论PCMW工法在城市下穿工程中的应用.doc

1、1论 PCMW 工法在城市下穿工程中的应用【摘要】本文简要介绍了城市软土地区下穿工程的几种支护方式，结合昆山市东城大道快速化改造 DC05 标下穿通道的工程实际，阐述了PCMW 工法的施工工艺和施工方法特点。PCMW 工法施工速度快、承载力大、变形小、节约造价等优点，有利于提高城市下穿工程中软土地区深基坑支护的安全性及经济性，为日后类似似工程提供一种可行的解决方法。 关键词 PCMW 工法 城市下穿 基坑支护 中图分类号：F291.1 文献标识码：A 文章编号： 1.前言 近年来，随着经济发展与交通建设的互动，城市道路的快速化建设步伐不断加快，快速路与被交路之间的相对关系主要采用以下几种方式：

2、跨线桥、互通式立交、下穿（短隧道） 、被交路接至辅道。城市下穿由于具有保证快速路交通、对周边建筑物、地下管线、景观破坏小等优点，在城市快速化建设中应用较多，并取得了较好的效果。在城市下穿工程中，为保证暗埋段箱体的最小覆土厚度要及通道净空要求，下穿范围内需要的最大开挖深度基本在 8m-9m 米，因此对基坑的支护的要求较高。在软土分布较广、较深的地区，下穿通道所采用的常规支护方式主要有：SMW 工法桩、钻孔灌注桩+深层搅拌桩止水帏幕或高压旋喷桩等，而在昆2山市东城大道一期工程两个下穿工程、苏州北环辅路等工程中采用 PCMW工法得到了成功应用。下面以昆山市前进路快速化改造工程的施工情况，浅谈 PCM

3、W 工法在城市下穿通道基坑支护的应用。 2.PCMW 工法运用情况 2.1 前进路下穿通道概况 前进路下穿通道位于东城大道快速化改造二期工程的 DC05 标，全长共 500m，其中暗埋段长 60m，敞开段 U 型槽全长 440m，通道全宽 28 米，采用双向六车道，通道净高 5.2 米。 2.2 前进路下穿通道基坑围护设计 2.2.1 基坑设计方案 采用预应力管桩复合墙支护（PCMW 工法）进行基坑支护，在 850三轴搅拌桩止水帷幕深搅咬合 25cm，每隔 1.2m 插入 C80PHC600 型管桩，在基坑中间设 400400mm 隔构式钢立柱，间距 8 米，立柱桩下部 3 米插入 800mm

4、 钻孔灌注桩基础中，钻孔桩桩长 8m，立柱之间采用 I28a 工字钢连接作为联系梁，基坑间每隔 4 米架设一道 609（t=12mm）钢支撑进行横向支护，PCMW 工法按基坑深度不同深搅 14m+13mB 型管桩、深搅13m+12mB 型管桩、深搅 11m+10mA 型管桩。 2.2.2 基坑设计要求 根据基坑所处的区域，结合施工期间不中断交通的需求，确定基坑3的保护等级为一级，控制标准为：桩顶最大水平位移量0.1H，地面最大沉降量0.15H（25mm） ，围护桩最大水平位移量0.2H(30mm)。2.2.3 围护结构设计情况 对于不同深度的基坑分段采用不同的围护结构。 出入口段基坑深度不大于

5、 3 米采用放坡开挖，轻型井点降水； 基坑深度 H3 米段采用预应力管桩复合墙支护（PCMW 工法）进行基坑支护，在 850 三轴搅拌桩止水帷幕中每隔 1.2m 插入管桩。管桩直径 0.60m，在基坑中间设置立柱，在立柱及基坑间每隔 4 米架设一道钢支撑进行横向支护。 工程现场因部分段落有横向高压线路无法拆除，三轴深搅桩机械高度过高无法操作，因此该段落采用钻孔灌注桩结合高压旋喷止水帷幕的方式，对基坑进行支护。 2.3 常规支护与 PCMW 工法支护在前进路下穿中的比选 我们常规的基坑支护主要有 SMW 工法以及钻孔灌注桩+止水帷幕。在这里，结合计算和分析，针对前进路下穿基坑我们对 PCMW 工

6、法、SMW 工法、钻孔灌注桩+止水帷幕三种支护形式进行一下综合比选。 2.3.1 PCMW 工法和 SMW 工法的比较 PCMW 工法与 SMW 工法的基本原理相同，均是在水泥搅拌土中插入劲性材料，形成挡土与止水复合支护结构。两者的区别主要体现在抗变形能力、抗渗能力、施工规模以及与主体结构的影响方面。 4在经济造价方面，以实际工程价格比较，PCMW 工法比 SMW 工法每延米造价多约 6%10%，而如果地下结构施工周期较长，SMW 工法型钢的周转费用会增加，两者间的费用将会接近。 在防渗能力方面，PCMW 工法的防渗能力更为突出，通常 SMW 工法为方便型钢顺利拔出回收，一般会在型钢表层涂刷隔

