深层搅拌桩联合单管高压旋喷桩在深基坑挡土墙中的应用
摘要：本文结合具体工程实例对深层搅拌桩联合单管高压旋喷桩在深基坑挡土墙中的施工进行了分析，并得出了利用深层搅拌桩联合单管高压旋喷桩进行深基坑围护“安全、经济、科学”的结论,以推广该技术的应用。
关键词：深层搅拌桩；高压旋喷桩；深基坑；支护形式
一、工程实例
1、工程概况：
广州市轨道交通二、八线延长线广州新客站土建工程位于珠江三角洲海陆交互相冲积平原，地质条件大部份为淤泥质砂土及中细砂层；车站为地下两层框架结构，车站主体结构长度532.6米，宽为45米，基坑开挖深度约为10米。原设计基坑采用钻孔排桩加设钢支撑围护；考虑到与国铁新客站高架桥梁的桩基承台基坑结合，车站主体围护结构改为采用两级基坑，第一级基坑7米，采用重力式水泥土挡土墙，基底被动侧土体采用搅拌桩加固；第二级基坑深约3米，采用加固后放坡的形式，边坡加固采用Ф550搅拌桩间距1米梅花型布置。因现场施工场地限制，多家施工单位同时交叉作业，水泥土挡土墙设计宽度为7米，平面以栅格状深层搅拌桩为主体，临空处加设三排Ф550单管高压旋喷桩，并在挡土墙顶部设置20cm厚压顶梁的重力式挡土墙，挡土墙顶兼作施工便道。
2、深层搅拌桩联合单管旋喷桩挡土墙的施工工艺：
（1）采用水泥土重力式挡土墙支护型式的深基坑，一般而言规模都比较大，根据挡土墙规模及现场条件等情况对搅拌桩及旋喷桩进行施工分区，施工分区应根据桩体数量、工期、场地条件、机械配置等要求和条件进行，尽可能地减少桩与桩之间的接头数量及搭接间隔时间，可根据情况约20m～30m划分为一个施工区域。
（2）从施工工效来说，深层搅拌桩的施工速度大概是单管旋喷桩的2～3倍。根据搅拌桩和单管旋喷桩的特性和工效，为了保证桩间咬合质量，在施工顺序上采取深层搅拌桩机单机横向连续迂回施工，单管高压旋喷桩采用纵向跳隔桩施工，紧随深层搅拌桩的施工纵向进行，在施工顺序上先施工内排的旋喷桩再迂回进行第二、三排的单管高压旋喷桩施工（施工顺序见图1）。
（3）、挡土墙压顶梁施工：压顶梁是增强挡土墙整体性的钢筋混凝土结构。因此压顶梁施工前应先将已施工完成的深层搅拌桩和单管高压旋喷桩顶面的浮浆、泥皮清整干净，将桩体预埋的锚固钢筋外露部分调直、清洗干净，以确保压顶梁与下层桩体连接后形成整体性。
二、采用搅拌桩联合单管旋喷桩围护的优点：
（1）在广州市轨道交通二、八号线新客站土建工程实践中，采用的基坑支护结构型式为7m宽深层搅拌桩联合单管高压旋喷桩水泥土重力式挡土墙，深层搅拌桩与单管高压旋喷桩桩径均为常用￠550mm，桩距为400mm，格栅式排布，桩与桩咬合150mm；其中三排单管高压旋喷桩设置在挡土墙的开挖面，沿基坑开挖边线满布；两者桩底均进入不透水层，其中单管高压旋喷桩桩底位于深层搅拌桩底0.5m，形成墙角支座，保证挡土墙的稳定，对挡土墙的抗渗性能也有提高。
（2）水泥土挡墙压顶既作为围护结构上部的整体加强面板，又作为现场施工便道。一方面节约了施工场地，缩短水平、垂直运输距离，提高了施工效率；另一方面也减少了另修便道的成本，降低了工程造价。
