熊保朝（上海市工程建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司，上海 200080）

1 PMW工法原理及優(yōu)點(diǎn)

PMW 工法是利用定制 H 型構(gòu)件插入基坑止水帷幕結(jié)合內(nèi)支撐形成的基坑支撐體系。其工法優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)如下：①具有少擠土、低噪聲、施工速度快、適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；②充分借鑒 SMW 工法特點(diǎn)，采用定制的邊樁機(jī)特種機(jī)械，配合邊樁機(jī)自有起重機(jī)可保證 H 型構(gòu)件順利插入水泥土攪拌樁；③ H 型構(gòu)件采用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼棒配筋，蒸汽養(yǎng)護(hù)，具有制樁速度快、工業(yè)化生產(chǎn)、質(zhì)量可靠等特點(diǎn)。④ 構(gòu)件整體剛度大，抗彎能力強(qiáng)，充分發(fā)揮了鋼筋受拉能力強(qiáng)的特點(diǎn)，較圓形截面鉆孔灌注樁節(jié)約了大量鋼筋混凝土，大幅降低了工程造價(jià)。

2 PMW工法施工工藝

PMW 工法一般為：施工放樣→開挖溝槽、清理地面和地下障礙物→樁機(jī)就位、復(fù)核校正→拌制水泥漿并送漿至樁機(jī)鉆頭→鉆頭噴漿、氣并提升至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高→H 型構(gòu)件垂直起吊、定位→校核 H 型構(gòu)件垂直度→將 H 型構(gòu)件準(zhǔn)確、垂直地插入完成的攪拌樁內(nèi)→達(dá)到標(biāo)高后 H 型構(gòu)件拆除吊具→施工結(jié)束→轉(zhuǎn)下一道工序。

2.1 場(chǎng)地平整

在 PMW 工法施工前，須預(yù)先將場(chǎng)地整理平整，修筑施工便道，清除施工區(qū)域范圍地上地下障礙物。清除地下障礙物的坑洞須用素土回填夯實(shí)，場(chǎng)地地面及施工便道荷載以能行走邊樁機(jī)及水泥攪樁樁架為準(zhǔn)。

2.2 障礙物及暗浜清理

因工法要求連續(xù)施工，對(duì)施工土體的均勻性要求較高，故在施工前應(yīng)對(duì)圍護(hù)施工區(qū)域地下障礙物進(jìn)行探測(cè)清理。如遇地下障礙物，待地下障礙物全部清除后，應(yīng)用素土分層壓實(shí)回填，每回填 50 cm、碾壓 1 次，確保攪拌樁體質(zhì)量。若場(chǎng)地淺層土存在暗浜，應(yīng)用換填法處理暗浜。首先挖機(jī)將淤泥質(zhì)土挖除，用較好的黏土或粉質(zhì)黏土回填，在回填過程中，應(yīng)分層壓實(shí)（每層厚不超過 0.50 m）。

2.3 定位

坐標(biāo)基準(zhǔn)（控制）點(diǎn)，按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行放樣定位及工程測(cè)量定位引測(cè)工作，根據(jù)定位控制線開挖導(dǎo)向溝，并在溝槽邊設(shè)置水泥土墻定位標(biāo)志。

2.4 攪接拌樁成樁

成樁攪拌施工采用攪拌樁設(shè)備 1 次鉆進(jìn)、1 次提升的方法，但要對(duì)樁底深度以上 2～3 m 范圍提升 1～2 次。依據(jù)設(shè)計(jì)要求和有關(guān)技術(shù)資料規(guī)定，樁身采用一次攪拌工藝，水泥和原狀土需均勻拌和，鉆進(jìn)施工時(shí)為邊注漿邊充氣攪拌，提升時(shí)為不充氣只注漿攪拌，同時(shí)嚴(yán)格控制下沉和提升速度，下沉及提升速度均≤ 1.5 m/min，下沉?xí)r噴漿量為額定總漿量的 70%，提升噴漿量為額定總漿量的 30%。搭接施工的相鄰樁，施工間隙時(shí)間不應(yīng)超過 24 h。在樁底部分適當(dāng)持續(xù)攪拌注漿，做好每次成樁的原始記錄。

