论PCMW 工法桩在深基坑工程中的应用

葛志祥

(南通市崇信建设有限公司，江苏南通 226000)

0 引言

随着当前建筑行业的蓬勃发展，建筑物的规模越来越大，涌现出大量的高层甚至超高层建筑，这些建筑物的地下室规模也很庞大，深基坑工程也变得日益常见。如何做好深基坑的支护工作已成为建筑领域绕不开的一个话题，下面简单介绍一下南通钟联财富中心项目在深基坑工程中采用的PCMW工法以及施工过程，以供大家交流探讨。

1 工程概况及地质条件

1.1 工程概况

钟联财富中心总建筑面积79 561 m2，地上建筑面积47 591 m2，地下建筑面积31 970 m2，建筑高度为38.8 m，基坑底标高为－10.0 m。该工程位于中新一路的北侧，基坑南侧与中新一路最小距离仅有4.8 m，条件复杂。经过多次现场踏勘和论证，最终确定南半侧基坑采用PCMW工法桩加混凝土冠梁角撑支护，东北角采用双轴搅拌桩加钻孔灌注桩加混凝土冠梁角撑支护，其余部位采用放坡加喷锚支护，本文主要介绍PCMW工法及其施工过程。

1.2 水文地质状况

地下水类型为孔隙潜水类型。主要补偿来源为大气降水、地表水以及区域水系。水位水量跟季节和人类活动有关，水量较丰富。勘探期间测得场地初见地下水水位标高2.50m(埋深1.50 m)，稳定地下水位标高为2.60 m(埋深1.40 m)。

根据南通市市区水文地质资料，场地内历史最高地下水位标高约3.60 m，近年来场地内最高地下水位标高约为3.40 m，最低地下水位标高约为1.40 m，水位年变化幅度约为2.00 m。

2 工艺介绍

三轴深层水泥土搅拌桩通过三轴深层搅拌钻头将土体切散至设计深度，同时在提升钻头前通过两端钻头将水泥浆通过高压注入土中通过钻头反复搅拌混合，并经过中间钻头喷射高压气流，使水泥浆和土在反复搅拌过程中更加均匀。在三轴成孔后随即插入高强管桩，形成连续的地下挡土构件，并通过冠梁和内支撑构成整体形成完整的基坑支护，通过水泥土墙形成截水帷幕有效的控制地下水对基坑的影响以及降水对周边环境的破坏。

本工程PCMW工法采用850@1 200三轴搅拌桩(有效长度20.3m)，内插高强预应力管桩(GZH-700 III150@1 200，有效长度17 m)，桩顶浇筑900×800冠梁并设置角撑，总支护长度约213 m。

选用设备:金泰BZ70长螺旋钻机1台、中联QUY70履带吊车1台、PC200挖机1台、振动送桩器1台、全站仪1台、经纬仪1台、水准仪1台、卷尺、钢丝绳等。

3 施工过程

3.1 施工准备

施工前应充分周边地下管线分布情况并采取相应措施，然后平整场地、定位放线、做好测量复核工作，组织机械进场组装调试并根据本工程特点及设计要求设定施工参数，原材料进场抽样复试合格后方可使用。

3.2 PCMW 工法桩施工顺序

3.2.1 主要工序

开挖沟槽→三轴搅拌桩机就位→搅拌水泥土、提升、喷浆→履带吊起吊、定位、插桩→振动送桩→标高复核、稳桩→重复下一根桩施工。

3.2.2 PCMW工法桩施工

采用跳槽式双孔全套打复搅式连接(见图1)。沿着挡土构件方向先施工1号桩和3号桩(俗称“大幅”)，然后进行2号桩施工，2号桩的两端钻头分别插入1号桩和3号桩的右侧和左侧孔内形成复打(俗称“小幅”)，该法施工能保证水泥浆和土层搅拌充分，使得桩之间接缝可靠，不易发生偏位倾斜。2号桩施工完成后，三轴机移位，履带吊车先后起吊1号、2号高强预应力管桩插入桩孔、振动送桩、稳桩(见图2)。然后重复循环前道工序施工。施工采用3班24 h作业，中间不停顿。

图1 PCMW工法桩施工顺序

图2 高强预应力管桩插桩、振动送桩

3.3 冠梁及内支撑施工

按设计图纸在桩顶部设置一道钢筋混凝土连续梁，将所有单独受力高强支护桩形成整体，减少挡墙的内力。

PCMW工法桩施工完成后将上层土挖至设计桩顶标高下150 mm，统计桩顶实际标高，对未达到设计标高的桩按照设计要求采用截桩和接桩方式将桩顶施工至设计标高;采用冲击回转式水井钻机将桩芯内水泥土清除至桩顶向下2 100 mm，采用清水将桩芯内壁清除干净;桩孔按设计填芯;绑扎冠梁钢筋和支模，验收合格浇筑C35混凝土。待混凝土强度达到设计要求后即可进行基坑开挖(见图3)。

3.4 施工控制要点

3.4.1 三轴水泥土搅拌桩要点控制

严格控制钻杆垂直度，控制接头施工质量，确保桩体搭接长度满足设计要求。按照设计要求配置水泥浆配合比，施工过程中严格控制水泥用量和泵送压力值，严格控制下沉和提升速度，使水泥浆和原地基土充分搅拌均匀。定期检查搅拌头直径，确保其磨损量不大于10 mm。

图3 PCMW工法桩支护系统

3.4.2 管桩沉桩要点控制

本工程采用的高强预应力管桩桩长17 m，由13 m+4 m两节桩组成。管桩接头的焊接质量直接影响桩身抗侧向压力的大小，是支护结构安全的隐患之一。管桩的焊接全部委托厂家制作，并在进场后对焊缝进行无损探伤检测，确保焊接质量。同时在插桩过程中保证错开接头位置的方法，避免接头处于同一断面以减少安全隐患。管桩施工过程中需严格控制好桩位和桩身的垂直度，本工程三轴成孔为850，高强预应力管桩直径为700，支护桩的两侧只有75 mm水泥土保护层。为保证支护结构整体的止水效果，插桩过程中严格监测桩位和桩身垂直度，确保支护结构的强度、抗渗效果和安全性能。

3.4.3 填芯、冠梁及支撑梁控制要点

作为单支点结构，支点处(管桩和冠梁连接处)为集中力，必须保证支点处受到支撑力时不会造成管桩局部受压破坏，因此管桩内填芯必须严格按照设计要求施工，确保施工质量。为减少基坑外侧土对支护结构压力造成的变形，管桩上口设置的冠梁起到至关紧要的作用。施工中必须严格按照图纸设计确保冠梁和角撑的几何形状、支撑位置和相互连接质量。

4 结语

本工程目前已完成地下室施工，基坑监测报告显示:PCMW工法桩支护系统周边道路最大沉降值为28.4 mm、基坑坡顶最大水平位移8.5 mm、基坑坡顶最大竖向位移－8.0 mm，所有变化均未超出报警值。由此证明，本工程选用的PCMW工法是安全可靠、切实可行的。该工法的主要特点是对周边环境影响小;施工时产生的泥浆少，有利于环保;成桩质量可靠，具有较高的抗压和抗剪强度;能有效降低施工成本、缩短施工工期。本工程的成功实践也可为今后类似工程提供参考价值。