（3）深层搅拌桩联合单管高压旋喷桩组成重力式挡土墙支护坑内无须支撑，既能挡土又成为隔水帷幕，作为基坑开挖的土体支护和止水手段，与目前常用的钢板桩、混凝土桩相比较，其施工时振动小、挤土现象轻微、抗渗性能好、整体稳定性好、可方便下一步的基坑施工。并且其施工工期短、稳定性好、工程造价低，是我国目前深基坑施工中一种经济实用的挡土支护技术。
（4）因深层搅拌桩联合高压旋喷桩施工工序相对简单，并且可多个工作面同时展开作业，该项目采用此支护型式后，施工工期较原来的钻孔桩加钢支撑支护节省了约1/3的时间，为车站主体结构赶工创造了宝贵的时间，获得了业主和监理的一致好评。
挡土墙施工完毕后，进行了基坑土方开挖。根据基坑开挖前后过程监测数据反映，挡土墙的最大侧向位移为15mm，最大沉降值为6mm，位移和沉降均在规范允许范围内，挡土墙稳定。从抗渗效果来说，挡土墙没有大的渗漏水现象，为基坑内主体结构提供了保持较好的施工作业环境。
三、效益分析
随着国家经济建设的发展，地下建设工程项目越来越多，深基坑支护方式也日益多样化。当工程位置所处地层主要为淤泥质砂土层或基坑规模较大，采用钻孔桩（或连续墙）加设支撑施工困难且施工周期太长的情况下可采用深层搅拌桩联合单管高压旋喷桩深基坑支护施工。
在广州市轨道交通二、八号线新客站土建工程实践中,与原设计的钻孔排桩加内撑方案比较，深层搅拌桩联合单管高压旋喷桩深基坑支护，其经济效益优势可以从二个方面验证：
1、施工成本的比较
根据工程造价分析表明：
钻孔排桩支护工程（包括钻孔桩12360m3，钢筋砼支撑及钢支撑、临时钢立柱等支撑）造价约为：2658万元；
深层搅拌桩联合单管高压旋喷桩深基坑支护（其中深层搅拌桩总计约100000m，单管高压旋喷桩总计约48000m，桩顶插筋，压顶梁）造价约为：2490万元；
采用深层搅拌桩联合单管高压旋喷桩深基坑支护比采用钻孔排桩支护节省约168万元；
另外若采用钻孔排桩支护，在淤泥质砂土地质条件下，基坑外侧边的施工便道需要专门处理，基层换填、砼路面层等施工费用约为：110万。
而深层搅拌桩联合单管高压旋喷桩所成挡土墙上的压顶梁面可作为行车便道。
因此，在广州市轨道交通二、八号线延长线广州新客站土建工程围护结构施工直接费用节省了约278万元。
2、施工工期的比较
相同条件下钻孔排桩支护工序繁琐，车站主体围护结构施工时间大约需要330天才能完成；
而采用深层搅拌桩联合单管高压旋喷桩所成挡土墙支护方案，因其可以多区多工作面内外同时展开施工，并且工艺相对简单，衔接连贯，实际施工时间只需钻孔排桩支护施工的2/3（大约200天）。
四、结语
从本基坑的实践经验来看,由于设计、施工各方保持良好的沟通交流，一方面大大提高了施工进度，为保证工期起到了关键作用；另一方面也有效降低了工程造价,同时因为充分考虑了各种可能的破坏模式进行复核也保证了基坑的安全,真正实现了“安全、经济、科学”的设计目标。
参考文献：
[1]陈忠汉.深基坑工程[M].北京:机械工业出版社,2003.
[2]JGJ120-99,建筑基坑支护技术规程[S].
[3]孙正春.高压旋喷桩在基坑围护中的应用[J].城市道桥与防洪,2008,(03).
[4]袁振国.旋喷桩止水在实际工程中的应用[J].都市快轨交通,2007,(04).
[5]王艳荣.旋喷桩软基加固处理施工技术[J].交通标准化,2007,(06).
[6]祝和意.旋喷桩加固地基施工技术措施[J].山西建筑,2007,(06).
