部二衬扣拱 (二衬扣拱应分 段间隔进行,边跨二衬扣拱应同步进行);然后在 桩、梁、拱框架支撑体系的保护下,边向下开挖土 体边施工结构混凝土,按逆筑法完成车站主体结构。 由于双井站进入主体小导洞施工阶段时,车站主体 实施降水周期较短,导致承压水水位未降至车站底 板底面以下,无法先进行下层导洞的开挖。因此双 井站上、下层 8 导洞施工顺序为先施工上层导洞, 后施工下层导洞,这一点与 PBA 工法常规的导洞开 挖顺序相反。
PBA 洞桩法的原理就是将传统的地面框架结 构施工方法 (即在地面先做基坑围护桩,然后从 上向下进行基坑土方开挖,必要时加撑防止基坑 变形,开挖到底后从下向上施工框架结构) 和暗 挖法进行有机结合,即在地面上不具备施工基坑 围护结构条件时,改在地下提前暗挖好的导洞内 施作围护边桩、中柱、底梁和顶梁、顶拱共同构 成 桩 、 梁 、 拱 (PBA 即 为 桩 Pile, 梁 Beam, 拱 Arc3 个英文字母的简称) 支撑框架体系,承受施 工过程的外部荷载,然后在顶拱和边桩的保护下, 逐层向下开挖土体,施工内部结构,最终形成由 外层边桩及顶拱初期支护和内层二次衬砌组合而 成的永久承载体系。 3.2 双井车站 PBA 洞桩法工艺特点
5) 主体边洞与中洞间土方开挖,施做边跨初支 扣拱。中跨开挖先行,边跨同步、对称紧跟,相距
科技创新与生产力
2013 年 3 月 总第 230 期 - 101 -
应 用 技 术 Applied Technology
8~10 m。 6) 施工中跨及边跨的二衬扣拱,中跨应分段
施工,边跨应分段、对称施工,其分段长度应根 据拆除初支时监测数据结果进行确定。
北京地铁 7 号线双井站位于广渠门外大街、 广渠路与东三环中路交叉口东侧,站位与广渠路 基本平行,7 号线双井站(东西走向)在此处与既有 10 号线双井站 (南北走向) 换乘。该站采用地下 两层双柱三跨的形式,实行暗挖法施工。车站主 体长度 237.6 m,标准段宽 23.1 m,总高 16.15 m, 结构底板埋深约 31 m,顶板覆土厚约 13.99 m,车 站建筑面积 25 045 km2。车站设置了 4 个出入口、 1 个紧急疏散口、2 座风井风道,车站南北各增加 1 个换乘厅。为了方便施工、加快进度,双井站共 设置 5 个施工竖井,其中 1 号风道竖井为永久结 构 (南换乘厅结构),其余 4 个竖井为临时结构。 1 北京地铁 7 号线双井站施工工程概况 1.1 地质水文状况
1) 难点分析:钢管混凝土柱是结构中的主要承 载构件,钢管柱混凝土的质量,关系到整个结构的 安全与稳定。因导洞断面较小,受作业空间限制, 钢管柱的安装精度和钢管柱混凝土施工的质量较难 保证。导洞内钢管柱的安装精度和钢管柱混凝土的 施工质量是本工程的另一技术难点。
2) 主要对策:第一,施工底纵梁时,采用全站 仪、水平仪及前方交汇法,确定钢管柱基础的中心 位置,预埋钢管柱定位杆,安装调平基板,见图 2。 第二,柱的钢管分节吊装,钢管各节之间采用高强 螺栓连接。柱下端与底纵梁预留调平基板连接,上 端用设在柱上的定位器定位。第三,通过投点仪和 激光测距仪确认钢管柱的垂直度,看柱基的中心和 柱的中心是否重合,能否达到精度要求。第四,做 好钢管柱底部和顶部的锁口,确保浇筑混凝土钢管 柱不发生变形;第五,采用导管灌注泵送混凝土。 为确保钢管柱混凝土的密实,在混凝土中掺微膨胀 剂,严格控制水灰比,并加强捣固。
