論P(yáng)CMW 工法樁在深基坑工程中的應(yīng)用

葛志祥

(南通市崇信建設(shè)有限公司，江蘇南通 226000)

0 引言

隨著當(dāng)前建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展，建筑物的規(guī)模越來越大，涌現(xiàn)出大量的高層甚至超高層建筑，這些建筑物的地下室規(guī)模也很龐大，深基坑工程也變得日益常見。如何做好深基坑的支護(hù)工作已成為建筑領(lǐng)域繞不開的一個話題，下面簡單介紹一下南通鐘聯(lián)財富中心項(xiàng)目在深基坑工程中采用的PCMW工法以及施工過程，以供大家交流探討。

1 工程概況及地質(zhì)條件

1.1 工程概況

鐘聯(lián)財富中心總建筑面積79 561 m2，地上建筑面積47 591 m2，地下建筑面積31 970 m2，建筑高度為38.8 m，基坑底標(biāo)高為－10.0 m。該工程位于中新一路的北側(cè)，基坑南側(cè)與中新一路最小距離僅有4.8 m，條件復(fù)雜。經(jīng)過多次現(xiàn)場踏勘和論證，最終確定南半側(cè)基坑采用PCMW工法樁加混凝土冠梁角撐支護(hù)，東北角采用雙軸攪拌樁加鉆孔灌注樁加混凝土冠梁角撐支護(hù)，其余部位采用放坡加噴錨支護(hù)，本文主要介紹PCMW工法及其施工過程。

1.2 水文地質(zhì)狀況

地下水類型為孔隙潛水類型。主要補(bǔ)償來源為大氣降水、地表水以及區(qū)域水系。水位水量跟季節(jié)和人類活動有關(guān)，水量較豐富?？碧狡陂g測得場地初見地下水水位標(biāo)高2.50m(埋深1.50 m)，穩(wěn)定地下水位標(biāo)高為2.60 m(埋深1.40 m)。

根據(jù)南通市市區(qū)水文地質(zhì)資料，場地內(nèi)歷史最高地下水位標(biāo)高約3.60 m，近年來場地內(nèi)最高地下水位標(biāo)高約為3.40 m，最低地下水位標(biāo)高約為1.40 m，水位年變化幅度約為2.00 m。

2 工藝介紹

三軸深層水泥土攪拌樁通過三軸深層攪拌鉆頭將土體切散至設(shè)計深度，同時在提升鉆頭前通過兩端鉆頭將水泥漿通過高壓注入土中通過鉆頭反復(fù)攪拌混合，并經(jīng)過中間鉆頭噴射高壓氣流，使水泥漿和土在反復(fù)攪拌過程中更加均勻。在三軸成孔后隨即插入高強(qiáng)管樁，形成連續(xù)的地下?lián)跬翗?gòu)件，并通過冠梁和內(nèi)支撐構(gòu)成整體形成完整的基坑支護(hù)，通過水泥土墻形成截水帷幕有效的控制地下水對基坑的影響以及降水對周邊環(huán)境的破壞。

本工程PCMW工法采用850@1 200三軸攪拌樁(有效長度20.3m)，內(nèi)插高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁(GZH-700 III150@1 200，有效長度17 m)，樁頂澆筑900×800冠梁并設(shè)置角撐，總支護(hù)長度約213 m。

選用設(shè)備:金泰BZ70長螺旋鉆機(jī)1臺、中聯(lián)QUY70履帶吊車1臺、PC200挖機(jī)1臺、振動送樁器1臺、全站儀1臺、經(jīng)緯儀1臺、水準(zhǔn)儀1臺、卷尺、鋼絲繩等。

3 施工過程

3.1 施工準(zhǔn)備

施工前應(yīng)充分周邊地下管線分布情況并采取相應(yīng)措施，然后平整場地、定位放線、做好測量復(fù)核工作，組織機(jī)械進(jìn)場組裝調(diào)試并根據(jù)本工程特點(diǎn)及設(shè)計要求設(shè)定施工參數(shù)，原材料進(jìn)場抽樣復(fù)試合格后方可使用。

3.2 PCMW 工法樁施工順序

3.2.1 主要工序

開挖溝槽→三軸攪拌樁機(jī)就位→攪拌水泥土、提升、噴漿→履帶吊起吊、定位、插樁→振動送樁→標(biāo)高復(fù)核、穩(wěn)樁→重復(fù)下一根樁施工。

