双排桩及旋喷桩在基坑中的结合应用实例分析

肖 磊

（广东省地质工程公司，广东广州510425）

1 工程概况

该工程场地位于深圳市龙岗区平湖街道白坭坑社区，东临丹平快速路，其辅道距基坑开挖线最小距离约28m，此侧管线较密集，根据现场踏勘，有燃气管线、通信管线、长途光缆及雨水管线；北临良白路，距基坑开挖线最小距离约10m；西临广深铁路，基坑开挖线距广深铁路最近约为55m；南临荔枝园。

场内用地面积10.088×104m2，场地内拟建建筑物为物流园及配套公寓、办公室，总建筑面积20.18×104m2，建筑物设计高度及位置尚未确定。拟建基坑面积约75270m2，支护边长约1620m，坑底标高分别为46.105m、42.20m，基坑深度最深约为14.30m。

地下室基坑支护安全等级一级，局部二级。

2 工程地质条件

2.1 地形地貌

场地原始地貌为残丘及冲沟，后经人工堆填筑高整平，并建成深圳国际农产品物流园西区，现场地地势表现为北高南低，中部整体较平坦，勘察期间所测钻孔点孔口地面标高为44.94～60.82m，最大相对高差15.88m。

2.2 地层岩性

根据钻探揭露，场地内分布的地层自上而下有：人工填土（Qml）、第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）、第四系全新统坡洪积层（Q4dl+pl）、第四系残积层（Qel）、场地下伏基岩为侏罗系粉砂岩（J），现将各地层主要岩性特征自上而下分述如下：

（1）人工填土层（Qml）（层序号①）。场地内各钻孔均钻遇人工填土层，厚度0.50～14.80m，按物质成分的不同分为杂填土和素填土2个亚层，分述如下：

杂填土[层序号①-1]：灰、灰褐、黄褐等杂色，稍湿，结构松散—稍密状态，主要由砖块、砼块、碎石及砂粒等建筑垃圾填筑而成，颗粒大小一般3～5cm。场地内除ZK1、ZK29、ZK34号钻孔外，其余各个钻孔均有揭露，厚度0.50～6.30m。重型动力触探试验击数3～9击，平均6击。

素填土[层序号②-2]：灰黄、褐黄、褐红、灰黑等杂色，稍湿—湿，结构一般呈松散—稍密状态，主要由粘性土混少量砂砾组成，局部夹有少量碎石。该层在场地除ZK4、ZK7、ZK8、ZK10、ZK16、ZK21、ZK24、ZK33、ZK35号钻孔外，其余各个钻孔中均有揭露，厚度0.50～13.80m，层顶埋深 0.00～6.30m，层顶标高 45.41～60.82m。标准贯入试验15次，击数5～16击，平均11击。

（2）第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）。粉砂（层序号②）：浅灰、灰白等色，饱和，主要呈稍密状态，局部松散，主要成分为石英质，不均匀含少量粘粒，局部相变为中砂或细砂，局部不均匀夹有大量粘性土。场地内ZK26、ZK35号钻孔有揭露，厚度0.60～6.50m，层顶埋深4.70～12.30m，层顶标高40.24～42.54m。标准贯入试验3次，实测击数10～14击，平均12击，校正后击数9～12击，平均11击。

（3）第四系全新统坡洪积层（Q4dl+pl）。粉质粘土（层序号③）：褐黄、褐红等色，湿，可塑—硬塑状态，局部不均匀含有少量硬杂质，切面较光滑，干强度中等，韧性中等。场地内ZK25、ZK27、ZK29号钻孔有揭露，厚度1.60～6.70m，层顶埋深1.80～9.80m，层顶标高45.08～53.49m。标准贯入试验3次，校正后击数12～20击，平均15击。

（4）第四系残积层（Qel）。粉质粘土（层序号④）：褐红、褐黄等色，湿，可塑—硬塑状态，系粉砂岩风化残积而成，局部不均匀夹有全、强风化岩夹层。该层在场地内除ZK5、ZK6、ZK9、ZK14、ZK16、ZK18、ZK20、ZK21、ZK23、ZK26、ZK27、ZK32、ZK35号钻孔外，其余各个钻孔均有揭露，揭露层厚0.60～15.10m，层顶埋深0.50～14.30m，层顶标高39.59～60.32m。标准贯入试验14次，校正后击数13～27击，平均19击。

（5）侏罗系粉砂岩（J）。场地基岩为侏罗系粉砂岩，主要矿物成分为石英，粉砂状结构，层状构造，在钻探揭露深度范围内根据岩石的风化程度分为全、强、中风化3个风化带，各风化带的特征描述如下：

全风化粉砂岩[层序号⑤-1]：褐黄、灰褐等色，原岩结构基本破坏，但尚可辨认，岩芯呈坚硬土柱状，局部不均匀夹有强风化岩块。岩体基本质量等级为Ⅴ级。该层在场地内除ZK16、ZK35号钻孔外，其余各个钻孔中均有揭露，揭露层厚0.70～14.30m，层顶埋深0.90～18.80m，层顶标高36.04～56.03m。现场共进行标准贯入试验16次，校正后击数30～42击，平均34击。

