搅拌桩和旋喷桩的单价及费用分析

中国西部科技2014年4月第13卷第04期总第297期45搅拌桩和旋喷桩的单价及费用分析程亚飞（中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063）摘要：本文通过研究几个城市的地铁定额中旋喷桩和搅拌桩的综合单价，将地铁施工中常用的基坑底部加固结合实例进行费用分析，为结构设计人员进行经济技术比较提供参考。关键词：搅拌桩；旋喷桩；综合单价；基底加固；费用DOI：10.3969/j.issn.1671-6396.2014.04.019目前国内地铁建设飞速发展，已通车和在建地铁的城市有37座，另有十几个经济较为发达城市的地铁正处于规划阶段。在地铁地下车站施工过程中，经常会遇到淤泥质土、黏性土等含水量大的软土地质，此时就需要对底板以下的基底进行加固处理，保证开挖过程中基底的稳定，防止出现管涌或者基底隆起等状况。常用的地基加固工艺有旋喷桩和搅拌桩，不同的基底加固方案差异较大。地铁工程投资巨大，只有选用合理、经济的加固方案，才能较好的控制地铁工程造价。本文对杭州、武汉、无锡等三个城市地铁定额中的搅拌桩和旋喷桩的综合单价进行分析，并结合实例从经济的角度进行说明两种加固工法的优缺点，为结构设计人员进行经济技术比较提供参考，以得到昀为合理、经济的基底加固方案。实际工程中，旋喷桩运用较多的是双重和三重旋喷桩，搅拌桩多运用三轴和双轴搅拌桩，所以本文仅分析双重和三重旋喷桩、双轴和三轴搅拌桩。1搅拌桩和旋喷桩介绍（1）搅拌桩是利用水泥作为固化剂，通过搅拌桩机，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。三轴水泥土搅拌桩更多应用来做基坑围护结构，一般为850系列。（2）高压旋喷桩是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后，以高压设备使浆液、水及气体等成为20～40MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来，冲切、扰动、破坏土体，同时钻杆以一定速度逐渐提升，将浆液与土粒强制搅拌混合。浆液凝固后，在土中形成一个圆柱状固结体（即旋喷桩），以达到加固地基或止水防渗的目的。单重管仅喷射水泥浆，双重管喷射水泥浆和气体两种介质，三重管同时喷射水泥浆、水和气体三种介质。遇到坚硬地层，一般先用地质钻机成孔后，再插注浆管喷浆。（3）优缺点如表1所示。表1搅拌桩和旋喷桩优缺点优点缺点搅拌桩1、成桩速度快、效率高；2、无振动、无噪音；3、不造成环境污染。1、钻机机械体积较大、较高；2、不适用于人工填土地层。旋喷桩1、钻机体积小，施工占地少；2、振动小、噪音较低；3、成桩深度较大。1、产生废泥浆污染环境；2、成本偏高。2搅拌桩和旋喷桩的单价分析搅拌桩和旋喷桩的水泥掺量，一般以百分比表示（土体容重按照1800kg/m3），水泥掺量需要根据地质情况和试验结果得出，本文不调整定额的水泥用量，均按各地区定额所用的掺量。2.1定额选用及价格杭州：杭州市地铁工程预算定额2010版；无锡：江苏省城市轨道交通工程计价表2013版；武汉：武汉市城市轨道交通工程消耗量定额及基价表2011版；价格信息：人工、材料、机械均按各地区昀新信息价进行计算和调整。2.2旋喷桩（钻孔综合单价35元/m）各地方定额，除了杭州结尾系数较低外（无锡昀高），定额内容的差异也造成综合单价相差较大，体现在以下几个方面：（1）三重旋喷桩：武汉和无锡的定额包含了泥浆处理，而杭州的定额不包含此项内容。（2）三重旋喷桩：杭州所用的电动多级离心清高压水泵扬程为180m以下，台班单价为400.58元；而无锡和武汉用的电动多级离心高压清水泵扬程为280m以上，台班单价分别为2481.12元和1724.62元。（3）双重旋喷桩：武汉用的促进剂为促进剂QT，单价为4.79元/kg仅此项费用就达到了96.21元/m3。根据现场实际施工情况，对各城市定额进行了合理化调整，如杭州三重管定额增加了泥浆处理费用、三重管所用高压水泵统一调整为180m以上、双重管促进剂调整为促进剂（KA）。经过以上分析和调整后，各城市的旋喷桩综合单价如表2所示。表2三个城市旋喷桩综合单价表城市杭州无锡武汉项目旋喷旋喷旋喷单位元/m3元/m3元/m3双重旋喷桩476.26505.27527.22三重旋喷桩642.94696.28737.072.3搅拌桩水泥掺量统一标准如下：工程技术46双轴搅拌桩：水泥掺量12%，弱加固为5%；三轴搅拌桩：水泥掺量18%，弱加固为5%。