摘要：高压旋喷桩是地铁车站基坑止水的常用形式。文章通过分析高压旋喷桩止水机理及施工参数，为方案设计及现场施工提供参考。针对地铁车站基坑开挖中特殊地层中渗漏水严重的情况，提供了多种解决方案，并通过工程实践证明，采用增大浆液压力、增加高喷数量等措施是合理有效的。

关键词：高压旋喷桩;深基坑;降水;渗漏;强风化岩地层;

1 发展概况

随着我国经济的高速发展，高密集的城市规模化带来诸多问题。为解决这些顽疾，地下空间的开发利用是其中的一个重要方向，其中全国各地铁建设方兴未艾，许多省会城市及经济发达地区都在修建地铁。

地铁车站主要采用明挖法施工，围护结构的止水效果将决定工程对地下水的影响程度。高压旋喷桩具备施工机具设备简单，施工简便、具有较好的耐久性，料源广阔，价格低廉、噪声小、无污染等优点而被广泛应用。但是在实际工程总受制于地质等因素，采用高喷止水的工程存在不同程度的渗漏水情况。本文将重点介绍钻孔灌注桩+高压旋喷桩在地铁车站深基坑的应用及存在的问题，以及应对措施。

2 车站基坑止水形式

车站基坑的止水形式是与围护结构的选型密切相关。围护结构的选型需综合考虑水位条件、地质条件、周边环境条件、工期、造价等因素。

2.1 围护结构方案

基坑开挖中常用的施工方法有放坡开挖、复合土钉墙、SMW工法、钻孔灌注桩、咬合桩、地下连续墙等。

放坡开挖是利用土体的自稳能力开挖土体，加适当表面护坡形成稳定边坡。土钉支护是在土坡开挖的同时向土坡内插入较密分布的加筋体，形成对土坡的加固。钻孔灌注桩是一种施工工艺简单、技术成熟、安全可靠并且适应性很强的基坑支护结构，被广泛使用于各种复杂地层和不同类型基坑工程。钻孔灌注桩具有施工速度快，造价低等优点，桩体刚度较大，控制基坑变形好、施工工艺较简单、桩体可以作为永久结构的一部分。SMW工法是利用搅拌设备，在地层中形成连续水泥土墙体，并在水泥土墙体中插入型钢，形成刚度大、防渗性能好的劲性复合围护结构。咬合桩是相邻混凝土排桩间部分圆周镶嵌，并跳桩置入桩内的钢筋笼，使之形成具有良好防渗作用的整体连续挡土支护结构。地下连续墙是于基坑开挖之前，用特殊挖槽设备、在泥浆护壁之下开挖深槽，然后下钢筋笼浇注混凝土形成的地下土中的混凝土墙。

3 高压旋喷桩工艺参数

高压旋喷桩施工技术是70年代日本首先提出，它是在静压灌浆的基础上，引进水力采煤技术而发展起来的，是利用射流作用切割掺搅地层，改变原地层的结构和组成，同时灌入水泥浆或复合浆形成凝结体，借以达到加固地基和防渗的目的。

3.1施工工艺

（1） 高压喷射注浆地基工程的设计和施工，应因地制宜，综合考虑地基类型和性质、地下水条件、上部结构形式、荷载大小，场地环境、施工设备性能等因素，做到技术先进，经济合理，确保工程质量。

（2） 高压喷射注浆法的注浆形式分旋喷注浆、摆喷注浆和定喷注浆等3种类别。根据工程需要和机具设备条件，可分别采用单管法、二管法和三管法，加固体形状可分为圆柱状、扇形块状、壁状和板状。

（3） 高压喷射注浆定喷适用于粒径不大于20mm的松散地层，摆喷适用于粒径不大于60mm的松散地层，大角度摆喷适用于粒径不大于100mm的松散地层，旋喷适用于卵砾石地层及基岩残坡积层。

