PCMW工法在南京某基坑工程中的應用

趙媛1 張強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方式近年來在華東地區得到廣泛的應用。文章結合南京某中學地下車庫基坑支護設計和監測資料，詳細分析了支護結構設計和施工開挖過程中位移、沉降等變化情況，為類似工程設計、施工提供有益的參考。

關鍵詞：深基坑；PCMW工法；三軸攪拌樁；預應力高強管樁；基坑監測

引言

PCMW工法，亦稱管樁水泥土復合擋墻，近幾年來作為一種新型的基坑支護方式在華東地區得到廣泛的應用。該支護形式是相互套接的三軸水泥土攪拌樁內插入預應力高強混凝土管樁，從而形成兼具截水和擋土功能的復合支護結構。PCMW工法支護同時發揮了水泥土攪拌樁止水和混凝土管樁擋土的特點，與常用的灌注樁加止水帷幕支護形式相比，節省支護結構占地空間，節約建筑材料（鋼材、混凝土），造價相對經濟，且施工過程快捷、環保。本文結合南京某中學地下車庫基坑支護設計和監測資料，詳細分析了支護結構設計和施工開挖過程中位移、沉降等變化情況，為類似工程設計、施工提供有益的參考。

1、工程概況

南京某中學地下車庫位于南京某中學校園內，一層地下室，框架結構。基坑面積2140m2，周長約215m。±0.00相當于絕對標高10.90m，基坑實際挖深6.00m。

2、基坑周邊環境條件

東側為2層藝術教學樓（樁基礎），地下室外墻距其最近距離約6.50m。

南側為2層體育館（樁基礎），地下室外墻距其最近距離約7.90m。

西側校門外為中山南路（城市主干道，其下有正在運營中的地鐵一號線，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。

北側為6層辦公樓（樁基礎），地下室外墻距其最近距離約10.40m。

場地內北側有2棵雪松，此外基坑西側有一片樹林，建設單位要求在基坑施工過程中確保其安全。

圖1 基坑支護平面布置圖以及監測點平面布置圖

3、工程地質概況

3.1 巖土層分布

根據巖土工程勘察報告，基坑開挖范圍內土層情分別為雜填土、粉細砂、粉質粘土、粘土等。巖土層物理力學性質指標見表1。

表1 巖土層物理力學性質指標

土 層 名 稱重 度固 快 指 標滲透系數

γCΦKVKH

kN/m3kPa度（

①-1雜填土（18.2）（8.0）（12.0）5.05.0

②粉細砂18.88.629.71750

③1粉質粘土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層粉細砂中，含水層厚度15.0m左右。①層雜填土結構松散，密實度差，透水性好，且含水量較豐富。②層粉細砂，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，穩定水位在自然地面下1.60～1.80m，水位標高在9.20m左右。該地下水補給來源主要為大氣降水及地表水，水位變化受季節變化影響較大，年變化幅度1.0m左右。

微承壓水主要賦存于④層粉土和⑤層粉細砂中，含水層厚度7.00m左右。根據南京地區經驗，該層承壓水水頭埋葬在自然地面下4.00～7.00m，水位標高在7.00～4.00m。

本設計中地下水位標高按自然地面下1.50m考慮。

4、基坑支護方案

基坑實際挖深6.00m，且周邊環境較復雜。根據本基坑的周邊環境要求及開挖深度確定基坑西側側壁安全等級為一級，重要性系數取1.1，其余側側壁安全等級為二級，重要性系數取1.0。綜合考慮本工程的特點、周邊環境情況以及工程地質概況，本著安全、經濟、方便施工的原則，本工程的基坑支護設計方案如下：

4.1 擋土及止水結構

整個基坑采用PCMW工法進行擋土止水，即在Φ850@1200的三軸深攪樁內插入PHC-600（110）B-C80型預應力高強管樁形成復合擋墻，兼擋土及止水于一體的支護結構形式。管樁間距1200，三軸深攪樁作為止水帷幕，要求進入③-1層粉質粘土層形成全封閉的止水帷幕。

基坑西側由于臨近中山南路（其下有正在運營的地鐵一號線），該側每隔一定距離設置一組雙排樁（Φ600@2400的鉆孔灌注樁）以控制該側支護結構的拆撐變形。同時在基坑西側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。

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

4.2 支撐體系

采用一道混凝土支撐。支撐中心標高設置為-1.50，樁頂冠梁頂標高-1.15。

4.3 開挖過程中對地下水的處理

基坑內布置了8口降水井，并結合\"明溝加集水坑\"進行疏干排水。基坑西側坑外布置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，視施工現場情況沿基坑周邊設置排水溝，排水溝寬400mm，深300～500mm，排水溝坡度1%，并在基坑四周設置護欄，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）的形式進行適當加固。

5、現場基坑監測

5.1 監測內容

基坑開挖施工階段深基坑支護安全監測隨施工進度進行，從2011年12月24日起開始監測，至2012年8月8日結束。

本次監測工作嚴格按基坑監測方案和規范要求進行，對突發事件，已及時調整監測頻率，滿足監測需要，使監測工作始終保持在可控狀態。

（1）支護結構水平位移和垂直位移監測

沿樁頂冠梁頂部共布設15個水平垂直監測點。

a、支護結構水平位移監測（+向基坑偏移）