三轴水泥搅拌桩工程计量与计价问题研究

刘亚梅

(中国市政工程中南设计研究总院有限公司，武汉 430010)

随着经济的快速发展和城市化进程的推进，城市市政建设需求与日俱增，人与地的矛盾日益突出，地下空间的开发规模逐渐扩大，伴随而来的深基坑工程越来越多。对于华南地区半地下式污水处理厂站项目，常常面临的基坑工程深度大、水文地质条件复杂、软弱地基范围大、周边环境保护要求苛刻以及项目工期紧等问题，三轴水泥搅拌桩以施工工期短、防渗性能好、周边环境扰动小、围护造价低等特点被广泛应用。然而三轴水泥搅拌桩因平面布置和施工工艺的差异，在工程计量和工程计价中存在分歧和争议，因此三轴水泥搅拌桩的工程量计算和费用计取，是当前造价从业人员面临的新课题。

1 三轴水泥搅拌桩工程计量问题

1.1 三轴水泥搅拌桩工程计量存在的问题

三轴水泥搅拌桩是采用施工机械三轴钻孔搅拌机，将一定深度范围地基土和钻头喷出的水泥浆液、压缩空气进行原位均匀搅拌，各施工单元间采用重叠搭接施工，形成的连续完整的地下连续挡土隔水结构[1]。三轴水泥搅拌桩一次成活三个桩径截面，以搭接方式形成一幅桩体。根据应用类别不同，平面布置分为全断面套打和全断面非套打。全断面套打是指连续实施的三轴水泥搅拌桩有一个桩径完全重叠施工，全断面非套打是指连续实施的三轴水泥搅拌桩以部分搭接咬合的方式施工。

各省市编制三轴水泥搅拌桩定额时，定额说明中定额工程量计算规则不尽相同。对于三轴水泥搅拌桩每幅单元桩搭接部分是否扣除存在争议；采用全断面套打和全断面非套打施工方式时，重复搅拌的单圆形截面是否需要重复计算存在分歧。

1.2 三轴水泥搅拌桩工程量计算

水泥搅拌桩的定额工程量计算规则为桩径截面面积乘以桩长。三轴水泥搅拌桩，三轴同时钻入为一幅，一次成活三个桩径截面，幅内三轴存在面积搭接，单幅三轴水泥搅拌桩如图1所示。

设桩径为850 mm，桩轴(圆心)矩为600 mm，则每次成活桩截面积S为三个单圆形面积扣减交叉重叠部分，其交叉重叠部分为4个弓形面积，计算方法为：

桩半径d=0.6/2=0.30 m

圆心距r=0.85/2=0.425 m

圆心角θ=2×acos(0.3/0.425)=90.20°

圆面积S1=π×0.4252×3=1.702 4 m2

扇形面积S2=π×0.4252×90.20/360=0.142 2 m2

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

每次成活桩截面积S=S1-4×S4=1.702 4-4×0.051 9=1.494 8 m2

整个桩径采用全断面套打方式，幅与幅间有单圆形截面交叉重叠，单圆形阴影部分为套打部分，如图2所示。整个桩径采用非套打方式，幅与幅间搭接咬合截面交叉重叠，如图3所示。

三轴水泥搅拌桩每幅单元桩三孔一次成桩，以幅为单位。采用全断面套打和非套打施工方式，不同之处在于每幅单元桩之间的搭接面积不同。对于同范围加固土体，不同施工方式下的水泥总量相同，全断面套打法因单圆形截面交叉重叠打入单元桩幅数更多，则每幅单元桩的水泥掺量更小[2]。故三轴水泥搅拌桩采用套打和非套打施工方式，定额工程量均可按每幅单元桩截面积计算，不必考虑幅与幅之间的界面搭接部分，差异可按水泥掺量体现。

2 三轴水泥搅拌桩工程计价

2.1 三轴水泥搅拌桩计价存在的问题

三轴水泥搅拌桩计价，各省市因定额编制主体差异而有所不同。有的省份编制有单轴水泥搅拌桩定额，但无三轴水泥搅拌桩定额；有的省份分别编制有单轴水泥搅拌桩和三轴水泥搅拌桩定额，但未区分全断面套打和全断面非套打施工方式，以致三轴水泥搅拌桩单价与施工方式不相符。当三轴水泥搅拌桩施工量较大时，对该单位工程结算影响较大。

2.2 三轴水泥搅拌桩定额套用

在《深圳市市政工程消耗量定额(2017)》中，三轴水泥搅拌桩定额子目有区分全断面套打和全断面非套打，按加固土重(1 800 kg/m3)的15%考虑，对于设计要求的水泥掺量可以进行动态调整[3]。定额工程量计算规则，不管是全断面套打还是全断面非套打，均明确幅与幅之间搭接部分不扣除，但未明确每幅单元桩搭接部分是否需要扣除。

在《广东省市政工程综合定额(2018)》中，三轴水泥搅拌桩定额子目以全断面非套打设置，按加固土重(1 800 kg/m3)的20%考虑，水泥掺量可以根据设计要求动态调整；全断面套打时，定额子目的人工费及机具费乘以系数1.50，材料费不变[4]。定额工程量计算规则，明确非套打三轴水泥搅拌桩工程量按设计桩长乘以每幅单元桩设计截面积计算，每次成桩时与群桩间的重叠部分工程量不扣除；采用套接一孔法施工，工程量按成桩后的桩长乘以每幅单元桩截面积计算，套接部分不重复计算。

