PBA洞桩法地铁车站结构受力分析
暗挖地铁车站PBA工法边桩施工分析
暗挖地铁车站PBA工法边桩施工分析吴阳(中铁七局集团第二工程有限公司 辽宁沈阳 110000)摘要：洞桩法是由桩、梁、柱共同形成的受力体系，其适用于城市地面施工空间少、跨度大的地铁车站施工中。
边桩施工是洞桩法施工中较为重要的工序。
因此，该文以沈阳三号街站暗挖洞桩法（Pile-Beam-Arch-method，PBA）地铁车站为工程背景，分析了车站主体结构施工存在的风险源，并对人工挖空护壁、泥浆拌制、桩成孔质量检查以及边桩管柱等边桩施工工艺进行了阐述。
以期为同类工程提供借鉴。
关键词：PBA工法 车站主体结构 边桩 风险源中图分类号：U231.3文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2023)18-0152-04 Analysis of Side Pile Construction in the PBA Construction Method in the Underground-cut Subway StationWU Yang(The Second Engineering Co., Ltd., China Railway Seventh Group, Shenyang, Liaoning Province, 110000 China) Abstract:The hole pile method is a stress system formed by piles, beams and columns, which is suitable for the construction of metro stations with less construction space and large span on the urban ground. Side pile construc‐tion is an important process in hole pile construction. Based on the PBA construction method of Shenyang No.3 Street Subway Station as the engineering background, this paper analyzes the risk sources existing in the construction of the main structure of the station, and expounds the construction technology of the side pile, such as artificial hollowed-out wall protection, mud mixing, pile hole quality inspection, and side pile pipe column. In order to provide reference for similar projectsKey Words: PBA construction method; Main structure of the station; Side pile; Risk source随着城市化进程的不断发展，城市轨道交通也在快速地发展。
黄土地区地铁车站PBA工法导洞形式优化分析
黄土地区地铁车站PBA工法导洞形式优化分析1 概述发展城市轨道交通是提升我国基础建设水平的重要内容。
特别是地铁工程，为解决城市交通拥堵、分散地面交通压力作出了巨大贡献。
