三軸水泥攪拌樁工程計量與計價問題研究

劉亞梅

(中國市政工程中南設計研究總院有限公司，武漢 430010)

隨著經濟的快速發展和城市化進程的推進，城市市政建設需求與日俱增，人與地的矛盾日益突出，地下空間的開發規模逐漸擴大，伴隨而來的深基坑工程越來越多。對于華南地區半地下式污水處理廠站項目，常常面臨的基坑工程深度大、水文地質條件復雜、軟弱地基范圍大、周邊環境保護要求苛刻以及項目工期緊等問題，三軸水泥攪拌樁以施工工期短、防滲性能好、周邊環境擾動小、圍護造價低等特點被廣泛應用。然而三軸水泥攪拌樁因平面布置和施工工藝的差異，在工程計量和工程計價中存在分歧和爭議，因此三軸水泥攪拌樁的工程量計算和費用計取，是當前造價從業人員面臨的新課題。

1 三軸水泥攪拌樁工程計量問題

1.1 三軸水泥攪拌樁工程計量存在的問題

三軸水泥攪拌樁是采用施工機械三軸鉆孔攪拌機，將一定深度范圍地基土和鉆頭噴出的水泥漿液、壓縮空氣進行原位均勻攪拌，各施工單元間采用重疊搭接施工，形成的連續完整的地下連續擋土隔水結構[1]。三軸水泥攪拌樁一次成活三個樁徑截面，以搭接方式形成一幅樁體。根據應用類別不同，平面布置分為全斷面套打和全斷面非套打。全斷面套打是指連續實施的三軸水泥攪拌樁有一個樁徑完全重疊施工，全斷面非套打是指連續實施的三軸水泥攪拌樁以部分搭接咬合的方式施工。

各省市編制三軸水泥攪拌樁定額時，定額說明中定額工程量計算規則不盡相同。對于三軸水泥攪拌樁每幅單元樁搭接部分是否扣除存在爭議；采用全斷面套打和全斷面非套打施工方式時，重復攪拌的單圓形截面是否需要重復計算存在分歧。

1.2 三軸水泥攪拌樁工程量計算

水泥攪拌樁的定額工程量計算規則為樁徑截面面積乘以樁長。三軸水泥攪拌樁，三軸同時鉆入為一幅，一次成活三個樁徑截面，幅內三軸存在面積搭接，單幅三軸水泥攪拌樁如圖1所示。

設樁徑為850 mm，樁軸(圓心)矩為600 mm，則每次成活樁截面積S為三個單圓形面積扣減交叉重疊部分，其交叉重疊部分為4個弓形面積，計算方法為：

樁半徑d=0.6/2=0.30 m

圓心距r=0.85/2=0.425 m

圓心角θ=2×acos(0.3/0.425)=90.20°

圓面積S1=π×0.4252×3=1.702 4 m2

扇形面積S2=π×0.4252×90.20/360=0.142 2 m2

弓形面積S4=S2-S3=0.142 2-0.090 3=0.051 9 m2

每次成活樁截面積S=S1-4×S4=1.702 4-4×0.051 9=1.494 8 m2

整個樁徑采用全斷面套打方式，幅與幅間有單圓形截面交叉重疊，單圓形陰影部分為套打部分，如圖2所示。整個樁徑采用非套打方式，幅與幅間搭接咬合截面交叉重疊，如圖3所示。

三軸水泥攪拌樁每幅單元樁三孔一次成樁，以幅為單位。采用全斷面套打和非套打施工方式，不同之處在于每幅單元樁之間的搭接面積不同。對于同范圍加固土體，不同施工方式下的水泥總量相同，全斷面套打法因單圓形截面交叉重疊打入單元樁幅數更多，則每幅單元樁的水泥摻量更小[2]。故三軸水泥攪拌樁采用套打和非套打施工方式，定額工程量均可按每幅單元樁截面積計算，不必考慮幅與幅之間的界面搭接部分，差異可按水泥摻量體現。

2 三軸水泥攪拌樁工程計價

2.1 三軸水泥攪拌樁計價存在的問題

三軸水泥攪拌樁計價，各省市因定額編制主體差異而有所不同。有的省份編制有單軸水泥攪拌樁定額，但無三軸水泥攪拌樁定額；有的省份分別編制有單軸水泥攪拌樁和三軸水泥攪拌樁定額，但未區分全斷面套打和全斷面非套打施工方式，以致三軸水泥攪拌樁單價與施工方式不相符。當三軸水泥攪拌樁施工量較大時，對該單位工程結算影響較大。

2.2 三軸水泥攪拌樁定額套用

在《深圳市市政工程消耗量定額(2017)》中，三軸水泥攪拌樁定額子目有區分全斷面套打和全斷面非套打，按加固土重(1 800 kg/m3)的15%考慮，對于設計要求的水泥摻量可以進行動態調整[3]。定額工程量計算規則，不管是全斷面套打還是全斷面非套打，均明確幅與幅之間搭接部分不扣除，但未明確每幅單元樁搭接部分是否需要扣除。

在《廣東省市政工程綜合定額(2018)》中，三軸水泥攪拌樁定額子目以全斷面非套打設置，按加固土重(1 800 kg/m3)的20%考慮，水泥摻量可以根據設計要求動態調整；全斷面套打時，定額子目的人工費及機具費乘以系數1.50，材料費不變[4]。定額工程量計算規則，明確非套打三軸水泥攪拌樁工程量按設計樁長乘以每幅單元樁設計截面積計算，每次成樁時與群樁間的重疊部分工程量不扣除；采用套接一孔法施工，工程量按成樁后的樁長乘以每幅單元樁截面積計算，套接部分不重復計算。

