沿海地區(qū)拋填石地質(zhì)深基坑止水帷幕的應(yīng)用

■ 金 民 Jin Min

0 引言

廈門地區(qū)地處沿海，其地質(zhì)情況復(fù)雜，存在不同程度的拋填石、孤石，同時地下水也受到潮汐的影響。如何在廈門這種特定地質(zhì)條件下，合理選擇支護工程，特別是對于止水帷幕的施工方案與處理，有效安全地進行深基坑開挖，是各廈門工程單位一直在探討與研究的問題。本文通過廈門某項目的實踐情況，對此進行分析探討。

1 工程概況

項目地處廈門西海岸，總用地面積為13 500m2，總建筑面積為17 000 m2，由一棟270m超高層塔樓、裙房及地下室組成，地下室埋深16.5m。項目西側(cè)、南側(cè)臨海，東側(cè)、北側(cè)為居民樓。

該項目原始地貌為海灣灘涂地貌，場地標高為黃海高程3.77～5.36m，地勢較為平坦。經(jīng)勘察，地基巖土層具體分層情況見表1。

勘察過程及結(jié)果顯示:在地表下8～26m范圍內(nèi)存在大量的拋填石、孤石，且孤石下部存在孔隙、漏水嚴重，對于止水帷幕的可實現(xiàn)性，帶來了一定的阻礙。

2 基坑支護體系的選擇

本項目基坑深度達16.5m，屬一類深基坑。

2.1 支護結(jié)構(gòu)選型

根據(jù)目前施工技術(shù)，有地下連續(xù)墻、SMW工法樁、排樁方案。

本項目開挖深度范圍內(nèi)局部已達巖層，且存在大量孤石，因此首先排除了SMW工法樁方案。地下連續(xù)墻整體性好，且近年來地下樁基精確就位和梁柱后澆接頭方面的技術(shù)日趨成熟，同時地下連續(xù)墻在逆作法施工中既可作為臨時擋墻，也可作為地下室永久外墻，且梁板本身可以作為基坑開挖的支撐，節(jié)省投資，減少對周邊建筑和設(shè)施的影響，被廣泛應(yīng)用于深基坑工程。但地下連續(xù)墻原有工藝在面臨巖層及孤石時，其實施面臨困難。盡管近年來發(fā)展形成了雙輪銑槽機，其直接銑削巖石成槽技術(shù)可以解決上述問題，但造價昂貴的設(shè)備投入無法滿足工期要求。本項目在不考慮逆作法的前提下，綜合考慮經(jīng)濟、工期及可實現(xiàn)性等因素后，排除了地下連續(xù)墻方案[1]。

排樁一般有旋挖、沖孔、人工挖孔等工藝。結(jié)合本場地巖土工程條件，基于基坑深度范圍內(nèi)存在巖層及孤石的情況，并根據(jù)當?shù)卣南嚓P(guān)規(guī)定，旋挖、人工挖孔等工藝不適用，予以排除。沖孔灌注樁適用于各種地層，受地下水的影響不大，易穿透較厚的堅硬地層達到設(shè)計深度，樁長、樁徑可靈活調(diào)整且抗彎剛度較高，經(jīng)分析探討，最終選擇該樁型為本項目的支護樁。同時，基于周邊條件的限制，結(jié)合沖孔灌注樁支撐體系，經(jīng)分析采用鋼筋混凝土內(nèi)支撐，即形成沖孔灌注樁+內(nèi)支撐的支護結(jié)構(gòu)體系[2～4]。

表1 地基巖土層情況表

2.2 止水帷幕選

結(jié)合支護結(jié)構(gòu)，止水一般有咬合樁、攪拌樁、高壓旋噴樁方案。考慮到咬合樁方案對相鄰樁體成樁時間間隔的要求，在面臨孤石情況下無法滿足，故排除此方案。本項目臨海，潮汐影響明顯，開挖深度深水壓力大，經(jīng)探討，采用二重管高壓旋噴樁填充沖孔灌注樁縫隙形成第一道止水帷幕，外側(cè)采用三軸攪拌樁形成第二道止水帷幕，兩道止水帷幕互為補充，確保有效止水(圖1)。

2.3 止水帷幕遇孤石的處理

能否有效止水，除止水帷幕的合理選擇外，止水樁能否有效實現(xiàn)是關(guān)鍵。經(jīng)探討研究，通過引孔穿透孤石后噴漿來達成旋噴樁的整體成樁；三軸攪拌樁遇孤石僅可施工至孤石面以上，與孤石面難以緊密接合部位通過高壓旋噴樁引孔穿過孤石面進行補強，以達成第二道止水帷幕的整體有效性(圖2、3)。

2.4 具體方案及參數(shù)

具體方案如圖4所示，各參數(shù)如下：

⑴沖孔灌注樁：Φ1500@1700，C30。

⑵二重管高壓旋噴樁：Φ800，42.5普通硅酸鹽水泥；水灰比1.0；氣壓0.6～0.8MPa，自上而下壓力逐漸加大；氣量60～80L/min；漿壓35～38MPa，自上而下壓力逐漸加大；流量70～80L/min；提升速度15～18cm/min，在孤石面至孤石面以上2m處提升速度應(yīng)＜10cm/min，并不少于4次復(fù)噴；旋轉(zhuǎn)速度12～15r/min在孤石面至孤石面以上2m處提升速度應(yīng)≤12r/min。

⑶三軸攪拌樁：3Φ850@1 200，42.5普通硅酸鹽水泥，摻入量≥25%；水灰比1.5～2.0；泵送壓力＞0.3MPa。

3 監(jiān)測

施工時共設(shè)置了27個坡頂水平位移監(jiān)測點、垂直沉降監(jiān)測點，6個地下水位監(jiān)測井，6個深層土體變形(測斜)監(jiān)測點，33個立柱垂直沉降監(jiān)測點，45個支撐內(nèi)力監(jiān)測點，36個支護樁應(yīng)力監(jiān)測點。開挖前每天觀測一次、開挖時每天觀測兩次至回填完成(表2)。

從監(jiān)測結(jié)果來看，該基坑的支護效果均達到了規(guī)范要求，說明該支護方式在廈門地區(qū)的深基坑開挖中，是可行的。

表2 各監(jiān)測數(shù)據(jù)

4 結(jié)語

本項目基坑在實施過程中，嚴格控制支護樁垂直度、止水樁材料配合比、引孔搭界等施工工藝，除微量細小滲水點在開挖過程中及時處理外，未發(fā)生重大體系性的漏水、決堤等情況。實踐驗證了在沿海拋填石地質(zhì)情況下排樁支護體系、旋噴樁及攪拌樁互為補充的止水帷幕體系的可實現(xiàn)性、有效性，為同類項目的實施提供了可借鑒的經(jīng)驗。

[1]王圣濤，石雷，謝軍邦.沿海地區(qū)填石層地段地下連續(xù)墻施工技術(shù)[J].安徽建筑, 2009, 16(2).

[2]林振德，陳云彬. 近海拋填石區(qū)域深基坑支護技術(shù)的探討與實踐[J]. 福建建設(shè)科技，2009, (1)：96-100.

[3]劉新波.沖孔灌注咬合樁在深基坑支護中的應(yīng)用實踐[J].輕工設(shè)計，2011，(3).

[4]張義東，王圣忠，李和山，查振衡.新二管法高壓旋噴在回填塊石地層中的試驗[J].廣東水利水電,2005,(1).