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　　一、論文背景
　　隨著城市軌道交通建設(shè)的發(fā)展，出現(xiàn)多處地鐵車(chē)站下穿橋梁的案例，橋梁下方道路交通疏解困難，在車(chē)量擁堵的城市往往采用暗挖法施工地鐵車(chē)站，往年一些車(chē)站下穿橋梁出現(xiàn)了以下問(wèn)題：
　　下穿橋梁導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)以下問(wèn)題：
　?。?）大面積開(kāi)挖卸荷，土體多次擾動(dòng)
　?。?）橋樁側(cè)大面積卸荷
　?。?）橋梁縱向出現(xiàn)不均勻沉降
　?。?） 橋面開(kāi)裂
　　試圖解決的問(wèn)題：
　　• （1）準(zhǔn)確的風(fēng)險(xiǎn)分析預(yù)測(cè)
　　• （2）合理的地鐵施工方法及工序
　　• （3）對(duì)地表沉降和橋樁變形的合理保護(hù)
　　二、PBA工法簡(jiǎn)介
　　暗挖車(chē)站的施工工法有：交叉中隔壁法、中洞法和洞樁法。 　　洞樁法優(yōu)點(diǎn)：施工簡(jiǎn)單、工期短；破除量小；施工交通、通風(fēng)條件好。
　　洞樁法（PBA）核心思想即是在于開(kāi)挖前設(shè)法形成由側(cè)壁支撐結(jié)構(gòu)和拱部初期支護(hù)組成的整體支護(hù)體系，保證在進(jìn)行車(chē)站主體部分開(kāi)挖時(shí)足夠安全，并有效控制地層沉降。 　?。?）加固開(kāi)挖小導(dǎo)洞
　　（2）下洞作條基、上洞內(nèi)施作圍護(hù)樁
　?。?）導(dǎo)洞內(nèi)做底縱梁、中柱及樁頂冠梁、頂縱梁
　　（4）挖車(chē)站頂部土體并作頂拱初支
　?。?）施工頂拱防水層及拱頂二襯
　?。?）開(kāi)挖內(nèi)部土體及施做樓板、側(cè)墻
　　三、案例分析
　　♦工程概況
　　北京6號(hào)線花園橋站主體位于西三環(huán)花園橋主橋垮的下方。車(chē)站暗挖段長(zhǎng)190m，車(chē)站暗挖斷里程處覆土厚度為8m左右，底板埋深25m。
　　花園橋1994年竣工通車(chē)，為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，跨徑為32m+37m+32m, 橋梁，樁徑1.2m，樁長(zhǎng)20m。
　　橋梁橋樁與車(chē)站最近約0.8m。

計(jì)算模型

　　計(jì)算采用FLAC3D有線差分軟件進(jìn)行數(shù)值分析計(jì)算，該計(jì)算采用地層分析法計(jì)算，模型縱向取40m計(jì)算，即橋兩側(cè)各延伸9m，高度取地面以下50m，模型約束除頂面其余五面的法向約束。
　　監(jiān)測(cè)點(diǎn)的地表沉降實(shí)際監(jiān)測(cè)值與計(jì)算值相差較小，證明了模擬方法較為合理 。
　　結(jié)論:導(dǎo)洞開(kāi)挖階段導(dǎo)致的地表沉降較大，占最終沉降量的60%以上，該數(shù)值分析方法可較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)。
　　♦工序?qū)Ρ?/strong>

 

　　工序一：6→5→3→1→2，該工況為“先下后上，先邊后中，先遠(yuǎn)后近” 。
　　工序二：6→5→1→3→2，按照“先下后上，先邊后中，先近后遠(yuǎn)” 的原則。
　　工序三：2→6→1→5→3，按照“上下交叉、先上后下”的原則。
　　工序四：5→3→6→1→2，按照“上下交叉、先下后上”的原則。
　　工序五：3→1→2→6→5，按照“先邊后中，先上后下”的原則。

