莆田市秀嶼港區(qū)海蝕地貌特征及其對(duì)嵌巖樁施工的影響分析

周啟亮

（福建省第四地質(zhì)大隊(duì)，福建 寧德 352100）

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生產(chǎn)需求，圍海造地屢見(jiàn)不鮮，沿海岸建設(shè)項(xiàng)目更是數(shù)不勝數(shù)，其中不乏核電建設(shè)、火電建設(shè)、LNG 項(xiàng)目、大型貨運(yùn)碼頭、沿海高速公路等國(guó)省級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目。沿海岸項(xiàng)目建設(shè)所遇到的的地質(zhì)地貌一般為濱海沉積地貌及海蝕地貌，在基礎(chǔ)施工過(guò)程中，時(shí)常會(huì)遇到各種程度的難題。

1 海蝕作用

海蝕地貌在基巖海岸表現(xiàn)最為明顯，主要是由海蝕作用而形成，即通過(guò)波浪、潮汐、海流等對(duì)海岸進(jìn)行的侵蝕作用。海蝕作用如下。

（1）沖刷作用：海浪以巨大的能量沖擊海岸，使巖石遭到破壞。特別是對(duì)有裂隙和節(jié)理的巖層，海浪不僅以其巨大的沖擊力破壞巖石，而且將裂隙中的空氣壓縮，海水退卻時(shí)，壓力驟減，形成一種爆炸力量。如此反復(fù)進(jìn)行，可使巖壁破碎、崩解，海岸不斷后退。

（2）磨蝕作用：海浪攜帶著砂礫以巨大的力量前擁后退，對(duì)岸邊和水下的基巖進(jìn)行強(qiáng)力磨蝕，長(zhǎng)期的磨蝕作用將岸邊塑造成陡崖，把海底基巖磨成平臺(tái)。

（3）溶蝕作用：海水對(duì)巖石、礦物的溶蝕能力比淡水強(qiáng)。除了碳酸鹽同樣能溶于海水外，對(duì)玄武巖、正長(zhǎng)巖、角閃石和黑曜巖的溶蝕速度也比淡水大3 ～14 倍。就連石英晶體在微堿性的海水中也有較高的溶解度，它使含SiO2的基巖遭到破壞。巖體通過(guò)海蝕作用形成的地貌形態(tài)主要有海蝕崖、海蝕平臺(tái)、海蝕穴、海蝕拱橋、海蝕柱等（如圖1、2）。

圖1 海蝕作用地貌形態(tài)

圖2 海蝕作用地貌形態(tài)

2 秀嶼港區(qū)地貌特征

莆田市秀嶼港區(qū)地貌主要為有濱海沉積地貌和海蝕地貌。濱海沉積地貌主要地質(zhì)特征為厚度較大的軟弱土及海積砂層，現(xiàn)有基礎(chǔ)施工方案基本成熟，一般采用樁基礎(chǔ)或軟基處理即可滿足設(shè)計(jì)需求。海蝕地貌形態(tài)復(fù)雜，巖質(zhì)海蝕地貌主要地質(zhì)特征有海蝕崖、海蝕平臺(tái)、海蝕穴、海蝕拱橋、海蝕柱等等。通過(guò)人工圍海造地形成了埋藏式海蝕地貌，各種形態(tài)對(duì)基礎(chǔ)施工尤其是樁基施工造成很大難題。

3 秀嶼港區(qū)海蝕地貌對(duì)嵌巖樁施工的主要影響

福建LNG 站線項(xiàng)目秀嶼接收站5#、6#儲(chǔ)罐地處福建省莆田市秀嶼港沿海岸附近，為圍海造地建設(shè)場(chǎng)地，場(chǎng)地整平標(biāo)高為9.0m。兩罐工程均為直徑81m 的圓柱型建筑，單罐設(shè)計(jì)共布設(shè)直徑φ1200mm 的嵌巖樁376 根，一般相鄰樁間距為4m，基礎(chǔ)持力層為中風(fēng)化花崗巖，設(shè)計(jì)入巖深度1 ～2m(由有效樁長(zhǎng)決定)，成樁型式采用沖孔灌注樁。