2) 主要对策:第一,合理确定各导洞的开挖 顺 序 , 按 先 下 后 上 (本 工 程 因 降 水 影 响 先 上 后 下)、交叉错开顺序进行小导洞工程的开挖支护, 其导洞相互之间错开距离应不小于 10 m。第二, 根据监控量测结果及时反馈信息指导设计施工, 以便调整支护参数和施工方法,以此作为安全保 证的主要手段。第三,上、下层导洞应错开 15~20 m 进行开挖支护施工。各导洞之间横、纵向均拉开
2) 主要对策:第一,严格按照设计在开挖前 做好大管棚及超前深孔注浆施工;第二,在开挖 过程中若设计超前加固方案不理想,应增加超前 小导管注浆加固措施;第三,在导洞开挖施工过 程中,若存在残留水、承压水渗漏情况,应及时 采取引排、真空降水等辅助措施,确保开挖安全。 5.2 导洞开挖技术
1) 难点分析:车站主体 8 个导洞上下相距仅 有 8 m,左右相距仅有 3.5 m,如何避免开挖中的 相互影响, 合理确定导洞间的开挖顺序,控制群 洞效应所引起的地面沉降,确保地下管线和周边 环境安全稳定,是小导洞施工中的一大技术难点。
收稿日期:2013-01-17;修回日期:2013-02-17 作者简介:蒙秀林(1974-),男,广西灵山人,高级工程师,主要从事建筑工程施工管理研究,E-mail:MXLCR13G@163.com。
SCI-TECH INNOVATION & PRODUCTIVITY
- 100 - No.3 Mar. 2013,Total No.230
双井车站暗挖车站双层结构 PBA 洞桩法施工工 序见图 1,具体做法如下。
图 1 双井站暗挖车站双层结构 PBA 洞桩法施工图
1) 按先上后下、间隔、错位的顺序进行车站主 体 8 个导洞的开挖支护。导洞开挖前应严格按照设 计施做大管棚及深孔注浆超前加固,并对破口进洞 区域的横通道增加必要的加固措施。
4) 结构所处位置地下水位较高,工程地质条件 差,车站上、下层导洞拱部均位于粉细砂层、中粗 砂层、砂卵石层中,自稳性极差,暗挖施工风险 较大。 2 北京地铁 7 号线双井站施工工艺选择
由于受周围环境的限制,为减少对周边居民、 商业经营活动及交通的影响,车站主体结构全部采 用暗挖法施工。主站体设计为地下两层双柱三跨的 形式 (导洞初支厚 250 mm,扣拱初支厚 350 mm, 边 桩 为 D = 1 000 mm 挖 孔 桩 , 拱 部 主 体 结 构 厚 700 mm,边墙结构厚 800 mm,中板厚 400 mm,底 板厚 1 200 mm,中柱为 D = 900 mm 钢管混凝土柱),
双 井 地 形 西 高 东 低 , 自 然 地 面 标 高 在 37 ~ 37.8 m 之间。底板埋深 32 m,车站开挖深度范围 主要包括以下土层:粉细砂④3 层、中粗砂④4 层、圆砾乱石⑤层、中粗砂⑤1 层、粉细砂⑤2 层、粉质黏土⑥层、中粗砂⑦1 层及粉细砂⑦2 层。站体施工范围内存在潜水和承压水, 暗挖车 站拱部处于潜水层中, 车站底部位于承压水层, 二层水对车站暗挖施工均造成较大影响。 1.2 周边环境
1) 在非强透水地层中,将有水地层的施工变 为无水、少水施工,避免因长期大量降水引起的 地表沉降和费用增大,有利于保护地下水资源, 降低施工措施费。
2) 由于采用暗挖法施工, 对地面和周边环境 影响较小, 适用于受环境条件限制无法进行明挖 施工的地下结构工程。
3) 以桩作支护,稳妥、安全,也利于控制地 层沉降,避免中洞法,CD,CRD,双侧壁导坑法 多次开挖引起地面沉降量过大的缺陷和对初期支 护的刚度弱化。
10) 底板结构施工完成后,负二层侧墙结构 紧跟施工,最后施工站台板、拆除钢拉杆。 5 PBA 洞桩法施工关键技术 5.1 超前加固技术