强风化粉砂岩[层序号⑤-2]：褐黄、灰褐等色，岩石风化剧烈，裂隙极发育，岩芯多呈坚硬土状、土夹块状、碎块状，局部不均匀夹有较多中风化岩块。岩体基本质量等级为Ⅴ级。该层在场地内各个钻孔中均有揭露（未揭穿），揭露层厚1.00～14.50m，层顶埋深0.50～26.50m，层顶标高27.09～55.22m。标准贯入试验16次，校正后击数均大于50击。

中风化粉砂岩[层序号⑤-3]：灰、褐黄等色，裂隙发育，裂隙面见铁染，岩芯破碎，多呈碎块—块状，少量短柱状，锤击易碎，合金钻进困难，需金刚石钻进。岩体基本质量等级为Ⅳ级。该层在场地内ZK3、ZK4、ZK7、ZK10、ZK15、ZK16、ZK19、ZK21、ZK23、ZK29、ZK31、ZK33、ZK35号钻孔有揭露（未揭穿），揭露厚度0.50～3.40m，层 顶 埋 深 3.00～29.30m，层 顶 标 高25.28～52.72m。

3 水文地质条件

场地内地下水主要接受大气降水补给，径流方向大体由北向南排泄。钻探期间测得地下水位埋深为1.10～9.20m，标高42.61～58.63m。

基坑周边存在广深铁路及市政管线，对水位变化敏感，因此在支护桩桩间设置三重管旋喷桩，形成止水帷幕。

4 基坑支护方案

由于基坑四周管线密集，且西侧距离广深铁路较近同时结合场地土层情况、开挖深度以及周边环境情况等，基坑采用放坡+双排桩、复合土钉墙的支护方式。基坑上部7.0m范围内采用坡度1∶1.2的土钉墙进行支护。本案例重点分析双排桩的支护形式在深基坑中的应用（图1）。

图1 基坑支护典型剖面

放坡高度为6.0m，坡率i=1.2，坡面挂网喷砼，前排桩采用Ø1200@1800，后排桩采用Ø1200@3600，前后排桩用连梁、连系板连接。

设计采用桩+桩间旋喷的形式构成止水帷幕，其中桩间旋喷采用三重管，设计桩径1.0m。

（1）三管旋喷桩桩底入坑底不小于5.0m，待支护桩达到设计强度的70%后开始实施旋喷桩。

（2）成孔：高压注浆孔成孔直径不小于130mm，孔位误差不大于100mm，倾斜不超过1%。

（3）喷射水压力不小于35MPa，浆液压力不小于1.0MPa，提升速度不大于12cm/m in，旋转速度不超过20r/m in，每米水泥用量不小于350kg，以上参数可根据试喷结果进行调整。

5 基坑监测

通过收集资料以及现场踏勘，充分掌握基坑周边道路、建筑物地下管线、市政设施情况；基坑施工前，靠近基坑开挖线及伸入基坑内的管线需改迁；基坑周边道路、建筑物、需要改迁的管线等市政设施，结合基坑支护设计方案对其进行相应项目的监测，内容如下：

（1）按《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）对基坑和周边道路等项目进行监测。

（2）监测内容包括：地表沉降、基坑周边建筑及道路沉降、地下管线沉降、地下水位观测、回灌井、基坑顶部水平位移兼沉降监测等。

基坑开挖过程中，相邻2次的观测时间间隔不宜超过2d或每开挖一层（开挖深度1.0m）观测一次；基坑开挖完毕且变形已趋稳定时可适当延长间隔时间；当基坑回填至地面时，可结束观测。

6 结语

（1）双排桩作为一种新型支护结构，它是由2排平行的钢筋混凝土桩以桩间的连系梁形成的空间门架式结构体系。这种结构具有较大的侧向刚度，可以有效地限制维护结构侧向变形。双排桩作为一种特殊的支护结构在于它的前桩和后桩之间用刚性节点和刚性横梁连成一个整体单元，是三次超静定结构,它利用超静定钢架结构随支撑条件和荷载条件的变化而自动调整内力的特性，解决基坑支护问题。具有适用性强、安全度高、施工方便等优点。

（2）双排桩支护有较大的侧向刚度，可以有效地闲置支护结构的侧向变形，不需设置锚杆或支撑。在一定范围内用双排桩代替悬臂式单桩，可以降低材料用量30%以上。在不能采用锚杆的场地更能显示其优越性。双排桩的节点为刚性节点，柱梁之间不能相互转动，可以抵抗弯矩。基坑支护结构设计对后续建（构）筑物的施工创造了有利条件，对主体结构施工影响较小，同时满足基坑及周边环境要求。

（3）本工程根据地层岩性结合周边环境采用放坡+双排桩的支护形式有效地控制了基坑变形，保证了基坑安全。基坑开挖支护桩桩间设置三重管旋喷桩，形成止水帷幕。对周边环境影响较小，保证了市政管网和广深铁路的安全。通过三重管旋喷桩在本工程中的应用，可以发现三重管旋喷桩在止水效果和施工进度方面存在优势，不仅能降低了施工难度，也节约了工程成本，为以后此类工法在深基坑中的应用起到了积极的影响。