三轴深层搅拌桩工程量计算推导

三轴深层搅拌桩工程量计算推导

近年来，三轴深层搅拌桩在徐州被广泛应用于深基坑支护工程的止水帷幕或SMW工法桩。根据《江苏省建筑与装饰工程计价定额》（2014版）工程量计算规则第一条第2款规定：“深层搅拌桩、粉喷桩加固地基，按设计长度另加500mm(设计有规定的按设计要求)乘以设计截面积以立方米计算（重叠部分面积不得重复计算），群桩间的搭接不扣除”，但是针对这条规定，建设、审计、总包、分包等参建方常常针对三轴深层搅拌桩止水帷幕或SMW工法桩工程量以及主要材料的用量产生歧义，其实，这些问题的根源是，截面面积如何计算问题，现在以桩径850mm，桩中心距为600mm三轴搅拌桩为例，推算一下三轴深层搅拌桩的截面积和水泥的掺入量计算方法：

一、三轴深层搅拌桩的截面积

设桩径为850mm，桩轴（圆心）矩为600mm，则每次成活桩截面积S为三个圆面积扣减4个重叠的弓形面积，计算方式为：

原面积：      S1=（0.85/2）²×3.1416×3=1.7024m²

圆心角：      θ=2×acos(0.3/0.425)=90.1983°

一个扇形面积：S2=（0.85/2）²×3.1416×90.1983/360=0.1423 m²

三角形面积：  S3=(0.425²-0.3²)^1/2×2×0.3/2=0.0903 m²

一个弓形面积: S4=S2-S3=0.1423-0.0903=0.052 m²

桩截面积: S=S1-4×S4=1.7024-0.052*4=1.4944m²

二、水泥的掺量：水泥掺入量的问题主要是因水泥搅拌桩的“套打”工艺产生，一般基坑支护设计方案只给出一个水泥掺灰量、水灰比、下沉与提升的速度，特别是对于止水效果要求高，场地复杂的基坑，为了确保群桩间的搭接质量，设计往往会采用多搭接一点，甚至套打一孔，以最常见的，桩径850mm，桩轴（圆心）矩为600mm三轴搅拌桩按套打一孔施工时，施工方法为二种，如下图：

1、单侧跳打方式：先施工第一幅（图例施工1）完成后，机器移至施工第二幅（图例施工2）完成后，机器回头移至施工第三幅（图例施工3）。

2、单侧挤压方式套打一孔施工方式为：施工顺序1→施工顺序2→....施工顺序止，如下图：

无论采用哪种施工方式，套打一孔位置钻杆（浆管）在注浆时与另外二根钻杆（浆管）均需同时工作，而且三轴深层搅拌桩工艺要求孔内输送高压空气，利用高压空气和三根钻杆的叶片的强制搅拌，把水泥和土均匀搅拌，每根桩的注浆量都是相同的。

以桩径850MM，桩间距600MM为例，三轴深层搅拌桩的工程量应该是：桩截面积为1.4944M2乘以(桩长+500MM)是合理的,水泥的掺入量应以每幅桩加固的体积乘以土的容重乘以水泥的掺入量乘以（1+水泥的损耗率），与群桩的搭接多少无关。