作为地铁工程的关键组成部分，地铁车站须保证结构安全与功能合理，并满足客流、换乘和事故疏散要求[1-3]。
地铁车站施工应综合考虑城市规划、周围环境和工期造价等各类影响因素，通常包括明挖法、盖挖法和浅埋暗挖法等工艺[4-5]。
PBA(pile-beam-arch，桩-梁-拱)工法有效结合了浅埋暗挖法与盖挖法的施工理念，合理避免了支撑对洞内作业的干扰，克服了工序转换繁琐等问题，具有安全性高、灵活性强、施工速度快等优势，在地铁车站工程中得到了广泛应用[6]。
近年来，相关学者着眼于周边环境响应、施工工艺优化和结构受力变形分析等热点问题，针对地铁车站PBA工法施工开展了大量研究[7-14]。
随着地铁建设的地域分布不断扩大，采用PBA工法面临的工程条件愈加复杂且不同工程之间存在明显区别[15]，导致PBA工法对应的车站结构形式逐渐演变，以适应不同施工环境。
自北京地铁复八线开始，PBA工法在单跨、多跨车站结构中均积累了可观的成功案例，在导洞数量上也发展出了2导洞、4导洞、6导洞和8导洞等丰富形式[16-19]。
结合施工顺序的灵活变化，PBA工法已经能够较好地满足截面尺寸各异的地铁车站施工需求。
此外，PBA工法机械化程度与施工效率的提升及其在不同地层条件下实践结果的对比分析也取得了一定成果[20-21]，为进一步提高PBA工法的普适性、促进其应用范围的拓展，提供了坚实的理论基础和技术保障。
然而，现阶段采用PBA工法时在设计过程中仍以北京地区地铁车站工程为主要参考，考虑到该地区地层特征的代表性不足，由此获取的理论与经验对于其他特殊地层而言必然存在限制。
此外，现有PBA 工法在工艺优化方面多表现为导洞数量和施工工序变更，缺少导洞结构形式创新，一定程度上降低了PBA工法的适用性。
PBA法扩挖大直径盾构隧道修建地铁车站时结构关键节点的受力分析
Ｐ Ｂ Ａ 法扩 挖 大 直 径 盾构 隧道 修 建 地 铁 车站 时 结构 关 键 节 点 的 受 力分 析
王 芳 ，汪 挺 ，贺 少辉 ，刘 军。 ，邹 彪
（ １ ．北京交通大学 土木建筑工程学院 ，北京 １ ０ ０ ０ ４ ４ ；２ ．北京市政建设集 团有 限责任公 司 ，北 京 １ ０ ０ ０ ４ ５ ；
第３ ４ 卷， 第５ 期 ２ ０ １ ３年 ９月
文章编号 ：１ ０ ０ １ — ４ ６ ３ ２（ ２ ０ １ ３ ）０ ５ — ０ ０ ５ ４ — ０ ９
中 国 铁 道 科 学 ＣＨ Ｉ ＮＡ ＲＡＩ ＬＷ ＡＹ Ｓ ＣＩ ＥＮＣＥ
Ｖ ｏ １ ． ３ ４ Ｎｏ ． ５ Ｓ ｅ ｐ ｔ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ，２ ０ １ ３
扩挖 盾构 隧道 修建 地铁 车站 可 以优 化 车站 与 区 间 的设计 ，减 少 车站与 区 间施工 的干 扰 ， 目前 国 内 外 已取得 了一定 的成 果 Ｂ － ４ ３ 。根 据 现 有 的施 工 技 术 条件 ，北 京地 铁 １ ４号线 东 风 北 桥 站 至 阜 通东 站 区 段 为单洞 双线 隧 道 ，采 用 外 径 １ Ｏ ． ２ ２ ｍ 的 盾 构 机 连续 长距 离 推 进 ３段 地 铁 区 间 ，在 此 基 础 上 采 用
Ｐ Ｂ Ａ 法 扩挖施 工 步骤 如 图 ２所示 。 第 １步 ：盾 构 通过 车站 区段 后 ， 自横 通道 进入
盾构隧道 内施工 中柱 和纵 梁 ，架设 隧道 内临时 支
中
国
铁
道
科
学
第３ ４卷
与顶纵 梁之 间设 置抗 剪键 ，抗 剪键 采用 在注 浆孔 或