1) 难点分析:车站主体导洞处于粉细砂、中 粗砂、砂卵石、粉土等地层中,地层较为复杂, 且上层导洞处于潜水层中,下层导洞处于承压水 层中。不良的地质状态对导洞的开挖、支护影响 很大,一旦超前支护工作做不好,极有可能发生 涌砂、涌水、坍塌、塌方等事故发生。因此,车 站导洞开挖前的超前支护加固是本工程的一大技 术难点。
应 用 技 术 Applied Technology
文章编号:1674-9146(2013)03-0100-05
PBA洞桩法施工技术及控制浅析
蒙秀林
(中铁十三局集团第二工程有限公司,深圳 518083)
摘 要:结合双井站工程实例,介绍暗挖车站 PBA 法 (洞桩法) 施工技术,包括该方法的原理和特点、施工步骤, 分析总结了 PBA 法的关键技术,为今后建设类似工程提供借鉴和参考。 关键词:北京地铁;暗挖车站;PBA 法 中图分类号:U231 文献标志码:A DOI:10.3969/j.issn.1674-9146.2013.03.100
SCI-TECH INNOVATION & PRODUCTIVITY
- 102 - No.3 Mar. 2013,Total No.230
一定距离,避免相互干扰。第四,小导洞分台阶快 速开挖,减少对地层的扰动,加强初期支护,尽早 封闭成环,限制导洞的沉降和变形。 5.3 钢管柱安装和柱内混凝土施工技术
7) 二衬混凝土强度达到 100%后,向下开挖 土方至中板底设计标高。先施做中板结构 (中板 采用地膜),后施工负一层侧墙结构。
8) 中板混凝土强度达到 100%后,在车站中 间拉 “V”字槽开挖土方至底板底面设计标高,凿 出下层中导洞混凝土,施做两底纵梁之间底板。
9) 然后对称挖除边跨剩余土方,破除边导洞 混凝土,施做边跨底板。
4) 与其他大跨度暗挖工艺 (如中洞法、双侧 壁导坑法、CRD 法等) 相比, 废弃工程量相对较 少, 结构受力条件也较好, 因此本工艺也相对 经济。
5) 不受结构跨度和层数限制, 适用范围较 广, 特别适合距桥梁桩基和高层建筑物很近的地 下工程的施工。因为边桩本身可起到隔离桩的作 用, 从而达到保护建筑物安全的目的。
顶纵梁
上层导洞
人工 挖孔
C20 锁口圈 填充砂
C20 锁口圈
下层导洞
术 Applied Technology 应 用 技
车 站 总 长 237.6 m, 开 挖 宽 度 23.1 m, 开 挖 高 度 16.15 m,覆土厚 14 m 左右。为控制地面沉降变形 和确保周边环境的安全稳定,双层结构采用了对 地层和周边环境影响均较小的 PBA 洞桩法进行暗 挖施工。 3 PBA 洞桩法工艺原理和特点 3.1 工艺原理
2) 下层导洞贯通后,施做导洞横通道;在下部 边导洞及横通道内施工条形基础、上部边导洞施工 挖孔边桩和桩顶冠梁;在下部中导洞内施工底纵梁, 做好钢管柱地脚螺栓的预埋。
3) 施做边洞扣假拱及假拱上回填;中洞内进行 中柱人工挖孔、钢管柱吊装、顶纵梁施工。
4) 主体中洞间土体开挖,施做中洞间初支扣 拱,设置钢拉杆。
站位处路Fra Baidu bibliotek下各类管线密集 (对车站施工有 影响需保护的地下管线达 20 多条,且大多为雨污 水管、自来水管、燃气管等对施工产生较大影响 的 管 线); 广 渠 门 外 大 街 为 北 京 东 西 向 交 通 主 干
道,交通繁忙; 双井站紧邻北京市 CBD 核心区, 车站周边多为高层商业区和住宅区,施工受周边环 境影响较大。 1.3 工程特点
相关文档
最新文档