（4） 高压喷射注浆方案确定后，应结合工程情况进行现场试验、试验性施工或根据工程经验确定施工参数及工艺。

3.2布置形式

桩的平面布置形式需根据加固的目的给予考虑，分离布置的单桩可用于基础的承重，排桩、板墙可用作防水帷幕，整体加固则常用于防止基坑底部的涌土或提高土体的稳定性，水平封闭桩可用于形成地基中的水平隔水层。

3.3 存在问题

高压旋喷桩施工中受限于施工操作及地质等因素，存在一些质量问题：

1、高压旋喷桩的垂直度允许偏差要求控制在1%，由于地铁车站基坑开挖深度较大，地下2层标准车站高压旋喷桩长度一般要达到25～30m，地下3层车站高压旋喷桩长度要达到30m以上。在施工的过程中垂直度较难保证，造成高压旋喷桩越往下咬合量越小，以致劈叉现象时有发生，既而导致基坑渗透水。

2、高压旋喷桩在较硬地层中存在扩散半径较小，搅拌不均匀带有杂物造成夹层或夹块，成桩质量差等情况。全、强风化闪长岩中存在球状风化，渗透系数较大，高压旋喷桩在此地层止水效果较差。

4 地铁车站基坑设计方案

4.1 地铁车站高围护结构

单独成排的桩外止水帷幕，可以根据车站地层情况插入到不透水层，形成封闭基坑。桩间止水形式，旋喷桩受限于围护桩的长度，只能适用于不透水层高于围护桩底的地层。否则基坑不能完全封闭，地下水将通过围护桩的间隙流入基坑内部，起不到隔水的作用。或者适当加长围护桩及桩间高喷的长度，将二者加长至不透水地层，亦可达到完全封闭的效果。

1 桩外单排高喷止水帷幕：钻孔灌注桩与高压旋喷桩相互独立，围护桩净距可以较大，桩长可按照基坑稳定计算确定。对于标准地下两层车站，一般设置φ800@450形式为止水帷幕。

2、桩间：在钻孔灌注桩之间设置高压旋喷桩，二者相互咬合。围护桩净距较小，围护桩长需根据不透水地层的深度确定。

4.3 高压旋喷桩在特殊地层中应用存在的问题

4.3.1 高压旋喷桩在硬塑粉质粘土中扩散半径小

地铁车站围护结构采用钻孔灌注桩+外排止水帷幕形式，高压旋喷桩为φ800@450。现场在旋喷桩咬合部位进行取芯，结果显示在硬塑状粉质黏土段芯样完整性较差，不密实，空隙较多，水泥含量不多，均匀性较差，易造成基坑漏水。

4.3.2 高压旋喷桩在强风化闪长岩中扩散不均匀

地铁车站围护结构采用钻孔灌注桩+桩间1根φ800高压旋喷桩。现场在旋喷桩中心部位进行取芯，结果显示在强风化闪长岩段芯样破碎，水泥含量很少。

4.4 应对措施及方案优化

针对高压旋喷桩在硬塑粉质粘土及全风化闪长岩地层中因不能有效咬合而导致基坑漏水的问题，一般可采用两种方式解决：

1） 选用大型三重管设备，适当增大水、气、浆的压力，控制提升速度，对特殊地层进行多次复喷;

2） 缩小旋喷桩间距，增大咬合量。桩外单排高喷止水帷幕可在围护桩间增设一根高压旋喷桩，这样既可以起到桩间止水的效果，也可以弥补外排止水帷幕的间隙。桩间止水可在桩间设置2根高喷以便保证咬合量，确实围护桩间缝隙被水泥浆填充密实。

5结语

本文通过分析研究高压旋喷桩在地铁车站工程中的应用，针对地铁车站基坑在硬塑粉质粘土及强风化闪长岩地层段渗漏水严重的情况，提供了采用增大浆液压力、增加高喷数量等解决措施。通过工程实践证明在采取方案调整及施工参数优化后，高压旋喷桩的成桩质量及基坑止水效果完全可以满足基坑施工要求。研究成果可有效指导地铁车站基坑支护设计，并为现场高压旋喷桩施工提供有益的借鉴。

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