各城市的搅拌桩综合单价单价如表3所示。表3三个城市搅拌桩综合单价表城市杭州无锡武汉单位元/m3元/m3元/m3双轴搅拌桩182.01234.58202.30双轴搅拌桩弱加固121.86139.55139.60三轴搅拌桩296.92326.30325.87三轴搅拌桩弱加固185.20217.43205.742.4综合单价汇总以表2和表3分析的结果为基础，计算综合单价平均值如表4所示。表4旋喷桩和搅拌桩综合单价取定表旋喷桩水泥土搅拌桩项目钻孔双重三重双轴强加固双轴弱加固三轴强加固三轴弱加固单位元/m元/m3元/m3元/m3元/m3元/m3元/m3综合单价35502.90692.10206.3133.7316.4202.83地下车站底板下地基加固的费用对比分析地下车站底板下地质为软土类或者淤泥质土时，需要在基坑开挖前，对底板地面下的土体进行加固处理。一般有抽条加固、满堂加固等多种形式，具体视地质情况而定。利用搅拌桩在进行底板下地基加固时，由于设备自重大、工艺特点等其他原因，同时需要对底板以上的土体进行加固，也称弱加固。而利用旋喷桩进行基底加固处理时则没有这个要求，除非基坑土体含水量高或淤泥土，为保证基坑开挖过程中土体不发生坍塌等原因外，否则不需要对底板上土体进行弱加固。下面以标准地下二层车站的基坑为例，具体进行两种加固方式的费用分析。（1）基坑尺寸：标准地下二层车站，基坑尺寸按200m*22m考虑，底板底面以上深度按16m考虑。（2）加固方案：旋喷桩和搅拌桩加固一般应搭接施工，搅拌桩还会有全套打等方式。为简化计算，本文按满堂加固考虑，按桩与桩间不搭接、不套打考虑。加固深度：底板底面下加固深度4m（假设基坑内土体不需要进行加固）。搅拌桩由于自身原因需要对底板底面以上同时进行弱加固，旋喷桩只需加固底板底面以下土体。（3）成桩数量（四种形式的加固区水平投影面积基本相等）：三轴搅拌桩：Φ850@600（每幅桩成桩截面积1.4944m2），共2548幅；三重旋喷桩：Φ850，数量为6844根；双轴搅拌桩：Φ650@600（每幅桩成桩截面积0.621m2），共6264幅；双重旋喷桩：Φ650，数量为11704根。（4）总费用计算如表5所示（三轴搅拌桩计算水泥用量时，每幅桩的三个轴形成的单个桩体的搭接部分不予扣除，二轴搅拌桩也是同样的计算规则。）表5各加固方案费用计算表加固工法费用计算三轴搅拌桩(PI()*0.85*0.85/4*3)*(16*202.8+4*316.4)*2548=1956万元三重旋喷桩PI()*0.85*0.85/4*(4*692.1)*6844+16*35*6844=1458万元双轴搅拌桩(PI()*0.65*0.65/4*2)(16*133.7+4*206.3)*6264=1232万元双重旋喷桩PI()*0.65*0.65/4*(4*502.9)*11704+16*35*11704=1437万元从表5可以看出，三轴搅拌桩的费用昀高，双重旋喷桩较双轴搅拌桩的费用高，而且弱加固费用在三轴搅拌桩和双轴搅拌桩的费用占比均达到了70%。利用三重管旋喷桩加固时若考虑对基底上部土体进行弱加固则总费用远超三轴搅拌桩。4结语通过上述分析，单从综合单价来看，旋喷桩高于搅拌桩。但是在对地下车站基坑底板下方进行加固时，三轴搅拌桩的费用又高于三重旋喷桩。所以具体到地质情况，如果基底以上土体不需要进行弱加固，可尽量选用旋喷桩；若基底以上土体较差需要弱加固时，可选用搅拌桩施工，较旋喷桩的经济性好，而且工期比旋喷桩短。地质情况千差万别，基底的强度要求不同，所以具体到现场情况，必须进行多方案技术经济比较，以选取昀为合理、经济的基底加固方案。参考文献[1]刘国彬,王卫东.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2009[2]马光鸿,柴鲁江,刘海升.关于SMW工法水泥搅拌桩计价问题的探讨[J].科技信息,2012,(33)[3]颜景忠.三重管高压旋喷桩施工技术[J].探矿工程,1997,(3)[4]林连起.水泥搅拌桩与高压旋喷桩的区分、对比和应用[J].公路交通科技(应用技术版),2008,(11)[5]汪小超,齐卫国.水泥旋喷桩在地铁工程中的应用[J].浙江工业大学学报,2009,(5)[6]于晓婷.软土地基加固处理施工工艺与造价分析[J].铁路工程造价管理,2009,(5)[作者简介]程亚飞（1980—），男，河南宝丰籍，硕士，工程师。