滨海滩涂人工回填场地基坑支护方案比析

2014-04-07温道军胡丰产

山西建筑 2014年17期

温道军胡丰产李奇

(河南省核工业地质局，河南信阳 464000)

1 地质概况

滨海滩涂场地内杂填土、填石属较强透水层;填砂属强透水层;淤泥属隔水层;残积土、全风化岩属弱透水层;强风化岩属较弱～中等透水层;中风化岩、微风化岩属较弱～弱透水层，为场地深部主要含水带。残积土与下部各风化带基岩呈渐变过渡关系，无明显分界面。场地残积土与风化基岩之间均存在一定的水力联系。地下水受海域海水的动态影响，高潮时海水补给地下水，低潮时地下水向海域排泄。

2 冲孔灌注桩施工存在的问题

采用冲孔灌注桩，桩间加二重管高压旋喷桩，在土方开挖过程中大部分止水桩在海水涨退潮幅度范围内会存在断桩及孔洞现象，无法达到原设计的止水要求。同时由于地下水的作用，容易因为泥浆比被地下水稀释造成孔洞坍塌。另外，在桩灌注时，潮汐作用下，地下水的突然涌出，容易造成断桩的现象，成桩效果得不到保证，地下土层的复杂性也使得冲孔灌注桩应用受到限制。

3 解决方案

考虑到滨海滩涂地的特殊性，可考虑以下方案:

1)在冲孔围护桩间加冲孔素土桩。

2)在锁口梁外侧加一排二重管高压旋喷桩。

3)采用三轴搅拌桩止水。

4)采用钢板桩止水。

4 方案比析

4.1 素混凝土桩

素混凝土桩是采用冲孔桩机在已施工完成并达到一定龄期的支护桩桩间成孔，在成孔过程中将支护桩的保护层一并冲除，达到要求的深度后灌注素混凝土。比较适用于土层中存在回填石的场地，采用旋喷桩无法成桩的情况下使用。素混凝土桩虽然施工工艺简单，但承载力低，不能承受较大的剪力和弯矩，施工工期较长，因此较少使用。

4.2 高压旋喷桩

高压旋喷桩是通过注浆管的喷嘴在空压机的助力下将浆液注入土层，浆液在高压作用下对土层进行切割和注射，即高压旋转的喷嘴将水泥浆或复合浆喷入土层与土体混合，进而使土层提高防水性能及强度。

1)方案特点。

设备要求低，对工人的操作水平要求不高，噪声较低、占地少，但容易污染环境，对于特殊的不能使喷出浆液凝固的土质不宜采用。

2)适用范围［1］。

a.高压旋喷桩适用于处理软弱地基，包括粘性大的土层、碎石土层、砂性土层。

b.对于一些比较复杂，影响注浆效果的土层，宜进行试验，根据试验的效果判定是否适用。

c.高压喷射注浆法应用广泛，包括改扩建工程的地基加固，围堰加固等。

d.对地下水流速过大或已涌水的工程，应慎重使用。

3)工作原理。

高压旋喷注浆是在空压机的作用下，将浆液通过注浆管注射到预定的位置，因旋喷和强喷工艺，浆液与土混合凝固后，形成圆柱样的桩柱。

高压旋喷一般分为单重管法、二重法和三重管法［2］。注浆液仅仅含有水泥浆即为单重管法，如果除高压水泥浆外还有空气即两种介质就称为二重管法，二重管法高压注浆的作用还有高压空气的作用，两种力的耦合下增强注浆的穿透力，可以实现更好的效果。三重管法中的三重主要三种介质，高压水泥浆、水、空气，介质能量的耦合类似于二重管法，但三种力的耦合效果强于二重管法。

4)成桩机理。

高压喷射流冲击破坏土体的同时也有使浆液与土体搅拌混合的功能［3］。

a.高压喷射流切割破坏土体作用。喷射流动压以脉冲形式冲击破坏土体，使土体出现空穴，土体裂隙扩张。

b.多种介质的耦合作用。在旋喷的过程中，旋喷和提升必然会产生管下和周边的空隙，注浆液在高压下，对空隙进行填充和渗透，并在搅拌的作用下，混合在一起，凝固后形成柱状体。

c.挤压效果。介质在高压的作用下，对周边有个挤压作用，从而起到挤压的效果。

4.3 SMW工法“三轴搅拌机”桩

SMW工法是指水泥土深层搅拌桩墙体中，按一定型式插入H型钢，成为一种劲性复合围护结构。这种结构抗渗性好，刚度大，构造简单，施工简便，工期短，无环境污染。该方法的施工主要步骤有:准备、开挖导向沟;桩机就位;制搅拌桩。该方案止水效果较好，但施工机械较少及施工工作面要求达到16 m宽，且造价也较高。工艺特点、加固原理及成桩机理与高压旋喷桩施工工艺相似。

主要特点有:

1)施工对周边的土层扰动小，不会造成临近房屋沉陷或倾斜、管线移位、道路路面裂缝等。

2)止水效果好。因其充分搅拌，形成墙体，所以有良好的止水效果。

3)适用性广。可用于粘性土、粉土、砂土、黄土等。

4)可用于深基坑，特别是需要止水效果好，基坑深、地下出水多的工程。

5)工期较短。在一般情况下，为地下连续墙的1/3。

6)产生的废土量少。