3.2.2 PCMW工法樁施工

采用跳槽式雙孔全套打復(fù)攪式連接(見圖1)。沿著擋土構(gòu)件方向先施工1號樁和3號樁(俗稱“大幅”)，然后進(jìn)行2號樁施工，2號樁的兩端鉆頭分別插入1號樁和3號樁的右側(cè)和左側(cè)孔內(nèi)形成復(fù)打(俗稱“小幅”)，該法施工能保證水泥漿和土層攪拌充分，使得樁之間接縫可靠，不易發(fā)生偏位傾斜。2號樁施工完成后，三軸機(jī)移位，履帶吊車先后起吊1號、2號高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁插入樁孔、振動送樁、穩(wěn)樁(見圖2)。然后重復(fù)循環(huán)前道工序施工。施工采用3班24 h作業(yè)，中間不停頓。

圖1 PCMW工法樁施工順序

圖2 高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁插樁、振動送樁

3.3 冠梁及內(nèi)支撐施工

按設(shè)計圖紙?jiān)跇俄敳吭O(shè)置一道鋼筋混凝土連續(xù)梁，將所有單獨(dú)受力高強(qiáng)支護(hù)樁形成整體，減少擋墻的內(nèi)力。

PCMW工法樁施工完成后將上層土挖至設(shè)計樁頂標(biāo)高下150 mm，統(tǒng)計樁頂實(shí)際標(biāo)高，對未達(dá)到設(shè)計標(biāo)高的樁按照設(shè)計要求采用截樁和接樁方式將樁頂施工至設(shè)計標(biāo)高;采用沖擊回轉(zhuǎn)式水井鉆機(jī)將樁芯內(nèi)水泥土清除至樁頂向下2 100 mm，采用清水將樁芯內(nèi)壁清除干凈;樁孔按設(shè)計填芯;綁扎冠梁鋼筋和支模，驗(yàn)收合格澆筑C35混凝土。待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求后即可進(jìn)行基坑開挖(見圖3)。

3.4 施工控制要點(diǎn)

3.4.1 三軸水泥土攪拌樁要點(diǎn)控制

嚴(yán)格控制鉆桿垂直度，控制接頭施工質(zhì)量，確保樁體搭接長度滿足設(shè)計要求。按照設(shè)計要求配置水泥漿配合比，施工過程中嚴(yán)格控制水泥用量和泵送壓力值，嚴(yán)格控制下沉和提升速度，使水泥漿和原地基土充分?jǐn)嚢杈鶆颉６ㄆ跈z查攪拌頭直徑，確保其磨損量不大于10 mm。

圖3 PCMW工法樁支護(hù)系統(tǒng)

3.4.2 管樁沉樁要點(diǎn)控制

本工程采用的高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁樁長17 m，由13 m+4 m兩節(jié)樁組成。管樁接頭的焊接質(zhì)量直接影響樁身抗側(cè)向壓力的大小，是支護(hù)結(jié)構(gòu)安全的隱患之一。管樁的焊接全部委托廠家制作，并在進(jìn)場后對焊縫進(jìn)行無損探傷檢測，確保焊接質(zhì)量。同時在插樁過程中保證錯開接頭位置的方法，避免接頭處于同一斷面以減少安全隱患。管樁施工過程中需嚴(yán)格控制好樁位和樁身的垂直度，本工程三軸成孔為850，高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁直徑為700，支護(hù)樁的兩側(cè)只有75 mm水泥土保護(hù)層。為保證支護(hù)結(jié)構(gòu)整體的止水效果，插樁過程中嚴(yán)格監(jiān)測樁位和樁身垂直度，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、抗?jié)B效果和安全性能。

3.4.3 填芯、冠梁及支撐梁控制要點(diǎn)

作為單支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，支點(diǎn)處(管樁和冠梁連接處)為集中力，必須保證支點(diǎn)處受到支撐力時不會造成管樁局部受壓破壞，因此管樁內(nèi)填芯必須嚴(yán)格按照設(shè)計要求施工，確保施工質(zhì)量。為減少基坑外側(cè)土對支護(hù)結(jié)構(gòu)壓力造成的變形，管樁上口設(shè)置的冠梁起到至關(guān)緊要的作用。施工中必須嚴(yán)格按照圖紙?jiān)O(shè)計確保冠梁和角撐的幾何形狀、支撐位置和相互連接質(zhì)量。

4 結(jié)語

本工程目前已完成地下室施工，基坑監(jiān)測報告顯示:PCMW工法樁支護(hù)系統(tǒng)周邊道路最大沉降值為28.4 mm、基坑坡頂最大水平位移8.5 mm、基坑坡頂最大豎向位移－8.0 mm，所有變化均未超出報警值。由此證明，本工程選用的PCMW工法是安全可靠、切實(shí)可行的。該工法的主要特點(diǎn)是對周邊環(huán)境影響小;施工時產(chǎn)生的泥漿少，有利于環(huán)保;成樁質(zhì)量可靠，具有較高的抗壓和抗剪強(qiáng)度;能有效降低施工成本、縮短施工工期。本工程的成功實(shí)踐也可為今后類似工程提供參考價值。