洞桩法
新型“PBA”洞桩法施工技术
传统8导洞施工降水周期约20个月。采用4导洞新型洞桩法，施工降水周期仅为5个月。仅为原来 的1/4，约减少600万。
中桩护壁 形式
钢筋混凝土
钢护筒
无
护筒减少100%
取消钢护筒约490t；共节约400万元
边桩1m，挖孔深度10m 边桩1m，钻孔深度22m 边桩费用增加约700万元。
72h（人工）
6h （人工）
14h（机械）
168h （人工安装定位器）
14h（机械）
6h （机械）
图例
新型“PBA”洞桩法 传统4导洞 传统8导洞
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
采用传统 8/6 导洞的施工方法，成孔 采用人工挖孔，效率较慢。 采用传统 4 导洞的施工工艺，主要是 钢管柱定位器的处理及安装时间较长。 而新型“ PBA ”洞桩法将两种方法的 优势结合起来，工效大幅增加。
——研制了卵石地层的配套钻具
液压钻具：对超大粒径卵石地层， 可液压高频振动，冲击破碎漂石。
北京城市快轨建设管理有限公司
Beijing Urban Rapid Transit Development Co.,Ltd
二、新型“PBA”洞桩法
2、多功能套管调垂设备
调垂机技术参数 型号 尺寸 TC-900 行进：6630×2600×3000 工作：5500×2600×4800
40
20
下 层 导 洞
66mm
导洞
50mm
30mm
扣拱 导洞
10mm 20mm
0 15号线学院路站（上4下4导洞） 15号线清华东站（上3下3导洞）
洞桩法施工技术
洞桩法施工技术一、洞桩法施工方法简介修建浅埋暗挖大跨度地铁车站选择合理、安全、可靠的施工方法至关重要。
在修建北京地铁王府井车站时，遇到了砂类土层、地下水丰富等不良因素，首次采用了洞桩法，即是利用水位线以上的地层开设小导洞，在小导洞内施工钻孔桩，然后经过一系列的受力转换来实现三拱两柱结构。
1、工程实例王府井站简介北京地铁“复—八”王府井站位于东长安街与王府井大街交叉路口东长安街下面，车站全长为241.40m，净宽24.4m，总高度14.22m，16m岛式站台。
覆土2施工从总体上可分为竖井、横通道及车站主体（不含出入口、风道）。
3、暗挖桩柱法施工步骤5 上弧开挖完毕后，南、北边孔各下一台挖掘机，进行机械开挖下弧土方，并辅助架设由两根28槽钢组成的第一道钢支撑，间距为3米。
6 继续向下开挖，即时架设由两根50工字钢组成的第二道钢支撑，间距为6米，然后开挖到底，而后进行接地和底板垫层施工。
7 1、施作底板防水层2、进行底板、底梁施工8 1、拆除第二道钢支撑2、施作边墙防水层及边墙衬砌3、第二道钢支撑换撑至边墙处4、施作第一节钢管柱及浇注砼9 1、施作车站中层板及中纵梁2、在临时中柱位置，预留孔洞和预留板的搭接钢筋3、架设第二节钢管柱及浇注砼10 1、施作上边墙防水层和上边墙二次衬砌2、施作钢管柱顶纵梁3、施作边孔拱部防水层及二次衬砌11 1、开挖中孔拱部土体，施作初期支护2、破除临时中间柱和中孔顶纵梁12 1、施作中孔拱部二次衬砌2、施作站台板及整体道床3、完成车站全部结构0.3米，分南、北、中三孔。
为保证横通道的安全，在开口处设置封闭的钢筋砼加强环，以承受开口处拱顶的土压力。
小导洞采用上下台阶法施工，上、下台阶高均为2.5米，上、下台阶相距3～5米，每次开挖0.5米，架立一榀格栅，上弧掌子面留1米见方的核心土并封闭掌子面。
下掌子面按10：1放坡，并封闭掌子面。
