淺談三亞濱海地區特有巖土（珊瑚碎屑層）止水問題及有效方法應用

龐慶喜

[摘要]三亞的西島、鹿回頭半島，六道灣、大東海沿岸、紅沙的沿海區域廣泛分布有一種特殊巖土層——珊瑚碎屑層；由于其特殊的成份組成，在基坑的止水措施施工中，常規使用的水泥土攪拌樁法、高壓旋噴樁及拉森鋼板樁法往往遇到大塊珊瑚礁難以下穿，以及水泥土樁難以固結成形的難題，給深基坑的止水帶來困擾。為解決該特殊地層的止水問量，探索利用地基處理方法中的振沖砂樁法先對珊瑚碎屑層進行置換處理，再使用高壓旋噴樁法做止水帷幕可以取得完美的止水效果。

[關鍵詞]地下水；珊瑚碎屑；振沖砂樁、水泥土固結 文章編號：2095-4085（2018）05-0002-03

1 三亞地區珊瑚碎屑層的分布范圍及巖土特性

1.1 成因及分布范圍

珊瑚主要分布在溫度高于20℃的熱帶、亞熱帶地區。三亞的濱海地區珊瑚生態系統優良，主要分布有造礁珊瑚、非造礁珊瑚、珊瑚礁及其生態系統。珊瑚碎屑層是由珊瑚及珊瑚礁經海水溶蝕，在風浪和潮汐作用下被破壞搬運、堆積形成的一種特殊性地層。在三亞地區主要分布于西島、鹿回頭半島，六道灣、大東海沿岸、紅沙的沿海區域。

1.2 巖土特性

三亞地區分布的珊瑚碎屑層按照其組成成份特征可分為3種類型，第一種為混雜型，組成物為珊瑚礁和珊瑚碎屑，珊瑚礁和珊瑚碎屑的比例隨所處部位不同會有所變化。珊瑚礁渾圓凸起，多孔洞，質地較輕，鉆探取樣為較完整的白色或黃白色圓柱狀巖芯；碎屑物堆積充填于珊瑚礁格架之間，灰白一白色，粒度成分從粉粒到礫石級別均有。第二種類型為粗碎屑型，組成物以枝權狀珊瑚碎屑為主，淺灰、深灰一灰黑色，基本無分選，顆粒大小混雜，粒組分布跨度大，從粉粒到碎石級別，下部混有淤泥成分，局部見有珊瑚礁塊體。第三種為細碎屑型，沉積物以粗砂、礫砂珊瑚碎屑為主，白一淺灰白色，層狀沉積特征明顯，局部見鈣質膠結層，膠結層較緊密，鍬鎬難挖。珊瑚碎屑層顯著的土力學特點為高孔隙比、高摩擦角和低強度值。地層組成物及常見巖芯詳見（圖1，圖2，圖3）。

1.3 對基坑工程的影響

三亞地區珊瑚碎屑層主要以沿海岸線分布為主，其分布的場地特征主要表現為地下水位埋藏較淺，由于其明顯的高孔隙比特點，該地層的透水性較大，且地下水受海洋潮汐影響，存在有地下水的滲流現象。根據在三亞多個珊瑚碎屑層場地完成的簡易抽水試驗。利用計算公式如下。

潛水非完整井公式：試驗所得該地層的滲透系數K的范圍值為：19.7m/d～41.2m/d。

2 常用止水方法在工程中遇到問題分析

三亞地區珊瑚碎屑層主要分布在迅速發展的沿海區域，當擬建的基坑工程采取降水措施時，對周邊的市政道路及建筑影響較大，且珊瑚碎屑層的孔隙比高，在近海區域大范圍降水容易造成與海水貫通，引起海水入侵。所以，擬建基坑的施工應優先選取適用的止水措施。下面舉例常用止水方法在工程實例中遇到的問題。

2.1 珊瑚碎屑層的高壓旋噴樁止水帷幕法施工

三亞紅沙某大型房地產項目，基坑開挖深度約4.5m，基坑面積約為150m×100m，范圍較大。該基坑支護設計利用了珊瑚碎屑層的高摩擦角特性，采取1：0.5自然放坡法，掛網噴射混凝土護面，坡后采用高壓旋噴樁法做止水帷幕。在其基礎的施工過程中出現多處基坑坡壁涌水現象，當海洋高潮水位時，幾處涌水呈水柱狀，流水清澈，添償苦澀，現場判斷為海水倒灌，施工方采取緊急措施，沿坑壁堆砌砂包，以確保基坑坡體的穩定性，同時加大坑內集水坑，增加多臺水泵不間斷抽水。

