沿海地区抛填石地质深基坑止水帷幕的应用

2013-05-26JinMin

住宅科技 2013年8期

■ 金民 Jin Min

0 引言

厦门地区地处沿海，其地质情况复杂，存在不同程度的抛填石、孤石，同时地下水也受到潮汐的影响。如何在厦门这种特定地质条件下，合理选择支护工程，特别是对于止水帷幕的施工方案与处理，有效安全地进行深基坑开挖，是各厦门工程单位一直在探讨与研究的问题。本文通过厦门某项目的实践情况，对此进行分析探讨。

1 工程概况

项目地处厦门西海岸，总用地面积为13 500m2，总建筑面积为17 000 m2，由一栋270m超高层塔楼、裙房及地下室组成，地下室埋深16.5m。项目西侧、南侧临海，东侧、北侧为居民楼。

该项目原始地貌为海湾滩涂地貌，场地标高为黄海高程3.77～5.36m，地势较为平坦。经勘察，地基岩土层具体分层情况见表1。

勘察过程及结果显示:在地表下8～26m范围内存在大量的抛填石、孤石，且孤石下部存在孔隙、漏水严重，对于止水帷幕的可实现性，带来了一定的阻碍。

2 基坑支护体系的选择

本项目基坑深度达16.5m，属一类深基坑。

2.1 支护结构选型

根据目前施工技术，有地下连续墙、SMW工法桩、排桩方案。

本项目开挖深度范围内局部已达岩层，且存在大量孤石，因此首先排除了SMW工法桩方案。地下连续墙整体性好，且近年来地下桩基精确就位和梁柱后浇接头方面的技术日趋成熟，同时地下连续墙在逆作法施工中既可作为临时挡墙，也可作为地下室永久外墙，且梁板本身可以作为基坑开挖的支撑，节省投资，减少对周边建筑和设施的影响，被广泛应用于深基坑工程。但地下连续墙原有工艺在面临岩层及孤石时，其实施面临困难。尽管近年来发展形成了双轮铣槽机，其直接铣削岩石成槽技术可以解决上述问题，但造价昂贵的设备投入无法满足工期要求。本项目在不考虑逆作法的前提下，综合考虑经济、工期及可实现性等因素后，排除了地下连续墙方案[1]。

排桩一般有旋挖、冲孔、人工挖孔等工艺。结合本场地岩土工程条件，基于基坑深度范围内存在岩层及孤石的情况，并根据当地政府的相关规定，旋挖、人工挖孔等工艺不适用，予以排除。冲孔灌注桩适用于各种地层，受地下水的影响不大，易穿透较厚的坚硬地层达到设计深度，桩长、桩径可灵活调整且抗弯刚度较高，经分析探讨，最终选择该桩型为本项目的支护桩。同时，基于周边条件的限制，结合冲孔灌注桩支撑体系，经分析采用钢筋混凝土内支撑，即形成冲孔灌注桩+内支撑的支护结构体系[2～4]。

表1 地基岩土层情况表

2.2 止水帷幕选

结合支护结构，止水一般有咬合桩、搅拌桩、高压旋喷桩方案。考虑到咬合桩方案对相邻桩体成桩时间间隔的要求，在面临孤石情况下无法满足，故排除此方案。本项目临海，潮汐影响明显，开挖深度深水压力大，经探讨，采用二重管高压旋喷桩填充冲孔灌注桩缝隙形成第一道止水帷幕，外侧采用三轴搅拌桩形成第二道止水帷幕，两道止水帷幕互为补充，确保有效止水(图1)。

2.3 止水帷幕遇孤石的处理

能否有效止水，除止水帷幕的合理选择外，止水桩能否有效实现是关键。经探讨研究，通过引孔穿透孤石后喷浆来达成旋喷桩的整体成桩；三轴搅拌桩遇孤石仅可施工至孤石面以上，与孤石面难以紧密接合部位通过高压旋喷桩引孔穿过孤石面进行补强，以达成第二道止水帷幕的整体有效性(图2、3)。

2.4 具体方案及参数

具体方案如图4所示，各参数如下：

⑴冲孔灌注桩：Φ1500@1700，C30。

⑵二重管高压旋喷桩：Φ800，42.5普通硅酸盐水泥；水灰比1.0；气压0.6～0.8MPa，自上而下压力逐渐加大；气量60～80L/min；浆压35～38MPa，自上而下压力逐渐加大；流量70～80L/min；提升速度15～18cm/min，在孤石面至孤石面以上2m处提升速度应＜10cm/min，并不少于4次复喷；旋转速度12～15r/min在孤石面至孤石面以上2m处提升速度应≤12r/min。