PCMW工法在南京某基坑工程中的應(yīng)用

趙媛1 張強(qiáng)2

江蘇省建苑巖土工程勘測有限公司 江蘇南京 210029

摘要：PCMW工法作為一種新型的基坑支護(hù)方式近年來在華東地區(qū)得到廣泛的應(yīng)用。文章結(jié)合南京某中學(xué)地下車庫基坑支護(hù)設(shè)計(jì)和監(jiān)測資料，詳細(xì)分析了支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工開挖過程中位移、沉降等變化情況，為類似工程設(shè)計(jì)、施工提供有益的參考。

關(guān)鍵詞：深基坑；PCMW工法；三軸攪拌樁；預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁；基坑監(jiān)測

引言

PCMW工法，亦稱管樁水泥土復(fù)合擋墻，近幾年來作為一種新型的基坑支護(hù)方式在華東地區(qū)得到廣泛的應(yīng)用。該支護(hù)形式是相互套接的三軸水泥土攪拌樁內(nèi)插入預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁，從而形成兼具截水和擋土功能的復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)。PCMW工法支護(hù)同時發(fā)揮了水泥土攪拌樁止水和混凝土管樁擋土的特點(diǎn)，與常用的灌注樁加止水帷幕支護(hù)形式相比，節(jié)省支護(hù)結(jié)構(gòu)占地空間，節(jié)約建筑材料（鋼材、混凝土），造價相對經(jīng)濟(jì)，且施工過程快捷、環(huán)保。本文結(jié)合南京某中學(xué)地下車庫基坑支護(hù)設(shè)計(jì)和監(jiān)測資料，詳細(xì)分析了支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工開挖過程中位移、沉降等變化情況，為類似工程設(shè)計(jì)、施工提供有益的參考。

1、工程概況

南京某中學(xué)地下車庫位于南京某中學(xué)校園內(nèi)，一層地下室，框架結(jié)構(gòu)?；用娣e2140m2，周長約215m?！?.00相當(dāng)于絕對標(biāo)高10.90m，基坑實(shí)際挖深6.00m。

2、基坑周邊環(huán)境條件

東側(cè)為2層藝術(shù)教學(xué)樓（樁基礎(chǔ)），地下室外墻距其最近距離約6.50m。

南側(cè)為2層體育館（樁基礎(chǔ)），地下室外墻距其最近距離約7.90m。

西側(cè)校門外為中山南路（城市主干道，其下有正在運(yùn)營中的地鐵一號線，地鐵隧道頂板位于地面下15.00m），地下室外墻距道路紅線約21.0m。

北側(cè)為6層辦公樓（樁基礎(chǔ)），地下室外墻距其最近距離約10.40m。

場地內(nèi)北側(cè)有2棵雪松，此外基坑西側(cè)有一片樹林，建設(shè)單位要求在基坑施工過程中確保其安全。

圖1 基坑支護(hù)平面布置圖以及監(jiān)測點(diǎn)平面布置圖

3、工程地質(zhì)概況

3.1 巖土層分布

根據(jù)巖土工程勘察報告，基坑開挖范圍內(nèi)土層情分別為雜填土、粉細(xì)砂、粉質(zhì)粘土、粘土等。巖土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表1。

表1 巖土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

土 層 名 稱重 度固 快 指 標(biāo)滲透系數(shù)

γCΦKVKH

kN/m3kPa度（

①-1雜填土（18.2）（8.0）（12.0）5.05.0

②粉細(xì)砂18.88.629.71750

③1粉質(zhì)粘土19.829.716.10.00320.0016

3.2 場地地下水

擬建場地地下水類型有兩種，分別為潛水和微承壓水。

潛水主要福存于①層雜填土、②層粉細(xì)砂中，含水層厚度15.0m左右。①層雜填土結(jié)構(gòu)松散，密實(shí)度差，透水性好，且含水量較豐富。②層粉細(xì)砂，飽和，稍密，透水性好。潛水初見水位在自然地面下埋深1.90～2.20m，穩(wěn)定水位在自然地面下1.60～1.80m，水位標(biāo)高在9.20m左右。該地下水補(bǔ)給來源主要為大氣降水及地表水，水位變化受季節(jié)變化影響較大，年變化幅度1.0m左右。

