中建二局第一建筑工程有限公司上海分公司 上海 200120
摘要：三轴深层搅拌桩内插预应力管桩的复合挡土与止水支护方式(PCMW工法桩),是一种新型深基坑支护方法,其原理是以三轴搅拌桩专用机具，用水泥作为固化剂与地基土进行原位强制性搅拌，并插入预应力管桩，地基土体固化后形成桩柱列式地下连续墙体，通过二者的复合作用，具有深层止水和挡土的双重作用,最终构成深基坑侧向支护新体系.结合工程实例,介绍了该技术的操作要点,可为类似工程提供借鉴。
关键词：PCMW工法桩；深基坑支护；三轴搅拌桩；管桩
1关键技术研究
三轴水泥土搅拌桩采用DB36型三轴搅拌桩机进行施工。
PCMW工法是在水泥土深层搅拌桩中间隔插入管桩所形成的一种地下连续墙施工方法。
Ф850＠600三轴水泥土搅拌桩，即边轴正旋转注浆搅拌、中轴反旋转喷气搅拌水泥土的施工方法，三轴桩采用二搅二喷施工工艺。三轴搅拌桩直径为850mm，桩中心距为600mm,Φ850三轴搅拌桩水泥掺入量为消耗水泥重量和搅拌土体重量的20%，施工桩长为11.6m、13m、14m，内插管桩PHC-600（110）AB-C80、有效桩长10m、12m，PHC-600（130）B-C80-13。
施工顺序图
2.2桩机就位
由当班班长统一指挥桩机就位。移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现障碍物应及时清除，桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正。桩机就位做到稳定、平正，并用线锤观测龙门立柱垂直度以确保桩机的垂直度≤1/250。桩机定位后再进行定位复核，偏差值小于5cm。
2.3搅拌速度及注浆控制
2.3.1制备水泥浆液及浆液注入
水泥浆水灰比控制法：
a、容积法预控：控制进水量，应预先计算好每拌所需水量在搅拌桶中的高度，施工时或用尺量、或做记号。
b、水泥浆比重测法中间控制：质检员应预先绘制灰浆水灰比与比重标准关系曲线。以拌制好的水泥浆比重找出对应水灰比。
进入灰浆搅拌桶水泥，应过筛，剔除结块和其它杂物，拌制好的灰浆亦应再次过筛入储浆池，以免堵管。
搅拌好水泥浆不得离析，因故搁置2h以上的拌制浆液，应作废浆处理，严禁再用。
2.3.2钻进搅拌
桩机就位后，启动电机开始施工，在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，每次下降时喷浆60%，提升时喷浆40%。同时严格控制下沉和提升速度。根据设计要求和有关技术资料规定，下沉速度不大于0.5~1m/min、提升速度为1-2m/min，在桩底部分适当持续搅拌注浆。
2.4接头处理
时间间隔超过24小时，且不超过3天的，直接在外侧复打3根搅拌桩.
