PCMW工法在基坑支护中的应用

PCMW工法在基坑支护中的应用

摘要】本文介绍采用管桩水泥土复合墙（PCMW工法）这一新型基坑支

护技术，并附工程实例。

关键词】深基坑 PCMW工法

一、前言

一般认为，无论从力学还是从变形控制角度来看，管桩不宜作深基坑的支护结构，但在本文介绍的采用管桩水泥土复合墙（PCMW工法）这一新型基坑支护技术应用之后，也许会改变你的传统思维。

二、工程案例

（一）工程简介及特点

1、工程简介

湛江某大厦由28层主楼、4层裙楼组成，设置两层地下室，结构体系为框架剪力墙结构。基础形式为桩基础，桩基础采用

钻孔灌注桩。基坑总开挖面积约为4680O.周长约为290m。设计标高采用黄海高程，该地周边自然地面相对标高为0. 000～0. 600m，考虑基础高度及垫层厚度后，基坑开挖深度11.1-11. 7m。

2.工程特点

（1）土质条件差：基坑开挖影响深度范围内，浅部为填土，以下为粉砂及粉土层，工程性质差。

（2）土体含水丰富：地下水主要为潜水，土层渗透系数较大。土层含水量高，影响基坑开挖的稳定性。

（3）周边环境条件差：基坑东西两侧为建筑物，东侧建筑物距地下室外墙仅3. 00m。南北两侧为道路.距地下室外墙约3.50～4. 00m。基坑开挖对变形控制要求高，为保证路面不开裂，建筑物不沉降，须对基坑周边采取支护措施。

（4）支护方洼新：采用管桩水泥土复合墙（PC VIW工法）这一新型基坑支护技术。

三、工程地质条件

根据该场地岩土工程勘察报告，原地貌景观形态已改变，现地形平坦，场地南部原有平房尚未拆除。拟建场地地面标高最大值11. 35m，最小值10. 50m（黄海高程），地表相对高差0.85m。

1.土层分布

根据野外钻探、原位测试及室内土工试验资料，将勘探深度范围内的岩土按照时代、成因及物理力学性质划分为5层，共10个亚层，其中主要土层自上而下分别为杂填土、粉质黏土、粉土夹粉砂、粉质黏土、粉砂、粉细砂。基坑开挖影响范围内各土层主要物理

力学性质指标见表1，典型地质剖面图如图1所示。

场地土层主要力学参数 表1

2、地下水

本场地地下水属潜水，主要赋存于①层填土、②层以及③-1层、③-2层，由大气降水、地表水补给，以蒸发和渗流形式排泄。勘探期间有部分钻孔测得的初见水位埋深为1.80～2.20m，相应标高为8.50～9.01m；稳定水位埋深为1.60～2.10m，相应标高为8.72～9.53m。地下水位的年变幅约为0.5m。近年最高地下水位约为10.00m。

（三）基坑周边环境概况

基坑北侧地下室外墙与该侧用地红线最近距离约为3.0m，与模范马路最近距离约3.5m；南仙野 下室外墙与用地红线最近距离约为3.0m，与该侧新模范马路最近距离约为3.5m；东侧地下室外墙与用地红线最小距离约为3.0m，与东侧建筑物最近距离约3.0m；西侧地下室外墙距离用地红线最小约为3.1m，与该侧道路最近距离约3.5m。周边道路下埋设了众多市政管线。基坑击边环境示意图见图2.

（四）支护结构设计

1.基坑支护总体设计思路

本工程基坑开挖深度较深，场地临近道路和建筑物，环境条件较差，对围护结构稳定性和变形控制要求高。

PCMW工法，即在三轴水泥搅拌土中插入预应力管桩形成水泥土止水、预应力管桩承担土体荷载的复合支护结构，是一种新型深基坑支护方法。PCMW工法施工现场及基坑照片见图3。该工法比地下连续墙支护形式节省造价，又比钻孔灌注桩节省支护空间，实际工程中也证明了其防侧壁止水防渗性能好。PCMW工法支护桩体刚度大、变形小，占地少，工艺构造简单，工程造价较低，工期短，可以较好解决复杂场地条件下的支护问题。

本基坑工程采用如下设汁方案：围护结构采用PCMW工法桩（三轴搅拌桩内插预应力高强混凝土管桩）结合二道钢筋混凝土支撑.管桩采用GZH-Ⅲ800 （180）@1200（《先张法预应力混凝土支护桩》（苏（G/T 20-2010》；采用850@1200三轴深搅桩作止

水帷幕；坑中坑部位挖深为3. 65m，采用混凝土钻孔灌注桩支护；其余浅坑采用放坡.坡比1：2.0；基坑顶部设置排水沟，兼做截水作用，坑内采用疏干井降水。

2.围护体设计

PCMW丁法桩作为围护体和止水帷幕，作为围护桩的管桩桩长19m，止水帷幕有效长度23. 7m。AB（ID段止水帷幕插入坑底以下12. 2m，排桩插入坑底以下7.5m，DEF-GHU段止水帷幕插入坑底以下12. 1m，排桩插入坑底以下7.4m，JA段止水帷幕插入坑底以下12. 1m，排桩插入坑底以下6.9m。坑中坑的深坑部位挖深为3.65m，采用混凝土钻孔灌注桩支护，有效长度9m，插入坑底以下5.35rn。经设计计算，管桩的抗弯及抗剪均满足设计要求。PCMW工法桩的管桩及止水帷幕平面布置图如图4所示，围护结构剖面如图5所示。

3、水平支撑体系设计

本工程基坑竖向设置两道钢筋混凝土支撑，混凝土等级为C35，第一道支撑中心标高-1.400m，第二道支撑中心标高-7.000m。两道撑的尺寸及中心标高等参数见表2，支撑平面布置及实景图如图6所示。支撑构件轴线偏差应控制在规范允许范围内，构件浇筑平整，单根支撑不得留有施工缝；圈梁、支撑钢筋需通长布设，混凝土支撑钢筋需锚入圈梁35d；混凝土支撑节点需包住钢立柱。

基坑实施阶段在第一道混凝土支撑的中部区域设置施工栈桥平台，工作机械等设备可以运作通行，还可以作为堆放施工材料的场所，在加快基坑出土速度的同时，缩短基坑工程施工期限。

支撑截面信息表 表2

项目 中心标高（m） 圈梁（mm） 圈梁（mm） 主撑（mm） 八字撑（mm） 联系梁（mm） 栈桥梁（mm）

第一道支撑 -1.400 1200800 12001000 700800 600700 500600 8001000

第二道支撑 -7.000 1400800 1400800 900800 700800 600700 -

4、立柱和立柱桩设计

本工程立柱采用角钢格构柱，立柱桩采用钻孔灌注桩。栈桥立柱采用540mm540mm角钢格构柱钢立柱，支撑立柱采用480mm480mm角钢格构柱钢立柱，基坑底面以下为800mm钻孔灌注桩，格构柱保证进入基坑底面以下立桩桩长不小于3.0m。钢立柱在底板范围内应设置止水片，立柱桩的打入方向应与主撑方向一致，位置选择应避开工程桩、地

梁及小型承台等，如相对冲突，立柱桩位置可作适当调整。

四、结束语

工程已竣工，从监测的数据看，变形与位移情况良好。