后經施工單位現場會議報告，在該基坑止水帷幕的施工過程中出現了兩個問題，1）高壓旋噴樁施工過程中，局部遇到大塊狀珊瑚礁無法下穿，造成止水樁不能連續施工，無法形成完整的止水帷幕；2）高壓旋噴樁施工完成后進行了現場抽芯檢測，發現樹枝狀的珊瑚碎屑與水泥的固結效果不好，發現局部斷樁現象。針對上面兩種現象，施工過程中及時采取了原位反復注漿、外側補樁等措施，但其止水效果仍然不佳，基坑開挖后出現了多處坑壁涌水現象。

原因分析為，該場地位于榆亞路南側，離海邊最近距離約200m，場地地面標高為3.5～5.2m，地勢較低。地下水由北向南徑流向大海排泄，因距離海邊較近，地下水的滲流受潮汐影響較大。以條狀、樹枝狀為主的珊瑚碎屑層孔隙比較大，地下水滲流速度快。在高壓旋噴樁的施工過程中，注入的水泥漿容易隨地下水的滲流而流失。所以在施工過程中容易出現斷樁現象，最終無法形成完整的水泥土樁，難以起到良好的止水效果。

2.2 珊瑚碎屑層的拉森鋼板樁法施工

三亞鹿回頭某市政工程項目開槽深度為3m，鋪設污水管網。設計采用拉森鋼板樁作為基槽支護及止水的方法。在施工過程中局部地段遇到大塊珊瑚礁或珊瑚碎屑膠結地層，鋼板樁無法下穿，造成鋼板樁無法緊密連接，基槽內地下水仍需另行增加集水坑的方法進行疏排。由于該地層富水性及透水性大，基坑內降水問題增加了較多的施工成本，并延長了施工工期。該地層內不規律分布的大塊珊瑚礁石直接影響到基坑支護和止水的施工進度和質量。

3 有效止水方法的探索應用

三亞鹿回頭某深基坑工程，基坑開挖深度約9m，坑底需進行大型設備安裝，坑內施工空間有限，不具備坑內集水條件，對坑壁止水要求較高。基坑支護設計為采用鉆孔灌注樁支護后垂直開挖，止水措施采用高壓旋噴樁做止水帷幕。為解決水泥樁在珊瑚碎屑層中成樁質量不好的難題，在施工技術交底會上我方提出在高壓旋噴樁施工前沿其樁位預打砂樁對珊瑚碎屑層進行置換處理，砂樁采用振沖法施工，置換材料選取中粗砂。珊瑚礁石呈多孔隙性，質地較輕，振沖砂樁的樁頭較尖，其振沖作用可擊碎珊瑚礁石并順利穿透該層。砂樁完成后首先解決了高壓旋噴樁遇珊瑚礁層或膠結珊瑚碎屑層無法下穿的難題，其次，砂樁施工后擠密了周圍土體，緩解了地下水的滲流問題，另外，置換后的中粗砂成份和水泥漿能高效固結成完整的樁體，成樁質量得到大大提高。最后，該工程基坑開挖后，未出現坑壁的滲水現象，使用振沖砂樁和高壓旋噴樁復合方案完成的止水帷幕起到了完美的止水效果。見（圖4，圖5，圖6）

4 結語

珊瑚碎屑層由于其特殊的成份，在水泥土攪拌樁、高壓旋噴樁以及拉森鋼板樁的施工過程中往往遇到難以下穿的難題，另外，由于該地層孔隙比高，地下水滲透性強，受地下水滲流影響以及其樹枝狀的成份組成，造成水泥土攪拌樁及高壓旋噴樁的成樁質量難以控制，容易出現斷樁。為解決遇珊瑚礁石和密實地層無法下穿以及水泥土樁成樁質量不好的難題，可在高壓旋噴樁（或水泥土攪拌樁）施工前預先打制砂樁進行置換處理，即采用振沖砂樁和高壓旋噴樁復合方法完成止水帷幕的施工，可以達到有效的止水效果。在線狀的管線安裝工程中同樣可以采用預先打制砂樁，再結合拉森鋼板樁對基槽進行支護及止水。

參考文獻：

[1]劉景儒，王其涵，王建平，等.三亞海岸珊瑚礁地層成因演化與工程地質分區[J].巖土力學（Rock and Soil Me-chanics），2014，（S1）.

[2]JGJ120-2018，建筑基坑支護技術規程[S].

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