2.5 H 型預(yù)制構(gòu)件插入

水泥攪拌樁施工完畢后，邊樁機(jī)應(yīng)立即就位，準(zhǔn)備插入H 型構(gòu)件。

（1）起吊用吊具和固定鉤固定好構(gòu)件，然后用吊機(jī)起吊 H 型構(gòu)件，利用樁機(jī)水平調(diào)節(jié)裝置調(diào)整垂直度，必須確保垂直度 ≤ 1/200，避免沉樁偏位歪斜，從而破壞樁身結(jié)構(gòu)。

（2）樁機(jī)夾持器抱緊 H 型構(gòu)件，利用樁機(jī)反力裝置徐徐垂直插入水泥攪拌樁體內(nèi)。

（3）在 H 型構(gòu)件上焊接標(biāo)高控制鋼筋，根據(jù)高程控制點(diǎn)控制 H 型構(gòu)件頂標(biāo)高，誤差控制在 ±5 cm 以內(nèi)。

（4）每根樁應(yīng)一次連續(xù)沉樁到底，盡量減少中間停歇時(shí)間，最終沉樁時(shí)間應(yīng)不大于攪拌樁的終凝時(shí)間。若在施工過程中遇到難以順利穿透土層情況，可采用再次復(fù)攪攪拌樁的施工方法，以保證順利沉樁。

（5）當(dāng)施工需要接樁時(shí)，需確保 H 型構(gòu)件接頭質(zhì)量合格，將下板端表面清理干凈，坡口處用鋼絲刷刷至露出金屬光澤。接頭要間隔錯(cuò)開施工，連接方式采用端板側(cè)面螺栓連接，螺栓采用 10.9 級(jí) Φ 22 mm 高強(qiáng)螺栓。

2.6 樁頂冠梁

首先開挖 H 型構(gòu)件兩側(cè)的土方，開挖寬度及深度以滿足鋼筋綁扎及安裝模板為宜。人工剔除樁間虛土及樁頂浮漿，清理至設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后綁扎鋼筋、支模、澆筑混凝土。

3 PMW 工法在項(xiàng)目中的應(yīng)用

以上海綠城長(zhǎng)風(fēng)地區(qū) 10 號(hào)北地塊二期北區(qū)分隔墻工程為例。該工程采用了 H 型構(gòu)件植入攪拌墻圍護(hù)技術(shù)替換鉆孔灌注樁技術(shù)分析。

3.1 工程背景及可行性分析

上海長(zhǎng)風(fēng)地區(qū) 10 號(hào)北地塊二期北區(qū)工程位于上海市普陀區(qū)，主要包含 3 棟 15 ～ 18 層甲級(jí)辦公樓及 1 ～ 3 層商業(yè)裙房。整個(gè)地塊下設(shè) 2 層地下室，分為 A 區(qū)、B 區(qū)。A 區(qū)采用環(huán)形支撐，B 區(qū)為對(duì)撐（先施工 A 區(qū)，再施工 B 區(qū)），設(shè)計(jì)主要針對(duì) A/B 區(qū)間分隔墻（方框區(qū)域，即環(huán)形支撐的西側(cè)及南側(cè)）?；用娣e A 區(qū) 7574 m2，B 區(qū) 23528 m2，基坑開挖局部最大深度為 11.95 m。原設(shè)計(jì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁+雙排五軸水泥攪拌樁止水，現(xiàn)采用五軸水泥攪拌樁內(nèi)插 H 型構(gòu)件進(jìn)行替代。

該項(xiàng)目于 2017 年 1 月開工，待 H 型構(gòu)件植入攪拌墻施工完成后，即進(jìn)入下道施工工序。現(xiàn)施工至 A 區(qū)地下室主體結(jié)構(gòu)階段。目前，A 區(qū)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)運(yùn)行良好，從第三方監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可知，基坑變形在可控風(fēng)險(xiǎn)范圍內(nèi)。

由計(jì)算結(jié)果可知，采用 H 型預(yù)制構(gòu)件代替鉆孔灌注樁時(shí)，圍護(hù)樁變形可以得到有效控制。圍護(hù)樁彎矩為 514 kN˙m，而本次替代構(gòu)件彎矩承載力達(dá) 1240 kN˙m，可滿足基坑安全性需求。因此，從承載力方面考慮，H 型構(gòu)件可滿足技術(shù)要求。采用 H 型構(gòu)件時(shí)，本工程同時(shí)采用雙排止水樁，相比鉆孔灌注樁工藝，保險(xiǎn)系數(shù)更大，止水性更加可靠。綜上所述，H 型預(yù)制構(gòu)件代替鉆孔灌注樁可保證基坑安全性。