Φ42小导管沿导洞上部周边布置，间距3根/米，长2.5米，搭接1米，开挖有效长度为1.5米，小导管周边钻Φ10圆孔，并注水玻璃浆液加固地层。
洞桩法演示
暗挖桩柱法施工步骤
施作桩、柱顶纵 梁，连接桩、柱 顶端，并预埋边、 中孔的初期支护 格栅。
暗挖桩柱法施工步骤
模筑边、中孔预 埋格栅砼，导洞内 回填砼。在横通道 处打设第一排大管 棚，开挖边孔上弧， 格栅与边、中孔预 埋格栅连接，喷射 砼。
暗挖桩柱法施工步骤
上弧开挖完毕后， 南、北边孔各下一 台挖掘机，进行机 械开挖下弧土方， 并辅助架设由两根 28槽钢组成的第一 道钢支撑，间距为 3米。
土方开挖施工
封端墙施工：车站东、西端宽24.4m，高14.22m， 在施工钻孔桩之前，就要考虑封端墙的施工方法。 采用封端桩法施工，即先在端部南北开设小导洞， 在小导洞内施工钻孔桩，在桩顶设横梁，横梁与 南、中、北桩顶纵梁联成整体。梁上部内侧设 30cm厚钢筋砼墙，墙外进行导洞回填。土方开挖 后，钻孔桩表面挂网喷5-10cm厚C20砼进行封闭。 此法主要由钻孔桩抵抗土体侧压力，由桩顶将侧 压力传到横梁，再由横梁传到南、中、北孔桩顶 纵梁上，结构安全可靠。
土方开挖施工
边墙支护：沿边墙设ф14、间距0.7×0.7m钢 筋骨架并焊在护壁桩上凿出的主筋上，然后挂 ф4、间距0.1×0.1m的钢筋网，喷10cm厚砼进 行护壁，以防止桩与桩之间的土体掉落，并为 下一步的防水层施作提供整齐的基面。另外， 上部每隔3m，下部每隔6m设两排临时钢支撑， 钢支撑端部在钻孔上用冲击钻打眼，每处锚两 排（4根）ф28钢筋固定钢支撑（支撑截面通 过计算确定）。
洞桩法施工的主要机具设备
7 8 9 弯筋机 冲击式钻机 泥浆净化机 Φ40mm 62-22 JBH-100 Φ120mm Φ50mm 6台 10台 10台 10台 2台 3套
10 砂石泵 11 电动多级清水泵
12 导管、料斗等水下砼设备 自制
锁扣管幕支护平顶洞桩法施工工法(2)
锁扣管幕支护平顶洞桩法施工工法锁扣管幕支护平顶洞桩法施工工法一、前言锁扣管幕支护平顶洞桩法，是一种应用广泛的洞桩施工工法，广泛用于各类基础工程施工中。
本文将介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点锁扣管幕支护平顶洞桩法的特点主要包括：施工速度快、工艺成熟、质量可控、适应性强。
通过合理的工艺组织和优质的材料，可以满足各类工程对于基础的要求。
三、适应范围该工法适用于各类土质条件下的洞桩施工，尤其适用于砂层、黏土及软土等软弱地质条件下的土方工程施工。
适用范围包括基础支护、基坑开挖、沉降控制、地下工程等。
四、工艺原理锁扣管幕支护平顶洞桩法通过施工工法与实际工程的联系，采取一系列技术措施来支护基础工程。
主要原理是通过挖掘土层并同时沉置锁扣管的方式，形成管幕支护墙体，以达到稳定土体和控制沉降的目的。
五、施工工艺施工工艺主要包括场地准备、洞桩开挖、锁扣管安装、固结灌注、地表恢复等一系列工序。
详细描述施工过程中的每个细节，包括工序及其顺序、施工方法和要点。
六、劳动组织合理的劳动组织是保证施工进展和质量的重要因素。
该工法涉及人员分工、机械设备配置、安全控制等方面，需要详细说明。
七、机具设备该工法需要使用一些特殊的机具设备，包括挖掘机、注浆设备、固结材料输送设备等。
对这些设备的特点、性能和使用方法进行详细介绍。
八、质量控制在施工过程中，质量控制是确保工程质量的关键要素。
详细介绍质量控制的方法和措施，包括施工前的检查验收、施工中的质量检测和控制过程、施工后的验收等。
九、安全措施施工中的安全事项是关乎人员安全和工程安全的重要内容。