在《海南省市政工程综合定额(2017)》中，三轴水泥搅拌桩定额子目未区分全断面套打和全断面非套打，水泥掺量按加固土重(1 800 kg/m3)的15%考虑，可以根据设计要求动态调整[5]。定额工程量计算规则，对于全断面套打和全断面非套打，均未明确幅与幅之间搭接部分是否扣除，也未明确每幅单元桩搭接部分是否需要扣除。

根据造价管理站发布的定额说明和定额子目，三轴水泥搅拌桩桩径850 mm，水泥掺量按加固土重(1 800 kg/m3)的20%考虑。不同定额编制主体，对于全断面套打和全断面非套打定额消耗量见表1。

表1 三轴水泥搅拌桩定额消耗量表(计量单位：10 m3)

根据对比发现，根据《深圳市市政工程消耗量定额(2017)》，三轴水泥搅拌桩不论采用全断面套打，还是全断面非套打施工方式，工程量不扣除幅与幅之间的搭接部分，工程量不体现差异，但定额子目的水泥消耗量存在差异，三轴水泥搅拌桩施工方式不同，工程造价以单价不同体现差异。根据《广东省市政工程综合定额(2018)》，三轴水泥搅拌桩采用全断面套打施工方式时，定额工程按套接单圆形截面面积扣除考虑，定额子目的人工和机具消耗量是全断面非套打的1.5倍，三轴水泥搅拌桩施工方式不同，工程造价以工程量和单价均不同体现差异。而对于《海南省市政工程综合定额(2017)》，三轴水泥搅拌桩定额子目设定本身存在争议，无法具体分析。对比之下，三轴水泥搅拌桩因布置方式差异，定额工程量以每幅单元桩截面积计量，定额单价主要以水泥消耗量体现，编制工程造价更为便捷。

2.3 不同布置方式三轴水泥搅拌桩造价对比分析

三轴水泥搅拌桩根据不同的应用类型，平面布置方式以全断面套打和全断面非套打最为常见。对于180φ850 m加固长度范围，桩长10 m，按单排相同桩径(水泥掺量15%)单轴咬合(φ850@600)、三轴套打(φ850@600)和三轴非套打(φ850@600)布置方式，参考深圳市市政工程消耗量定额(2017)，工程造价结果见表2。

表2 不同布置方式水泥搅拌桩投资估算表

由表2可知，单轴水泥搅拌桩咬合、三轴水泥搅拌桩套打和非套打三种布置方式，三轴套打施工方式造价最高，三轴非套打施工方式造价最低。咬合搭接模式下，单轴咬合与三轴非套打的工程量和单价均不相同，但造价相差不大，三轴套打比三轴非套打造价高约27.63%。故为了三轴水泥搅拌桩的造价编制更精确，造价站应根据不同布置方式设置定额子目。

3 工程实例

深圳市地铁12号线二期工程停车场出入线下穿沙井三期水质净化厂西南角，北出入线穿越地块约187 m，南出入线穿越地块约137 m，影响面积约4 800 m2。深圳市地铁集团为保障地铁在淤泥层盾构施工，需在地铁下穿区域进行水泥搅拌桩地基加固。但就地基加固方案，地铁集团与沙井三期项目部存在分歧。

方案一：地铁集团为考虑工程成本，下穿水质净化厂三期段地层加固建议采用格栅式φ600@450单轴搅拌桩进行加固，加固范围为隧道顶部以上2 m，隧道底部至淤泥层以下1 m，隧道左右两侧各5 m。工程配备2台三轴搅拌桩机，工期约45 d。

方案二：沙井三期项目部为考虑加快工程进度，下穿水质净化厂三期段地层加固建议采用格栅式φ850@600三轴搅拌桩进行加固，加固范围为隧道顶部以上2 m，隧道底部至淤泥层以下1 m，隧道左右两侧各5 m。工程配备4台单轴搅拌桩机，工期约128 d。两种方案投资估算表见表3。

表3 地基加固投资估算对比表

《深圳市市政工程消耗量定额(2017)》未明确每幅单元桩搭接部分是否需要扣除，此次计算三轴水泥搅拌桩投资未考虑扣除单元桩搭接，其中扣除单元桩搭接部分，投资降低约10%。

该工程方案一，投资高，但工期短；方案二，投资低，但工期长。经深圳地铁集团与沙井三期项目部协商，考虑各方项目实施进度及工期要求，最终选择实施方案一，则三轴水泥搅拌桩的计量和计价直接影响工程最终结算。

4 结 论

为三轴水泥搅拌桩能准确结算，各省份应统一定额工程量计算规则和计价方法，单幅桩定额工程量应扣除圆形截面搭接部分，幅与幅之间的搭接面积不应扣除。建议各省市合理编制水泥搅拌桩定额子目，既要区分单轴水泥搅拌桩和三轴水泥搅拌桩，也要区分全断面套打和全断面非套打施工方式。其定额工程量可按每幅单元桩为单位计量，以水泥消耗量不同来体现造价差异。