华润置地华南大区
Application of waterproof method with punching secant pile in foundation supporting of coastal rockfill area
Chen Bang Hongoing
(CR Land South China Region, Guangdong Shenzhen,518000)
摘要：临海填石区基坑项目普遍存在地下水位高且与海水连通、有块径大小不等的挤淤填石、渗透系数大等不利地质条件。临海填石区这些地质特点需要基坑支护设计及施工时采取有针对性的止水措施，防止基坑侧壁漏水及海水倒灌。考虑到冲孔施工工艺可适用于各种地质条件，将咬合桩与冲孔桩结合，采用冲孔咬合的形式，成功解决了常规止水无法在临海填石层中施工的问题。
关键词：冲孔咬合桩 基坑支护 临海填石区
Abstract：Unfavorable geological conditions such as high groundwater level and connection with sea water, filling rocks with different diameters and large permeability coefficients are common in foundation supporting in coastal rockfill areas. These geological characteristics require that the design and construction of foundation supporting should adopt specific waterproof measures to prevent water leakage and seawater backfilling. Considering that the piercing construction technology can be applied to various geological conditions, the occlusion pile and the piercing pile are combined, and the piercing occlusion form is adopted, which successfully solves the problem that the conventional waterproof can not be constructed in the coastal rockfill area.
Key words: punching secant pile; foundation supporting; coastal rock-fill area
1.概述
随着城市用地的日趋紧张，沿海城市出现大量填海形成的建设用地，这些建设用地的地质条件有如下特点：
（1）地下水位高，且与海水连通，水位高低受潮汐影响较大。
（2）上部有一层回填土及松散状吹填砂层，岩土力学性质差，渗透系数大。
（3）在填海造陆施工围堰时，采用了中~微风化填石抛石挤淤形成围堰，填石块径大（30~50cm）且充填物较少，渗透系数大。
由于存在上述地质特点，临海填石区基坑支护设计及施工时需采取有针对性的止水措施，防止基坑侧壁漏水及海水倒灌。
根据不同的基坑安全等级及地质条件，基坑止水帷幕设计一般采用水泥搅拌桩、旋喷桩、搓管咬合桩或地下连续墙等型式。对于临海填石区，由于其地质条件的特殊性，导致这些常规止水方法不适用，具体表现为：
（1）填石块径大，硬度高，充填物少，水泥搅拌桩无法钻进搅拌，搓管咬合桩机钻进效率低甚至无法成桩。
（2）旋喷桩工法在填石区域虽然可正常成孔喷浆，但是在喷浆过程中水泥浆受填石阻挡，无法形成完整的桩体，只能对填石之间的空隙起到充填注浆作用，无法达到止水效果。
（3）地下连续墙在填石区施工速度慢，造价高昂。
由于冲孔施工工艺可适用于各种地层，笔者在基坑设计时将咬合桩与冲孔桩结合，采用冲孔咬合的形式，成功解决了常规止水无法在填石层中施工的问题。
2.工程概况
某拟建场地为填海而成，设地下室2层。基坑支护面积约44102.4m2，周长约892m，基坑深度5.7~12.6m。场地北侧邻近市政道路，西侧为原海隔堤，南侧为海堤，基坑顶部距离海堤约30m。
根据钻探揭露，场地内的地层有：素填土、杂填土、填石、填砂层（Qml）、第四系海相沉积层（Qm）、第四系上更新统冲洪积层（Q3al+pl）、第四系残积层（Qel），场地下伏基岩为震旦系混合花岗岩（Z）。场地部分地段尤其是西边近南北走向的现状道路（原海隔堤）及南侧海堤钻探揭露了大量的填石，石块大小5~50cm左右，且厚度较大（1.10~12.90m）。