拼装定 位孔 位置 设置 螺栓 的形 式 。顶纵 梁采 用花 篮 梁形式 ，可 以保 证 梁 的整 体性 和施 工 缝 抗 剪 问题 ， 同时预 留拆 除 Ｋ 管片 两侧 小块 的施 工空 间 ，如 图 ５
分析洞桩法(PBA)地铁暗挖车站施工技术
分析洞桩法（PBA）地铁暗挖车站施工技术摘要：结合某地铁暗挖车站实例，简要介绍了该地区的地质条件，明确洞桩法施工流程，提出洞桩法施工技术要点与注意事项，有效提高地铁暗挖车站的施工质量，旨在为类似工程项目提供借鉴与帮助。
关键词：洞桩法；地铁暗挖车站0引言：洞桩法属于浅埋暗挖法，在施工过程之中，通过先开挖导洞，在导洞内部进行条基、底部纵梁、边柱、中柱与冠梁和顶部纵梁施工，然后进行扣拱施工，最后形成桩-梁-拱支撑体系，逐步向下开挖，进行内部结构的施工，也常被人们称作PBA法。
与其他类型的浅埋暗挖方法相比，利用洞桩法施工，能够保证地表沉降得到有效控制，在地铁车站施工中应用较多。
鉴于此，本文重点分析洞桩法在地铁暗挖车站施工当中的具体应用。
1案例背景分析某地铁暗挖车站位于某道路交叉口位置，呈现东西走向，工程所在区域地质条件比较复杂，地下水位较高，同时具备良好的补给性，要求施工单位加强地下水位控制，避免出现渗漏现象。
施工单位经过综合考量之后，决定采用洞桩法进行施工，具体施工技术要点如下。
2洞桩法施工流程第一，采取超前小导管方式，对周围地层进行加固处理，在近桥侧导洞位置，进行有效开挖，采取台阶开挖方法，开挖结束后，进行钢格栅混凝土支护。
第二，导洞开挖并支护施工结束后，需要利用专业钻机，自内向外进行跳孔施工，钻孔桩之间的距离保持在1.2到1.5m之间，然后采取水下灌注混凝土方法，导管距离桩底30-50cm，混凝土灌注完毕养护达标后，将桩头凿除，进行桩顶纵梁施工[1]。
第四，在导洞内部进行拱边段施工，将导洞格栅钢架与拱部稳定连接。
地层加固处理后，采取导坑施工方法，将导洞内部的土体挖除，然后进行初期支护施工，若地层条件特别差，需要进行临时支撑。
第五，初期支护强度达标后，将临时支撑拆掉，然后向下开挖施工。
按照施工顺序，进行拱墙位置防水层与中板底模施工，最后进行防水层施工。
第六，逐渐向下开挖，一直到钢管撑标高下部0.5m左右，桩间需要喷射混凝土层，进行找平，若桩间加固效果比较差，还要进行注浆施工[2]。
地铁车站PBA洞桩法及车站交叉结构施工力学行为研究的开题报告
地铁车站PBA洞桩法及车站交叉结构施工力学行为研究的开题报告一、选题背景近年来，城市地铁建设发展迅猛，成为城市化进程中重要的交通设施之一。
而地铁车站作为地铁建设中的一个重要组成部分，其建设涉及到复杂的施工技术和结构设计，需要考虑多方面的因素。
洞桩法是地铁车站建设中常用的一种基础施工技术，其特点是工期短、造价低、适用范围广。
在地铁车站建设中，洞桩法常常用于车站地下结构的基础施工。
与此同时，地铁车站的交叉结构设计也是一个重要的问题，其承载能力和结构稳定性直接影响到车站的安全运营。
因此，研究地铁车站洞桩法及车站交叉结构的施工力学行为，对于地铁车站的建设和运营具有极其重要的意义。
二、研究目的与意义本研究旨在探究地铁车站洞桩法及交叉结构的施工力学行为，明确车站施工中存在的问题，并提出解决方案，为地铁车站建设和运营提供科学依据。
具体目标如下：1. 研究洞桩法在地铁车站建设中的施工原理、特点和适用范围。
2. 分析地铁车站交叉结构的设计原理、承载能力和结构稳定性，并明确存在的问题。
3. 探讨洞桩法与车站交叉结构的相互关系，分析施工过程中可能出现的力学问题和失稳机理。
4. 提出针对地铁车站洞桩法及交叉结构施工力学行为的优化方案，以保证车站的施工安全和结构稳定性。
三、研究内容和方法1. 洞桩法的施工原理及适用范围的研究。