特别强调施工工法的安全要求，对施工中的危险因素和安全措施进行详细介绍，确保施工过程中的安全。
十、经济技术分析对施工工法的施工周期、施工成本和使用寿命进行分析，评估和比较其经济性和技术可行性。
十一、工程实例通过介绍已完成的工程实例，展示锁扣管幕支护平顶洞桩法在实际工程中的应用情况和效果。
地铁洞桩法施工工艺及步序
中洞顶纵梁及 拱部结构施工 中洞结构背后 回填混凝土 两侧边导洞采用 初支背后 边导洞扣拱施工 上下台阶法施工 回填混凝土 初支背后 边导洞扣拱施工 回填混凝土 扣拱施工 扣拱 结构施工 两侧边导洞采用 上下台阶法施工 边桩围护桩（岩层） 人工挖孔成桩 结构中柱 结构中柱人工挖孔 （钢管混凝土柱） 开挖至基底 施作底板结构 开挖至基底 施作底板结构 开挖至中板下 施作中板结构
扣拱施工 扣拱 结构施工
围护桩桩顶冠梁
上、下中导洞 采用 采用CD CD法施工 法施工·
边桩围护桩（岩层） 人工挖孔成桩
主体结构底纵梁，工完成，暗挖车站主体结构全部施工完成。 过程控制重点：①导洞支护快速封闭成环； 过程控制重点： 过程控制重点：混凝土回填，并预留注浆管确保回填密实。 洞桩法两条关键线路：①中洞结构； 过程控制重点：①超前支护； 过程控制重点：扣拱完成后，下挖围岩至中板，施作结构， 过程控制重点：分段拆除导洞初支拱架，分段施工扣拱结构。 过程控制重点：岩层开挖注意爆破施工对结构的保护。 中柱钢管柱底部预埋件精度控制。 ; ①边桩人工挖孔桩需要隔多桩施工； ①中柱钢管混凝土柱控制安装垂直度 ①边导洞内扣拱施工控制拱架连接质量； ②拱架连接质量。 岩层开挖注意爆破施工对结构的保护。 ②上层导洞拱架里程同步； ②冠梁扣拱预埋件安装。 ②中洞结构施工预留好防水接茬和结构钢筋接头。 ②桩孔垂直度； ②边洞围护结构及边导洞内扣拱。 两条关键线路施工完成进行下一步扣拱施工。 ③扣拱钢筋预埋。 ③大面桩基施工安全风险大。
洞桩法施工技术
3-2-11 洞桩法施工技术1 前言1.1 工艺原理“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，即在地面上不具备基坑围护结构施工条件时，改在地下提前暗挖好的导洞内施作围护边桩、桩顶纵梁、顶拱共同构成桩、梁、拱(PBA即为桩Pile、梁Beam、拱Arc三个英文字母的简称)支撑体系，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结构体系。
1.2 工艺特点⑴在非强透水地层中，将有水地层的施工变为无水、少水地层施工，避免因长期降水引起的费用增大和地表沉降，有利于保护地下水资源和降低施工措施费。
⑵在水位线以上地层中开设的导洞内施工钻孔桩，利用其“排桩效应”对两侧土体的支挡作用，可减少因流沙、地下水带来的施工安全隐患。
⑶以桩作支护，稳妥、安全，也有利于控制地表沉降量，避免了中洞法、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。
⑷与中洞法、CRD法等暗挖法相比，临时工程量相对较少，结构受力条件也好，相对经济合理。
⑸对结构层数限制少，适用范围较广，所引起的地面沉降变形相对较小，对保护暗挖结构附近的地下构筑物和周边建筑物的安全有利。
特别适合距桩基和高层建筑物很近的地下工程的施工，边桩本身可起到隔离桩的作用，从而达到保护构筑物安全的目的。
⑹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。