3.基坑支护方案设计
本场地存在深厚填土、填砂、填石及淤泥（最厚达12m），地质条件极复杂；场地内地下水，特别是上部回填层中的地下水与海水水力联系密切，接受海水的补给，受海水潮汐影响明显。
根据基坑安全等级、地质条件、周边环境及对变形的要求等条件，本基坑工程采用桩锚、悬臂桩、放坡及水泥土桩复合土钉墙支护体系。
基坑南侧及西侧该侧支护范围内有较厚的填石（最大厚度13.1m），透水性强，且靠近海水面，与海水连通，需严格控制地下水的渗入。
（1）南侧冲孔咬合桩设计方案
南侧西段无填石段采用单管旋喷桩止水，南侧东段无填石段采用水泥搅拌桩止水，对于中间填石较厚段，考虑到常规的止水措施如搅拌桩、旋喷桩在有渗流的填石层中较难成桩，止水效果差，设计采用冲孔咬合桩止水方案。咬合桩直径1000mm，间距800mm，有效桩长12.1m。
（2）东侧冲孔咬合桩设计方案
西侧中部支护范围内有较厚的填石（最大厚度9.0m），透水性强，需严格控制地下水的渗入，采用冲孔咬合桩支护及止水方案。咬合桩直径1000mm，间距800mm，嵌入深度6.0m，设3排预应力锚索控制变形，锚索长度24~28m。
4.冲孔咬合桩关键施工技术
（1）冲孔咬合桩施工技术要求
咬合桩直径1000mm，搭接200mm，采用冲孔施工工艺，咬合桩素桩采用C15普通水下混凝土，荤桩采用C25普通水下混凝土。
由于咬合桩采用冲孔施工工艺，不是常规的搓管咬合，冲孔咬合桩荤桩施工时需待素桩混凝土有一定强度时再施工，否则荤桩冲击施工时会破坏素桩，导致无法形成有效的止水结构。所以，冲孔咬合桩素桩需采用普通水下混凝土，不能采用超缓凝混凝土。
（2）为防止海水通过咬合桩底绕渗至基坑内，形成管涌通道，要求咬合桩底沉渣需小于5cm，尽量减少海水的绕渗通道。
（3）有锚索支护的咬合桩防渗漏措施
为控制基坑支护结构变形在规范允许范围内，设计采用3排预应力锚索。由于锚索成孔施工在地下水位以下，且需打穿咬合桩防渗帷幕，如何防止地下水从锚头渗漏，保证周边管线的安全，是基坑支护结构止水及控制变形成功的关键。
施工时采取如下措施：
锚索施工时采用跟管钻进工艺护孔。
若施工锚索出现涌水，成孔后立即下入锚索，拔出套管，并开始采用水泥浆与水玻璃1:1进行双液注浆。
开孔处于填石及砂层部位的锚杆，孔口渗水较严重，要防止孔口涌砂和大量漏水。可采取加入速凝剂的干硬性水泥砂浆堵塞孔口或用堵漏剂封堵孔口等措施。
5.施工效果检验
施工单位按照设计方案施工后，从基坑各项监测数据来看，基坑坡顶位移沉降及支护结构水平位移均有效的控制在30mm内，满足了对周边环境的控制要求，支护桩桩身测斜、钢筋应力等均在设计可控范围之内，这些数据均直观的反应了基坑的安全，也较好地保护了周边道路及建筑物。
同时，基坑距离海堤只有30m，地下水位高，且与海水连通，水位高低受潮汐影响较大。在如此不利的地表及地下水环境下，监测的地下水位最大下降值仅有0.87m，基坑开挖后也未见明显漏水点，证明止水结构的设计及施工均是成功的。
5.结论
临海填石区基坑项目普遍存在地下水位高且与海水连通、有块径大小不等的挤淤填石、渗透系数大等不利地质条件。支护设计及施工时需采取有针对性的止水措施，防止基坑侧壁漏水及海水倒灌。
冲孔咬合桩支护止水设计方案能够适应这种复杂的地质条件，能够兼顾支护结构安全和止水，实践证明，该方案在技术、施工、安全各方面都是可行的。
在冲孔咬合桩支护方案设计与施工时，要注意以下几点：
（1）为防止冲孔咬合桩荤桩施工时破坏素桩，导致无法形成有效的止水结构，素桩需采用普通水下混凝土，不能采用超缓凝混凝土，且荤桩施工时相邻素桩需达到设计强度的75%。
（2）为防止海水通过咬合桩底绕渗至基坑内，形成管涌通道，需控制桩底沉渣小于5cm，尽量减少海水的绕渗通道。
（3）在条件不允许采用内支撑时，设计锚索支护的咬合桩，施工时需采取措施防止地下水从锚头渗漏，保证周边管线及建筑物的安全。
参考文献
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Technical code for monitoring of building excavation engineering, Ministry of Construction P.R.China, 2009, 9
论文作者:陈邦鸿
论文发表刊物:《建筑实践》2019年10期
论文发表时间:2019/9/2
标签：基坑论文; 冲孔论文; 海水论文; 地质论文; 条件论文; 混凝土论文; 海堤论文; 《建筑实践》2019年10期论文;