7、离剂，以至水泥土与型钢粘结大为降低，容易成为渗透点，另外在后续工序上，深基坑的型钢变形后也较难拔出。PCMW 工法管桩则无需拔出回收，可直接与冠梁连接，在主体施工期间，通过预埋件和主体结构有效连接，达到一定的抗浮效果。在主体结构施工完毕后，PCMW 工法因管桩的支挡作用，有效地增强了 U 槽侧墙的抗弯抗剪性能，而 SMW 因型钢的拔出回收，不具备上述优点。 2.3.2 PCMW 工法和常规的钻孔灌注桩+止水帷幕的比较 PCMW 工法是一种止水帷幕和挡土墙合二为一且同步施工的工艺，在施工过程中，这既能达到整个支护体系占用土地少的效果（一般 PCMW 工法占用 0.9-1.2m 宽度条带，而钻孔桩

8、+止水帷幕支护需要占用的宽度至少 2.0-2.4m） ，在施工进度和施工环境上有着较为明显的优势。管桩的置换土仅为灌注桩的 25-35%，而且渣土硬结运输，没有洒漏滴冒现象。这种优势对于处于城市范围的下穿有时是决定性。 在安全性能方面，预应力管桩具有轻质高强的特点，在工程实践中，预应力管桩因厂家预制，检测中更容易保证其质量。在支护的工作期间，因土体变形，钻孔灌注桩后的止水帷幕容易开裂漏水，且渗漏点难以寻5找处理，而 PCMW 工法在这方面具有渗漏点明确，堵漏灌浆方便简单的优势。 在节约和经济造价方面，提供相同抗弯强度的前提下，管桩只消耗钻孔桩 30%-50%的钢材和 25%-30%左右的混凝土

9、，节约造价约 25%以上。管桩的轻质高强、节约资源的特点非常符合我国节能减排的基本国策 经过分析与比选，最终在前进路下穿的基坑围护中我们主要采用了PCMW 工法。 PCMW 工法工艺流程及注意要点 PCMW 工法工艺流程： 施工放样开挖沟槽，清除地面、地下障碍设置导向定位型钢桩机就位，校正复核桩机水平和垂直度搅拌水泥液、开启空压机，送浆至桩机钻头钻头喷浆液、气体切割土体下沉至设计桩底标高钻头喷浆、气并提升至设计桩顶标高预应力管桩起吊、定位将预应力管桩准确、垂直插入完成的搅拌桩内固定预应力管桩施工结束，转下一道工序。 施工注意要点： 1、施工前需试桩，根据现场实际确定搅拌桩的水灰比，以保证预应力

10、灌装能顺利插入。 2、三轴桩施工与管桩的插入应同步施工，以免时间过长水泥土硬化管桩无法插入。 3、搅拌钻机在复搅过程中，应适当延长搅拌时间，确保土体充分均匀，同时可适当超钻，避免桩底沉积，管桩无法插到设计标高。 64、管桩在插入前，可考虑在管桩内外壁进行浇水湿润，避免管桩在插入过程中对土体产生吸水。 5、管桩插入过程中，尽量保持垂直，若个别桩无法靠自重沉到设计标高，可采用静压或锤击的方式使其插入到设计标高。 3结束语 通过昆山东城大道前进路下穿通道基坑支护工程的实践，回顾施工的过程，结合施工实际，有以下的体会： （1） 、在软土地基分布比较广泛、大件运输比较发达的的长三角地区，PCMW 工法以

11、其良好的抗水平位移能力、较少的占地、较好的性价比等特点，是一种值得推荐的基坑支护工法。 （2） 、市政工程基坑与建筑基坑相比有其自身的特点，主要表现在基坑狭长、基坑的深度变化大和交通影响较大等方面，因此基坑支护设计在吸收建筑基坑成功经验的基础上，还需进行有针对性的设计，以取得安全、经济的良好平衡。 （3） 、施工过程中对基坑支护进行监测，及时掌握支护结构及周边环境的变化情况，然后根据监测的结果动态调整设计以指导施工，这既能保证基坑的安全，又能推动设计的精细化和施工的科学化。 参 考 文 献 JGJ 120-99 建筑基坑支护技术规程S. 龚晓南.深基坑工程设计施工手册M.北京：中国建筑工业出版社,1998 7