在《海南省市政工程綜合定額(2017)》中，三軸水泥攪拌樁定額子目未區分全斷面套打和全斷面非套打，水泥摻量按加固土重(1 800 kg/m3)的15%考慮，可以根據設計要求動態調整[5]。定額工程量計算規則，對于全斷面套打和全斷面非套打，均未明確幅與幅之間搭接部分是否扣除，也未明確每幅單元樁搭接部分是否需要扣除。

根據造價管理站發布的定額說明和定額子目，三軸水泥攪拌樁樁徑850 mm，水泥摻量按加固土重(1 800 kg/m3)的20%考慮。不同定額編制主體，對于全斷面套打和全斷面非套打定額消耗量見表1。

表1 三軸水泥攪拌樁定額消耗量表(計量單位：10 m3)

根據對比發現，根據《深圳市市政工程消耗量定額(2017)》，三軸水泥攪拌樁不論采用全斷面套打，還是全斷面非套打施工方式，工程量不扣除幅與幅之間的搭接部分，工程量不體現差異，但定額子目的水泥消耗量存在差異，三軸水泥攪拌樁施工方式不同，工程造價以單價不同體現差異。根據《廣東省市政工程綜合定額(2018)》，三軸水泥攪拌樁采用全斷面套打施工方式時，定額工程按套接單圓形截面面積扣除考慮，定額子目的人工和機具消耗量是全斷面非套打的1.5倍，三軸水泥攪拌樁施工方式不同，工程造價以工程量和單價均不同體現差異。而對于《海南省市政工程綜合定額(2017)》，三軸水泥攪拌樁定額子目設定本身存在爭議，無法具體分析。對比之下，三軸水泥攪拌樁因布置方式差異，定額工程量以每幅單元樁截面積計量，定額單價主要以水泥消耗量體現，編制工程造價更為便捷。

2.3 不同布置方式三軸水泥攪拌樁造價對比分析

三軸水泥攪拌樁根據不同的應用類型，平面布置方式以全斷面套打和全斷面非套打最為常見。對于180φ850 m加固長度范圍，樁長10 m，按單排相同樁徑(水泥摻量15%)單軸咬合(φ850@600)、三軸套打(φ850@600)和三軸非套打(φ850@600)布置方式，參考深圳市市政工程消耗量定額(2017)，工程造價結果見表2。

表2 不同布置方式水泥攪拌樁投資估算表

由表2可知，單軸水泥攪拌樁咬合、三軸水泥攪拌樁套打和非套打三種布置方式，三軸套打施工方式造價最高，三軸非套打施工方式造價最低。咬合搭接模式下，單軸咬合與三軸非套打的工程量和單價均不相同，但造價相差不大，三軸套打比三軸非套打造價高約27.63%。故為了三軸水泥攪拌樁的造價編制更精確，造價站應根據不同布置方式設置定額子目。

3 工程實例

深圳市地鐵12號線二期工程停車場出入線下穿沙井三期水質凈化廠西南角，北出入線穿越地塊約187 m，南出入線穿越地塊約137 m，影響面積約4 800 m2。深圳市地鐵集團為保障地鐵在淤泥層盾構施工，需在地鐵下穿區域進行水泥攪拌樁地基加固。但就地基加固方案，地鐵集團與沙井三期項目部存在分歧。

方案一：地鐵集團為考慮工程成本，下穿水質凈化廠三期段地層加固建議采用格柵式φ600@450單軸攪拌樁進行加固，加固范圍為隧道頂部以上2 m，隧道底部至淤泥層以下1 m，隧道左右兩側各5 m。工程配備2臺三軸攪拌樁機，工期約45 d。

方案二：沙井三期項目部為考慮加快工程進度，下穿水質凈化廠三期段地層加固建議采用格柵式φ850@600三軸攪拌樁進行加固，加固范圍為隧道頂部以上2 m，隧道底部至淤泥層以下1 m，隧道左右兩側各5 m。工程配備4臺單軸攪拌樁機，工期約128 d。兩種方案投資估算表見表3。

表3 地基加固投資估算對比表

《深圳市市政工程消耗量定額(2017)》未明確每幅單元樁搭接部分是否需要扣除，此次計算三軸水泥攪拌樁投資未考慮扣除單元樁搭接，其中扣除單元樁搭接部分，投資降低約10%。

該工程方案一，投資高，但工期短；方案二，投資低，但工期長。經深圳地鐵集團與沙井三期項目部協商，考慮各方項目實施進度及工期要求，最終選擇實施方案一，則三軸水泥攪拌樁的計量和計價直接影響工程最終結算。

4 結 論

為三軸水泥攪拌樁能準確結算，各省份應統一定額工程量計算規則和計價方法，單幅樁定額工程量應扣除圓形截面搭接部分，幅與幅之間的搭接面積不應扣除。建議各省市合理編制水泥攪拌樁定額子目，既要區分單軸水泥攪拌樁和三軸水泥攪拌樁，也要區分全斷面套打和全斷面非套打施工方式。其定額工程量可按每幅單元樁為單位計量，以水泥消耗量不同來體現造價差異。