2. 地铁车站交叉结构的设计原理、承载能力和结构稳定性等方面的研究。
3. 地铁车站洞桩法与交叉结构的相互关系分析，分析施工过程中可能出现的力学问题和失稳机理。
4. 采用数值计算和仿真分析等方法，模拟地铁车站施工过程中的力学行为及其影响因素。
5. 提出地铁车站建设中洞桩法及交叉结构施工力学行为的优化方案，以保证车站的施工安全和结构稳定性。
四、预期成果通过对地铁车站洞桩法及交叉结构的施工力学行为的研究，预计能够取得以下成果：1. 洞桩法的施工原理及适用范围的研究成果。
2. 地铁车站交叉结构的设计、承载能力和结构稳定性等方面的研究成果。
浅析“PBA”工法地铁车站施工质量控制措施
浅析“PBA”工法地铁车站施工质量控制措施摘要：文章以长春地铁南湖大路站为实例，介绍了地铁“PBA”工法暗挖车站的施工工艺流程及施工质量控制要点，尤其对顶纵梁施工、逆作接头、钢管柱精度控制等关键环节的质量控制提出了相应的控制措施，可供类似工程参考。
关键词：PBA工法地铁车站质量控制1引言近今年来，随着城市轨道交通的迅猛发展，在中心城区施工的地铁线路越来越多，为减少施工对地面交通的影响，采用“PBA”等暗挖工法逐步成为繁华路段常用的施工方法之一，但由于暗挖工法工艺流程的特点限制，渗水等质量隐患也一直困扰着地铁建设技术人员。
为进一步提高暗挖车站施工质量，在长春地铁南湖大路站对关键节点做了进一步细化，取得了一定成效。
2概况2.1 工程概况长春地铁南湖大路站位于人民大街与南湖大路十字路口，车站跨路口设置，沿人民大街东侧布置，呈南北走向，起讫里程为k22+235.2~+426.9，总长191.7m，为双层三跨岛式车站，采用“PBA”工法施工，车站宽度约23m，覆土厚度约为7.42m，见图2.1。
2.2 工程地质南湖大路站位于松辽波状平原东缘与吉东山地接址带，属长春波状台地，地势稍有起伏，总体西北高东南低，地面高程220.82～222.78m。
地层主要由人工堆积杂填土层、第四系冲洪积粘性土和砂土、白垩纪泥岩组成。
车站所处地层从上到下依次为：杂填土、粉质粘土、粘土、粗砂、白垩纪泥岩。
车站顶部位于粘土层，底部位于泥岩。
2.3 水文地质场地范围内有三层地下水，第一层为表层孔隙性潜水，第二层为浅层承压水、第三层为岩石裂隙水。
图2.1 车站标准段结构图3 总体施工方案及工艺流程3.1总体施工方案地铁车站施工共3个施工竖井，分别为1号风道、2号风道及2号出入口临时竖井，车站风道和主体暗挖段采用“PBA”工法，充分利用边桩和中柱形成地下支撑体系，再通过拱部衬砌的形式，为车站主体施工形成完好的封闭支撑体系。
车站开挖按“分块开挖，多洞错进，先支护后开挖，分步开挖”的原则进行作业，在主体拱部二衬施工完毕后，开挖下部土体时采用小型机械开挖。
“PBA”洞桩法在地铁车站施工中的应用
“PBA”洞桩法在地铁车站施工中的应用摘要：城市的建设让交通变得越来越举足轻重，严重影响人们的生活节奏。
国家在改善城市交通方面的投入也越来越大，近年来，地铁的普及很大程度上解决了城市交通堵塞问题，优化了人们的出行体验，因此地铁已经成为广受欢迎的公共交通。
但地铁的普及也带来了一些难题，比如地铁站的建设问题，地铁站的施工要求、施工的难度和施工安全性都是困扰施工单位的问题。
为了解决这个问题，本文提出使用PBA洞桩法来进行地铁站施工，并就PBA洞桩法在地铁站施工中的技术应用和实际应用两方面进行了简要概述，以供读者参考。
关键字：PBA洞桩法；地铁站施工；技术应用随着城市建设的发展，交通已经成了城市居民生活的重要组成部分。