3.2 土方開挖后實(shí)際效果對(duì)比

實(shí)際開挖后，采用鉆孔灌注樁會(huì)出現(xiàn)混凝土“大肚子”現(xiàn)象，在后續(xù)支撐梁施工時(shí)需鑿除這部分混凝土，額外增加了人工成本，且在樁與樁之間還存在局部滲水現(xiàn)象。采用 H型板樁時(shí)，土方開挖后 H 型板樁表面平整、感觀效果較好；H型板樁表面基本無(wú)滲水，防水效果好。

3.3 工期對(duì)比

本項(xiàng)目 A、B 區(qū)域分隔墻長(zhǎng)度為 166 m。如按照傳統(tǒng)做法，采用鉆孔灌注樁施工，進(jìn)場(chǎng) 3 臺(tái)機(jī)器，1 臺(tái) 1 d 作業(yè) 2根，需要 35 d，再加上鋼筋籠制周期，工期約為 30 d?，F(xiàn)采用 H 型構(gòu)件，進(jìn)場(chǎng) 1 臺(tái) 5 軸水泥攪拌樁機(jī)，5 軸水泥攪拌樁機(jī) 1 d 施作 25 m，15 d 施工完成 5 軸水泥攪拌樁打完，H型構(gòu)件也同時(shí)植入完成。

3.4 成本對(duì)比

采用五軸 + 鉆孔灌注樁及 PMW 工法的相關(guān)成本，如表1 、表2 所示。

表1 五軸+鉆孔灌注樁相關(guān)成本

表2 PMW 工法相關(guān)成本

從表1 可知，五軸+鉆孔灌注樁的合計(jì)成本為 2939828元；從表2 可知，PMW 工法的相關(guān)成本為 2699071 元。因此，PMW 工法在原方案基礎(chǔ)上造價(jià)下浮 8.19%。

4 結(jié) 語(yǔ)

在建筑業(yè)工廠化生產(chǎn)的大背景下，H 型預(yù)制構(gòu)件植入攪拌墻圍護(hù)技術(shù)在本項(xiàng)目中的應(yīng)用十分重要。同時(shí)，這也是現(xiàn)在預(yù)制構(gòu)件一個(gè)橫向發(fā)展的嘗試。

（1）工藝方面。H 型預(yù)制構(gòu)件接頭技術(shù)的解決及全自動(dòng)遙控機(jī)器人邊樁機(jī)的研制成功為預(yù)制構(gòu)件植入地下圍護(hù)領(lǐng)域又邁出了重大一步，為其在深大基坑圍護(hù)工程中的應(yīng)用提供了有效的技術(shù)支撐。

（2）經(jīng)濟(jì)方面。預(yù)制構(gòu)件的發(fā)展使建筑成本大大降低，如本工程在相對(duì)保守的情況下（增加 1 排攪拌樁，并縮小 H 型構(gòu)件間距），圍護(hù)造價(jià)下約降 8%。若能做到預(yù)制構(gòu)件與灌注樁 1∶1 替換且不增加攪拌樁數(shù)量，圍護(hù)造價(jià)將大幅下降。

（3）環(huán)境方面。預(yù)制構(gòu)件的發(fā)展將根治塵土飛揚(yáng)、泥漿外流、噪聲嘈雜等環(huán)境污染問題，營(yíng)造和諧安靜的生活氛圍。

（4）工程方面。H 型構(gòu)件植入攪拌樁的應(yīng)用可以節(jié)省約 1 m 的施工空間，也避免了砂性土中鉆孔灌注樁大肚子等質(zhì)量通病，可應(yīng)用于多個(gè)場(chǎng)景，如在建筑設(shè)計(jì)初期考慮將其作為外圍護(hù)可有效增大地下室面積。本項(xiàng)目在分隔樁中使用H 型預(yù)制板樁，后期拆除是節(jié)時(shí)節(jié)力，而且施工速度快，可以縮短工期。對(duì)監(jiān)理單位而言，短工期也可以減少施工過程中的監(jiān)理旁站工作強(qiáng)度；從質(zhì)量管控角度來(lái)看，預(yù)制樁的質(zhì)量控制比鉆孔樁更直觀、方便，且容易把控。