海域工程無支撐基坑施工措施探討

許志雄

摘 要：本文通過對某海域工程基坑邊坡穩定問題、施工降排水問題進行分析，針對復雜基坑存在的邊坡失穩、基坑坍塌等隱患，提出相應的施工措施，為類似基坑處理提供分析思路及解決方法。

關鍵詞：水文地質特點；存在問題；解決方案

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：A

1 工程概況

某海域工程處于羅源灣南岸，可門港經濟開發區內，場地回填土為中～微風化崗巖，粒徑200～800mm，最大≥2000mm，充填比例不等的粘性土、砂土，巖性、結構雜亂，場地不同部位及深度，其物質組成及密實度均有較大差異，未采用強夯處理，且未經嚴格碾壓、夯實，結構較松散，且局部具架空現象，尚未充分固結。

2 本工程水文地質特點

場地地下水主要有：分布于回填土及下部含水層內中的潛水，主要補給來源為大氣降水和海水入滲，該水位隨海水的漲落影響變化幅度較大，且隨著場地的整平處理后該地下水位會隨著變化；賦存于巖石裂隙中構裂隙水。

根據工程特點，支護體系將為基坑開挖和主體結構服務；根據廠址重現期潮位數據，20年一遇重現期高潮位為+4.40m，33年一遇重現期高潮位為+4.54m，由于本工程施工工期長，支護體系的設計和施工直接影響到土石方開挖及主體的正常施工，擬采用20年一遇重現期高潮位設計潮水位為設計潮水位，防滲頂標高設計取值為+4.60m。

根據現場地址情況，部分基礎坐落在回填區上，下有淤泥層，典型斷面（孔793）從上到下土質分布情況：回填石渣層（約10m），回填石與淤泥過度層（約0.8m），淤泥層（約1m），泥質中粗砂（2m），強風化層（約1.3m）。按設計要求，基地持力層為中風化基巖。該工程設計底標高為黃海高程-14.15m，從現有地面標高（約7.300m）計算，本工程基礎開挖21m以上。

3 主要存在問題及解決方案

潮汐水位變化將對地下連續墻（排樁）施工將產生較大影響，在混凝土凝固過程中，潮間帶的高水頭，快流速將帶走混凝土中膠凝材料，導致混凝土強度降低，強度衰減達到50%以上。在迎水側松散土質帶上，止水結構的選擇既要保證安全性，又要控制施工成本。基坑開挖對支護結構的影響。較大厚度的回填開山石場地，其物質組成及密實度差異較大，受側向位移的影響，無論采用何種施工工藝，止水結構將面臨不穩定及側移的危險，施工作業難度大。

3.施工措施選擇及控制

3.1支護結構

經計算，采用Φ600mm和Φ800mm相交形成排樁支護結構可以滿足受力要求。樁身進尺，控制進入不透水的強風化或中風化巖層，其中雙序號樁為Φ800mm，單序號樁為Φ600mm，有效搭接厚度200mm，主要原理是依靠鉆頭的沖擊力破碎地基土，通過泥漿固壁，采用泥漿反循環方式排渣，成孔后澆筑混凝土。先施工單序樁，待混凝土終凝后施工雙序樁，形成連續排樁連續防滲墻。

在基巖埋深較淺處（控制標高-2.0m），采用地下連續墻墻結構。頂標高為+4.60m（具體高度以巖面標高為準，見附圖），長約100.7m，混凝土強度為C25，采用鋼筋混凝土。沿墻根部清挖破碎的基巖，而后在迎水面每1000mm鉆一個φ100mm注漿孔，深度1500mm，固結灌漿后每孔插入一根長度為3000mm的Φ32mm錨桿；背水面每3000mm鉆一個φ100mm注漿孔，深度不少于1500mm，固結灌漿后每孔插入一根長度為3000mm的Φ32mm錨桿。

地下連續墻底部厚度為650mm，頂部為300mm。在高潮水壓力作用下，每延米防滲墻最大彎矩Mmax=qh2/6= 151.875kN·M，當主筋采用雙向Φ16mm@250mm時，驗算抗傾強度：

RgAg=335MPa×804mm2=269340N；

X=RgAg/（1000mm×9.6 MPa）=28mm；

Z=650mm-25-8-14=603mm；

[M]=269340×603=162.412kN·M>Mmax （安全）。

3.2開挖

（1）開挖層次劃分

第一層爆破開挖（高程7.3m～2.0m）→ 第二層爆破開挖（高程2.0m～-2.5m）→ 第三層爆破開挖（高程-2.5m～-7.5m）→ 第四層爆破開挖（高程-7.5m～-12.5m）→ 第五層爆破開挖（高程-12.5m～-13.85m），本層采用YT28鉆機鉆孔爆破 → 人工清底平整（-13.85m～-14.15m）。

（2）土方開挖

本工程分為多層開挖，由淺入深，進出口設在無支護側，沿著設計基坑邊設置8m寬、坡度為1：10的臨時施工通道。基坑土方開挖采用分層分段開挖、不得欠挖、嚴禁超挖，上層支護強度未到齡期（一般為完工后24h以上）不得開挖下一層。每段開挖長度不大于15m，淤泥、砂層等軟土層不超過6m且采用槽開挖；每層開挖深度按圖紙要求并視現場環境條件而定，通常在6m左右.施工操作工作面必須滿足設計、施工要求，并且在土方開挖的過程當中應做好排水，疏水和截水工作。要求在距基坑較遠的地方設置一個臨時土方堆場并開辟專用通道，挖出的土方應當班運走，當班不能運走時應停止開挖，嚴禁將土方堆于基坑四周造成支護結構負荷的額外增加。

3.3邊坡處理

本工程基坑施工期加長，為了防止松散的回填碎石出現落石、崩塌現象，或由于爆炸開挖引起局部小型松動崩塌，增強邊坡的整體穩定性，采用混凝土噴射進行邊坡防護。采用錨桿及噴射砼圍護結構體系。結構特征：由錨桿與噴錨混凝土面板兩部分組成；支撐材料：由錨桿及鋼筋混凝土面板構成支撐；受力特征：由錨桿構成支撐體系，噴錨混凝土面板構成擋土體系。適用于地下水位以上或降水后的碎石土、非松散砂土，粘土、粉土、雜填土等。

施工步驟必須遵循從上至下，分層進行，按“自上而下，分層開挖，分層錨固，分層噴護”的原則組織施工。及時掛網噴護，防止開挖震動導致坡面失穩。

每操作層混凝土噴射施工工藝流程：放樣、上層爆破、土方開挖—修坡—布網—噴射砼—養護—下層。

泄水孔施工質量、墻后反濾層構造、墻基坑開挖、墻身混凝土強度、腳墻模板、沉降縫（伸縮縫）預留與塞封應符規定。

參考文獻

[1] C?E?C?S?9?6?-?9?7，基坑土釘支護技術規程[S].

[2] YB9258-97，建筑基坑工程技術規范[S].