近年来，地铁的建设极大程度的解决了城市路面交通堵塞、出行费时费力的问题，其速度快、运力强的特点将城市里人们的出行变得更加高效便捷。
如今，地铁已经成为一种广受欢迎的公共交通。
而地铁站是地铁建设过程中的核心部分之一，但地铁站的施工技术要求也非常高，因为地铁站的建设往往要面对复杂的地下环境，比在地面上的施工难度要高很多。
因此，为了解决在难度很大的地下地质条件下的施工问题，目前的地铁站建设经常使用PBA洞桩法来进行施工，因为PBA洞桩法（Pile Beam Arch，又称为“洞、桩、墙”暗挖逆作法）是用导洞来进行边桩和中柱的施工作业的，能够使横向框架的承重能力大幅度增加，从而形成更加安全的支撑结构，为地铁车站的施工提供了更牢靠的保障。
目前PBA洞桩法已经成为地铁站施工技术未来发展的主要趋势，对于加速我国城市公共交通设施建设有着不可磨灭的重大意义。
一PBA洞桩法施工中的技术应用1.1中桩钢管柱施工再正式施工之前首先需要确定每个中桩的坐标和每个钢管柱的底面高度，然后才能开始挖孔。
挖孔成型后，下放使用螺旋钢管并焊接法兰盘做成的钢套筒和钢筋笼。
然后进行第一次混凝土浇筑，主要是为了打好中桩基础，浇筑位置大概是钢管柱底部五十厘米左右。
浅析“PBA”暗挖逆做工法在地铁车站施工中的应用
浅析“PBA”暗挖逆做工法在地铁车站施工中的应用摘要：PBA工法是在修建地铁车站的多种工法中常用的施工方法，其工法技术含量较高、施工较为复杂，工期相对较长，但此工法对交通影响小、地表沉降影响小。
本文重点分析“PBA”工法在城市地铁车站的实际应用。
关键词：PBA 工法，地铁车站，安全，应用1 工程概况1.1 平面位置及标准断面虎坊桥站位于珠市口西大街与南新华街的交口处，呈东西走向。
车站为双层三跨三连拱断面，全暗挖岛式车站，车站全长227m，总宽度22.9m。
车站采用“PBA” 暗挖逆作法施工，双层标准断面见下图所示。
1.2工程地质与水文1.2.1工程地质车站范围内的土层为人工堆积层（Qml）、第四纪全新世冲洪积层（Q4al+pl）、第四纪晚更新世冲洪积层（Q3al+pl）三大层。
1.2.2水文地质对车站有影响的地下水为层间滞水㈢,主要为卵石⑦层，透水性好。
本层地下水分布连续，含水层渗透系数大，为强透水层，主要接受侧向迳流补给，以侧向迳流方式、越流和人工开采为主要排泄方式。
2 “PBA” 工法原理工法原理：“PBA”工法即洞桩法。
其原理就是将明挖框架结构施工方法和暗挖法进行有机结合，核心思想是在施工过程中，首先开挖小导洞并在导洞里面施做钻孔桩，施工两排桩之间的拱顶结构，然后在拱顶和排桩的保护下进行洞室开挖的施工模式。
3 施工方法及保障措施3.1小导洞初支施工合理安排施工顺序，避免群洞效应和重复沉降。
小导洞初支施工时采取上导洞先行、下导洞紧后；扣拱初支采取两边扣拱初支对称先行、中间初支紧后，上下、左右初支错开不少于15m的安全距离进行施工。
3.2 钻孔桩施工3.2.1 钻孔桩成孔由于洞内操作空间小，地层以中粗砂、粘土为主,采用人工成孔，成孔深度7.7m，采用跳孔开挖，每10根为一序，组织施工。
成孔过程中人工手摇辘轳提土及人工喷混C20喷射砼护壁。
3.2.2 钢筋、模板及砼施工钢筋笼采取孔内绑扎，套筒机械连接；下导洞施工完成后，浇筑边桩条基梁且做好边桩接头钢筋预留；上导洞施工完成后，定位放线，而后施工边桩；边桩做好顶梁接头钢筋预留。
地铁车站“PBA”洞桩法施工要点与难点探讨
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。
（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