3管桩插入施工方法
吊放预应力管桩是PCMW工法施工成桩关键，顺序为：
（a）预应力管桩采用两点起吊，两点距桩端距离均为0.207L。
（b）起吊时，所系钢丝绳与桩的轴线夹角宜控制在45~60度左右。
（c）预应力管桩插入前，在桩顶管壁上弹出十字管桩头线，定位时管桩头十字线与定位型钢呈垂直对齐。
（d）根据高程基面控制点，用水准仪引放到定位型钢上，根据定位型钢与预应力管桩桩顶标高的高度差确定吊筋长度。若管桩设计标高在原地面以下，直接量测高程不便，应先用水准仪测出放于沟槽之上的定位型钢钢管高程，计算出桩顶与钢管的相对标高，然后在三轴钻机钻杆上做好标记，从钻头到标记处的距离即是管桩桩头到型钢钢管的距离。
（e）采用履带吊吊机吊预应力管桩，下沉管桩时，通过水准仪控制下沉，将水准仪调平后，十字丝中竖线对准管桩桩身的竖向墨线，与之重合，下沉中，将墨线一直与十字丝中竖向重合就好，确保管桩竖直下沉。
（f）在沟槽定位型钢上设预应力管桩定位卡，将预应力管桩底部管壁中心对正桩位型钢边线并沿定位卡靠预应力管桩自重垂直插入水泥搅拌桩体内，垂直度控制用线锤控制，使桩身偏差不超过0.5%，并随时接受检查。
（g）用槽钢穿过吊筋搁置在定位型钢上，待水泥搅拌桩达到一定硬化时间后，将吊筋与沟槽定位型钢撤除。管桩桩头到达设计标高后，停止送桩，为防止管桩下沉，将系上的钢丝绳固定在钻头上，使管桩可以固定，待包围在管桩四周的水泥浆凝固后，管桩不在下沉后，用吊机抽出钢丝绳；
（h）若预应力管桩插放达不到设计标高时，则采用提升预应力管桩，重复下插使其插到设计标高，下插过程中始终用线锤跟踪控制预应力管桩的垂直度。
（i）预应力管桩应在水泥搅拌桩初凝前置入。
（j）送桩。一般到设计标高，当自动沉桩停止标高高于三轴桩机钻头时，采用挖机或三轴桩机倒挂钢丝绳的方法压到三轴桩机钻头以下再送桩。遇特殊情况以上方法均无法插入时，则需要拔出管桩。三轴桩机全程复搅一次，可适当加大超钻深度，一般能顺利解决问题。此时需要用吊筋控制管桩沉入深度，以防止管桩超沉。自重沉桩到三轴桩机钻头以下还高于设计标高，停止自动沉入时效果最佳，通过三轴桩机钻头送桩。
4水泥用量计算
桩径为850mm，桩轴（圆心）矩为600mm，则一大幅桩截面积S为三个圆面积扣减4个重叠的弓形面积，一小幅桩截面积S为一个圆面积扣减4个重叠的弓形面积计算方式为：
原面积（三个）：S1=（0.85/2）2×3.1416×3=1.7024m2
圆心角：θ=2×cos(0.3/0.425)=90.1983°
一个扇形面积：S2=（0.85/2）2×3.1416×90.1983/360=0.1423 m2
三角形面积： S3=(0.4252-0.32)1/2×2×0.3/2=0.0903 m2
一个弓形面积: S4=S2-S3=0.1423-0.0903=0.052 m2
一大幅桩截面积: S=S1-4×S4=1.7024-0.052×4=1.4944m2
原面积（一个）：S5=（0.85/2）2×3.1416=0.5675m2
一小幅桩截面积：S=S5-4×S4=0.5675-0.052×4=0.3595m2
单幅三轴搅拌桩水泥掺量：M=1.8×（1.4944+0.3595）/2×桩长×20%（吨）
5结语
本工艺确保了基坑支护的安全性。应用这种基坑支护体系后，相比传统三轴搅拌桩+灌注桩的基坑支护形式节省成本约60万元，施工进度大幅度提前，为业主创造了一定的时间效益，同时该基坑支护的安全稳定性得到了业主和监理的高度认可，减少了水泥等材料用量，符合《绿色施工技术导则》中节材与材料资源的要求，为业主和公司赢得了良好的社会声誉。
参考文献：
[1]夏克平. 双排PCMW工法桩在超大深基坑支护中的应用[J].建筑施工，2016年6月.
[2]耿平,陆秀华,蒋柏东. PCMW工法在深基坑工程中的应用[J]. 建筑技术,2016年3月.
论文作者:张瑞,张军锋,鲍金业
论文发表刊物:《防护工程》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/27
标签：管桩论文; 预应力论文; 标高论文; 水泥论文; 型钢论文; 水泥浆论文; 桩机论文; 《防护工程》2018年第24期论文;