地表沉降對(duì)比
　
橋墩沉降對(duì)比

 

　　♦工法對(duì)比
　　結(jié)合以上分析，導(dǎo)洞按照“上下交叉、先上后下” 的原則開(kāi)挖，地表沉降最小，且橋樁橫向變形最小。
　　借助數(shù)值分析可優(yōu)化實(shí)際施工工序。
　　♦橋樁保護(hù)措施
　　樁側(cè)地鐵車(chē)站的施工最關(guān)鍵的就是對(duì)橋樁的保護(hù)，常見(jiàn)的橋樁加固保護(hù)的方法有：注漿加固法、復(fù)合錨桿樁隔斷法、橋樁托換。
　　結(jié)合各種加固保護(hù)措施，并提出八種加固方案：
　　為了消除非對(duì)稱(chēng)下穿橋梁造成的不均勻影響，分析采用PBA對(duì)稱(chēng)下穿橋梁的工法進(jìn)行分析

措施一

　　先從地面打車(chē)站主體圍護(hù)樁，上導(dǎo)洞及導(dǎo)洞以上部分采用C15素混凝土樁，樁長(zhǎng)14.3m，開(kāi)挖導(dǎo)洞時(shí)進(jìn)行截樁；導(dǎo)洞以下采用鋼筋混凝土樁，樁長(zhǎng)19m，比橋樁長(zhǎng)處10m。

措施二

　　開(kāi)挖導(dǎo)洞前，從地面打復(fù)合錨桿樁隔離橋樁，D150@800×600。

措施三

　　開(kāi)挖導(dǎo)洞前拱頂超前深孔注漿，注漿大約1.5m厚度。

措施四

　　先開(kāi)挖導(dǎo)洞，施作圍護(hù)樁，然后向圍護(hù)樁與既有橋樁之間注漿，先注漿后開(kāi)挖。

措施五

　　在橋樁之間各補(bǔ)做一根樁，并補(bǔ)做承臺(tái)與既有承臺(tái)相連成一整體。

措施六

　　在承臺(tái)之間施加鋼筋混凝土梁，該梁與承臺(tái)之間設(shè)置滑動(dòng)連接鉸；該措施可以有效減小橋墩的水平變形。

措施七

　　利用袖閥管進(jìn)行地面注漿，注漿加固的有效范圍為5m×5m。

 

措施八

　　導(dǎo)洞掌子面玻璃纖維錨桿注漿加固

八種措施地表沉降控制作用效果

八種措施橋墩沉降控制作用效果

八種措施橋墩橫向變形控制作用效果

　　掌子面超前注漿可以有效減小導(dǎo)洞開(kāi)挖導(dǎo)致的應(yīng)力釋放，對(duì)橋墩的沉降和水平變形以及地表的沉降都能起到較好的控制作用。
　　四、結(jié)論
　?。?）地層應(yīng)力法在風(fēng)險(xiǎn)源施工方面可以起到很好的預(yù)測(cè)作用；PBA車(chē)站下穿橋梁施工時(shí)，導(dǎo)洞開(kāi)挖(暗挖)會(huì)導(dǎo)致橋樁迅速下沉，其沉降量占總變形量的60%，為最不利施工階段；控制好導(dǎo)洞開(kāi)挖對(duì)周?chē)馏w的影響是控制橋梁變形的關(guān)鍵。
　　（2）導(dǎo)洞按照“上下交叉、先上后下” 的原則開(kāi)挖，地表沉降最小，且橋樁橫向變形最小。
　?。?）導(dǎo)洞掌子面超前注漿可有效控制橋墩和地表沉降，超前核心土的強(qiáng)度及變形是開(kāi)挖對(duì)周?chē)馏w影響的根本原因。

（本文由基礎(chǔ)工程網(wǎng)編輯自2016海兩岸巖土工程/地工技術(shù)交流研討會(huì)，報(bào)告人：黃顯貴）