1.3 适用范围适用于周边环境复杂，施工受地面、地下建筑物影响大，地表沉降控制要求高，地下水位较高且补给性强的地下工程。
2 工艺流程及操作要点2.1 洞桩法施工步序“PBA”洞桩法施工步序如图2-1所示。
第1步：超前加固地层，先开挖近地面建筑侧导洞，超前另一侧导洞不小于2.5倍洞宽。
暗挖车站施工工艺PBA工法
PBA工法工艺特点
(1)因为采用暗挖法施工,对地面和周围环境影响较小,合用 于受环境条件限制无法进行明挖施工旳地下构造工程。
(2)本工艺所引起旳地面沉降变形相对较小,对保护暗挖构 造附近旳地下构筑物(桥桩、管线等)和周围建筑物旳安全 有利。
(3)与其他大跨度暗挖工艺(如中洞法、CRD 法等)相比,废 弃工程量相对较少,构造受力条件也好,所以本工艺也相对 经济。
3、铺设PVC防水板及焊接：
防水板空铺在土工布上，应平整顺直、不得扭曲。 应横向布置，以尽量降低接头。全部施工缝部位 旳防水板预留长度均超出预留搭接钢筋顶端至少 40cm，也可将预留部分卷起后固定，并注意保护。
防水板采用热熔法手工焊接在塑料圆垫片上，焊 接牢固可靠，防止浇筑和振捣混凝土时防水板脱 落。
注浆要求
1、严格按照交底要求配合比配制浆液。 2、严格按照技术交底要求对每个小导管进行注浆， 禁止漏注、少注，地质不良时要加大注浆量。 3、如有特殊情况，如串孔，部分导管注不进浆液 时要钻孔补打小导管，注浆。 4、现场技术人员和工班长要每榀观察地质情况， 发觉地质变化要与领导沟通制定方案。 5、现场技术人员和工班长要每榀开挖时检验注浆 效果，效果不好时要封闭掌子面重新加小导管， 重新注浆。 6、施工人员和现场技术人员要进行每榀注浆统计。
（4）站厅板构造采用地膜施工，能够大量降低模 板及支撑，极大地降低了工作量并节省了材料。
PBA逆作法施工缺陷
（1）工序转换复杂，各个工序旳衔接和组 织要求较高，工期较长。
（2）将大跨度构造分割为小断面旳洞室是 把“双刃剑”，如在暗挖施工过程中对各 个过程旳连接控制不到位或措施不当会增 长塌方旳危险和二次或屡次沉降较大旳问 题。
施工缝施工
施工缝
地铁洞桩法施工工艺及步序
扣拱施工 扣拱 结构施工
围护桩桩顶冠梁
上、下中导洞 采用 采用CD CD法施工 法施工·
边桩围护桩（岩层） 人工挖孔成桩
主体结构底纵梁，在下 导洞施工完成后进行施工
侧墙结构施工完成，暗挖车站主体结构全部施工完成。 过程控制重点：①导洞支护快速封闭成环； 过程控制重点： 过程控制重点：混凝土回填，并预留注浆管确保回填密实。 洞桩法两条关键线路：①中洞结构； 过程控制重点：①超前支护； 过程控制重点：扣拱完成后，下挖围岩至中板，施作结构， 过程控制重点：分段拆除导洞初支拱架，分段施工扣拱结构。 过程控制重点：岩层开挖注意爆破施工对结构的保护。 中柱钢管柱底部预埋件精度控制。 ; ①边桩人工挖孔桩需要隔多桩施工； ①中柱钢管混凝土柱控制安装垂直度 ①边导洞内扣拱施工控制拱架连接质量； ②拱架连接质量。 岩层开挖注意爆破施工对结构的保护。 ②上层导洞拱架里程同步； ②冠梁扣拱预埋件安装。 ②中洞结构施工预留好防水接茬和结构钢筋接头。 ②桩孔垂直度； ②边洞围护结构及边导洞内扣拱。 两条关键线路施工完成进行下一步扣拱施工。 ③扣拱钢筋预埋。 ③大面桩基施工安全风险大结构施工 中洞结构背后 回填混凝土 两侧边导洞采用 初支背后 边导洞扣拱施工 上下台阶法施工 回填混凝土 初支背后 边导洞扣拱施工 回填混凝土 扣拱施工 扣拱 结构施工 两侧边导洞采用 上下台阶法施工 边桩围护桩（岩层） 人工挖孔成桩 结构中柱 结构中柱人工挖孔 （钢管混凝土柱） 开挖至基底 施作底板结构 开挖至基底 施作底板结构 开挖至中板下 施作中板结构