微承壓水主要賦存于④層粉土和⑤層粉細(xì)砂中，含水層厚度7.00m左右。根據(jù)南京地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，該層承壓水水頭埋葬在自然地面下4.00～7.00m，水位標(biāo)高在7.00～4.00m。

本設(shè)計(jì)中地下水位標(biāo)高按自然地面下1.50m考慮。

4、基坑支護(hù)方案

基坑實(shí)際挖深6.00m，且周邊環(huán)境較復(fù)雜。根據(jù)本基坑的周邊環(huán)境要求及開挖深度確定基坑西側(cè)側(cè)壁安全等級為一級，重要性系數(shù)取1.1，其余側(cè)側(cè)壁安全等級為二級，重要性系數(shù)取1.0。綜合考慮本工程的特點(diǎn)、周邊環(huán)境情況以及工程地質(zhì)概況，本著安全、經(jīng)濟(jì)、方便施工的原則，本工程的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案如下：

4.1 擋土及止水結(jié)構(gòu)

整個基坑采用PCMW工法進(jìn)行擋土止水，即在Φ850@1200的三軸深攪樁內(nèi)插入PHC-600（110）B-C80型預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁形成復(fù)合擋墻，兼擋土及止水于一體的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式。管樁間距1200，三軸深攪樁作為止水帷幕，要求進(jìn)入③-1層粉質(zhì)粘土層形成全封閉的止水帷幕。

基坑西側(cè)由于臨近中山南路（其下有正在運(yùn)營的地鐵一號線），該側(cè)每隔一定距離設(shè)置一組雙排樁（Φ600@2400的鉆孔灌注樁）以控制該側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)的拆撐變形。同時在基坑西側(cè)及基坑中部坑底以下采用三軸深攪樁加固（搭接100），加固范圍為坑面以下3.0m。

此外在需保護(hù)的樹木周邊超前設(shè)置一排注漿孔，內(nèi)注膨潤土泥漿液，注漿范圍自地面開始至5.0m范圍內(nèi)。

4.2 支撐體系

采用一道混凝土支撐。支撐中心標(biāo)高設(shè)置為-1.50，樁頂冠梁頂標(biāo)高-1.15。

4.3 開挖過程中對地下水的處理

基坑內(nèi)布置了8口降水井，并結(jié)合\"明溝加集水坑\"進(jìn)行疏干排水?；游鱾?cè)坑外布置3口觀測回灌井觀測基坑開挖過程中地下水位的變化。

基坑開挖時，視施工現(xiàn)場情況沿基坑周邊設(shè)置排水溝，排水溝寬400mm，深300～500mm，排水溝坡度1%，并在基坑四周設(shè)置護(hù)欄，以確保人員的安全。

4.4 出土口位置加固

出土口位置采用雙排樁（Φ600@2400的鉆孔灌注樁）的形式進(jìn)行適當(dāng)加固。

5、現(xiàn)場基坑監(jiān)測

5.1 監(jiān)測內(nèi)容

基坑開挖施工階段深基坑支護(hù)安全監(jiān)測隨施工進(jìn)度進(jìn)行，從2011年12月24日起開始監(jiān)測，至2012年8月8日結(jié)束。

本次監(jiān)測工作嚴(yán)格按基坑監(jiān)測方案和規(guī)范要求進(jìn)行，對突發(fā)事件，已及時調(diào)整監(jiān)測頻率，滿足監(jiān)測需要，使監(jiān)測工作始終保持在可控狀態(tài)。

（1）支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移和垂直位移監(jiān)測

沿樁頂冠梁頂部共布設(shè)15個水平垂直監(jiān)測點(diǎn)。

a、支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移監(jiān)測（+向基坑偏移）