PBA洞桩法工艺技术在地铁车站中的应用研究
PBA洞桩法工艺技术在地铁车站中的应用研究摘要：PBA洞桩法，这种方式最为重要的施工核心条件，就是能够将地面的框架施工与暗挖法进行互相结合，若地面的周围缺少了基坑围护的条件，则需要把已经完成挖掘的导洞以及边桩顶梁进行相互结合起来，变成一种框架体系，使其在承受外力时候，能够成为一种永久的承载系统。
PBA洞桩法施工技术应用于地铁暗挖车站，可通过拱、桩及梁的综合体系对地铁结构受力进行提升，能增加地铁车站主体施工的安全性，提升施工可靠性，有利于推进机械化施工，提升地铁施工效率及施工质量，进而缓解我国城市建设用地匮乏、城市空间紧张的现状，并能满足公众对公共交通的需求。
因此，加强对地铁站施工现场的研究对于提高地下空间的有效利用至关重要。
伴随着我国经济社会的快速进步，交通需求不断增加，地铁工程的施工量急剧增加，进一步改善城市交通状况。
PBA程序广泛应用于地铁站，在地下空间开发框架支撑系统，为施工营造安全的环境。
PBA方法结合国内外的建设实践，解决了地铁发展的挑战，具有良好的发展前景。
下面简要说明PBA方法的应用。
关键词：PBA 洞桩法；地铁车站；施工策略引言近年来，随着地面交通日益拥堵，地铁建设规模不断扩大，洞桩法是许多地铁车站最具代表性的施工方法之一，并得到越来越广泛的应用。
该施工方法在浅埋暗挖法的基础上结合了盖挖法的施工技术，具有对周围环境影响小、地面沉降控制好、对复杂地质条件适应性强的优点。
主要施工思路如下:首先施工桩(边桩、中柱)梁的纵向承重结构，然后通过顶部扣拱施工竖向和水平承重体系，最后在整体承重体系的保护下进行车站的主要运营。
洞桩法施工工序多、过程复杂，可分为四个阶段:导洞开挖支护，桩梁结构施工，顶纵和拱扣开挖，土体开挖和内部结构施工。
1PBA工艺的原理、特点1.1原理PBA是一种浅埋暗挖法，在地铁车站施工中比较常见。
PBA工法又称为“洞、桩、墙暗挖逆作法”，这种工法在地下分步或同时开挖多个小导洞，小导洞中施作底梁、边桩、中柱、顶拱等，形成空间梁、柱、拱框架支撑体系，在此支撑体系保护下安全地进行土方开挖，同时施作边墙、中板、底板等结构。
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PBA洞桩法地铁车站结构受力分析作者：王钰鑫
来源：《砖瓦世界·下半月》2020年第02期
摘要：结合北京地铁12号线人民大学站车站PBA法（洞桩法）施工实例，通过MIDAS-GEN有限元建模计算了地铁车站结构承载力极限和正常使用极限在不同工况条件下的内力结果，分析了PBA洞桩法车站结构不同工况下的受力状态，研究表明：车站结构不同工况下结构的最大受力控制点部位不同，车站结构的实际配筋状况一般为裂缝控制。
关键词：PBA洞桩法;车站结构;荷载组合;受力分析
一、工程概况
近年来各大城市交通发展迅速，在地上交通不足以满足人们日常生活需求的状态下加大了对地下交通的大力发展，城市轨道交通已在人们的生活中占有不可或缺的地位。
地铁的建设能大大缓建地面交通拥堵的状态，越来越多的新技术已经应用到地铁建设中。
鉴于地铁施工对场地空间要求较高，许多地铁车站工程建设点已不具备传统的明挖施工条件，一种新型暗挖技术PBA洞桩法逐步广泛的运用到地铁施工中。
本文以具体工程为例，采用MIDAS-GEN有限元软件模拟车站不同工况下的受力状态，对车站结构进行受力分析。
人民大学站为北京地铁12号线的中间站，为地下两层分离岛式车站，车站有效中心里程处覆土为9.6m，采用PBA暗挖工法施工，每侧为单跨拱顶直墙断面，单侧断面高16.3m、宽度13.9m。
二、设计参数及计算假定