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• 第8 步:拆除中间导洞钢 支撑,开挖中跨拱部土 层,施工初期支护和防 水层,凿除中桩桩体、 桩顶纵梁和原中间导洞 的初期支护(必要时钢 管柱顶设置临时横撑), 闭合底板及中板,
• 第9 步:施工中跨拱部 二次衬砌,使结构闭合, 对施工缝进行必要的 压浆处理,施工站台板、 楼梯及其他附属工程。
谢 谢 观 赏
• 施工要点 首先开挖竖井和横通道,再在横通道内开挖 平行车站的小导洞,然后在小导洞内施工钻 孔灌注桩,边桩作为车站围护结构临时挡土 或车站边墙永久结构的一部分,中柱或边桩 共同组成车站拱部支护结构(扣拱) 的支撑 体系,以便在拱桩支护结构下开挖车站主体 空间。开挖完成后施作车站梁、板、柱和 侧墙等永久结构。
• 邻近建筑物暗挖地铁车站采用 洞桩法的技术优势
(1) 合理利用车站上部无水地层的条件开挖 小导洞,进行车站下部有水地层的护壁桩和 中间桩的作业, 提前对有水地层形成支护和 截水。
• 2) 车站二次衬砌施工是在开挖大空间形成 后施工的,结构的整体性好,也便于使用大型 机械施工,可缩短车站施工周期,减少地层降 水时间,有效控制地层沉降。 (3) 边桩和扣拱共同工作,使支护结构的刚度 大、整体性好,对结构外侧土体有较明确的 约束作用;
洞桩法
土木085 蔺彦玲
• 洞桩法主要应用于地铁施工，是随着北京 地铁施工而逐步兴起的一种地下工程，现 已在北京地铁十号线多个车站工程中得到 成功应用,充分证明其在松散软弱地层中进 行浅埋大断面洞室开挖是可行的,该方法具 有良好的发展前景和推广价值
• 洞桩法又称Caven-PBA（Pile Beam Arch） 工法，其构思是利用小导洞和桩、梁技术 在对地层不产生大的扰动的情况下，在地 下形成桩、柱和梁竖向受力、传力小框架 支护体系，一旦大弧拱扣拱完成，即形成 竖向受力、传力大框架支护体系，在此支 护体系的保护下可安全地开挖站厅层和站 台层与后续的结构施工。
• 第6 步:灌筑结构底 板、底纵梁混凝土, 待混凝土达到设计 强度70 % 后,拆除 第二道横撑,施工站 台层边墙防水层和 灌筑该部分混凝土;
• 第7 步:待边墙混凝土 达到一定强度后,在中 纵梁和中板边跨加掖 高程下,设置横撑,施工 站厅层边墙、拱部防 水层,施工钢管柱及中 板、中纵梁、顶纵梁、 边跨拱部衬砌;
施工步骤
第1步：在车站上半断面 的无水地层中,分左、 右开挖桩柱作业导洞, 从而为施作整体支护 体系的侧壁支撑(桩梁 结构) 部分提供必要的 施工空间。导洞用小 导管注浆加固地层,加 格栅喷混凝土支护。
• 第2 步:在左右导洞内 施作车站边墙护壁桩, 采特制的钻机作业; 待桩柱完成后,在边桩 间进行帷幕灌浆,分别 施作桩、柱帽纵梁,以 连接桩、柱顶端,支撑 边孔初期支护;
• 第3 步:在导洞内施作 车站顶部格栅支护(局 部), 在两个边洞中立模 回填混凝土,形成扣拱 拱脚,开挖两个导洞之 间的土体并施工拱部的 初期支护;
• 第4 步:向下开挖,对 边桩及其间的土体 喷射混凝土进行支 护;开挖到中层板高 度,设置第一道横撑;
• 第5 步:地面降水,继续 向下开挖,对边桩及其 间土体喷射混凝土进 行支护;对车站结构底 板下地层进行注浆加 固;在底板纵梁上方设 置第二道横撑;开挖到 车站底板高程后,素混 凝土铺底,施工底板防 水层;