筆者參與了福建LNG 站線項(xiàng)目秀嶼接收站5#、6#儲(chǔ)罐工程的樁基判巖工作，在工作過(guò)程中遇到了各種樁基施工難題。其中6#罐地處濱海沉積地貌場(chǎng)地，樁基施工難度不大。5#罐處于人工回填后形成的埋藏式海蝕地貌場(chǎng)地，在成樁過(guò)程遇到的主要問(wèn)題如下。

（1）成孔判定困難：由于場(chǎng)地地處沿海岸海陸交匯處，孤石比較發(fā)育（最大孤石厚度達(dá)7.6m）（如圖4），加上花崗巖本身存在較大的差異風(fēng)化（局部出現(xiàn)中風(fēng)化巖與強(qiáng)風(fēng)化互層及半巖半土（如圖3）等），整體來(lái)說(shuō)，中風(fēng)化花崗巖巖面變化大且無(wú)規(guī)律，據(jù)統(tǒng)計(jì)最大相鄰樁中風(fēng)化巖面高差達(dá)到19.7m(195#樁和201#樁)，巖面坡度大于76o。判定成孔時(shí)時(shí)常出現(xiàn)多方意見(jiàn)不同而爭(zhēng)論不休。

（2）沖擊鉆卡鉆：由于巖面坡度大，溝壑陡坎發(fā)育，沖擊成孔時(shí)常出現(xiàn)偏孔以致卡鉆。

（3）澆筑充盈系數(shù)偏大：場(chǎng)地基巖為中風(fēng)化花崗巖，非巖溶地區(qū)，但由于海蝕地貌的特殊性（存在海蝕穴等），以致澆筑時(shí)充盈系數(shù)普遍偏大，據(jù)統(tǒng)計(jì)充盈系數(shù)最大達(dá)到2.12。

圖3 半邊巖半邊土

圖4 孤石群發(fā)育

4 秀嶼港區(qū)5#罐樁基施工對(duì)策

根據(jù)前期5#罐區(qū)樁基施工情況，該地段埋藏式海蝕地貌形態(tài)一般分布在地表下25m（標(biāo)高-16.0m 以上）范圍內(nèi)，在確保工程安全及質(zhì)量前提下，對(duì)埋藏式海蝕地貌發(fā)育地段嵌巖樁施工應(yīng)采用相對(duì)經(jīng)濟(jì)合理的施工措施：（1）超前鉆：超前鉆及一樁一勘察鉆孔，采用XY-100 型勘察鉆機(jī)，鉆至中風(fēng)化巖面以下6 ～8m 以上且標(biāo)高低于-16.0m，若相鄰鉆孔揭示巖面變化大時(shí)，可增補(bǔ)鉆孔，基本排除因海蝕拱橋、海蝕穴、海蝕崖及孤石等的存在而造成的誤判，并確定單樁中風(fēng)化巖面標(biāo)高，從而初步確定施工樁長(zhǎng)，指導(dǎo)樁基施工。（2）成孔工藝：不宜采用沖擊鉆成孔，可采用大功率旋挖機(jī)（400以上）成孔，即能直觀判定樁基全斷面入巖情況，又能保證施工工期及質(zhì)量。（3）合理備料：由于海蝕地貌存在海蝕崖、海蝕穴、海蝕拱橋及不同程度的地下溝壑等，成孔澆筑的充盈系數(shù)一般偏大，需備足混凝土并連續(xù)澆筑，以免供料不足造成斷樁。

圖5 東西走向

圖6 南北走向

以5#罐222#樁為例，按超前鉆揭示的地質(zhì)情況分析實(shí)際中風(fēng)化巖面與原勘察設(shè)計(jì)提供的中風(fēng)化巖面偏差情況（按東西及南北兩個(gè)走向）（如圖5、6）。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生產(chǎn)需求，沿海岸地帶填海造地形成的埋藏式海蝕地貌隨之增多，海蝕地貌對(duì)不同的基巖巖性，形態(tài)各異，其對(duì)嵌巖樁樁基施工的影響也存在一定的差異。在確保工程安全及質(zhì)量的前提下，對(duì)埋藏式海蝕地貌區(qū)嵌巖樁施工需采取相應(yīng)的對(duì)策。