（一）设计参数
（二）计算假定
主体结构计算按照平面应变假设，采用荷载-结构模型，通过MIDAS-GEN结构分析通用程序进行内力分析。
车站纵向取1m宽的结构作为计算单元，按平面杆系有限元法进行计算。
1、结构构件安全等级为一级，相应构件的重要性系数γ0取1.1。
2、主体结构设计时按整体或单个构件可能出现的最不利组合进行荷载组合：恒载+活载;不考虑地震、人防等荷载。
（设计时仅考虑有水、无水两种工况下结构在承载力极限和正常使用极限状态下的受力情况。
）
三、结构静力荷载计算
（一）荷载设计参数
结构的荷载模型如下。
按加权平均原则确定土层参数。
主体结构为单跨拱顶直墙断面形式，覆土h1=9.6m，宽度b1=13.9m，高度h2=16.3m，底板埋深h3=25.9m。
抗浮水位位于车站拱顶上方h4=0.35m。
1、重度
顶板上覆土加权平均重度为：
r1=18.4kN/m3
结构所在土层加权平均重度为：
r2=20.7kN/m3
2、静止侧压力系数
结构所在土层静止侧压力系数加权平均值为：
k0=0.35
3、基床系数
结构所在土层水平基床系数加权平均值为：
ks=52.63MPa/m
4、底板位于卵石层中，竖向基床系数：
kv=65MPa/m
地表超載q1=20kN/m2，地表超载带来的侧向压力e21=e22=7kN/m2，中板装修荷载：q2=0.15×22=3.3kN/m2;中板设备荷载：q3=8kN/m2;人群荷载：q4=4kN/m2;四通桥挡墙荷载：30kN/m2;水土压力分最低水位和抗浮设防水位两种工况。
（二）承载力极限状态荷载、正常使用极限状态
1、最低水位工况
结构顶部土压力：
P1=r1·h1=18.41×9.6=177kN/m2
结构顶、底板侧向土压力：
3.2.2; 抗浮水位工况
结构顶部水土压力：
结构顶、底板侧向土压力：
式中，P为水的密度（kN/m3）。
结构顶板侧向水压力：
结构底板侧向水压力：
结构底板水浮力：
四、计算结果分析
经计算结果如下：
（一）承载力极限状态荷载
通过图中结果比对可看出无水工况下拱腰部的弯矩1467kN·m<有水工况下拱腰部的弯矩1507kN·m，但是无水工况下底板跨中处弯矩3763kN·m>有水工况下底板跨中处弯矩
3601kN·m。
（二）正常使用极限状态
通过图中结果比对可看出无水工况下顶拱跨中的弯矩754kN·m>有水工况下顶拱跨中的弯矩730kN·m，但是无水工况下底板支座处弯矩2284kN·m<有水工况下底板支座处弯矩
2737kN·m，因此在设计时应该取两种工况下的包络值。
以顶拱的设计结果为例，按承载力极限状态来计算跨中的最大弯矩为1023kN·m，所需配筋面积为3792mm2，按正常使用极限状态来计算跨中的最大弯矩为774kN·m，所需配筋为直径25间距100，实际配筋面积为4909mm2才能满足裂缝宽度要求。
经计算表明：结构配筋大多由裂缝控制（即正常使用极限状态），只有结构侧墙因按压弯构件计算，轴向力对截面重心的偏心矩eo/截面有效高度ho<0.55可不验算裂缝宽度，故按承载力极限状态计算配筋。
五、结语
计算结果表明，结构构件在有水工况和无水工况下受力不同，两种工况下都有制约结构设计的极限值，在设计时需将两种工况进行包络考虑，在结构配筋设计时除侧墙因按压弯构件考虑因其弯矩值较小，经计算可忽略其裂缝影响，其余部位均由裂缝宽度控制来计算配筋。
当然不同水文地质条件下的地下车站受力结果千变万化，具体在结构设计时哪些因素起控制作用还需要具体工程具体分析。
参考文献：
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