刚塑性混凝土咬合桩在临海深基坑支护中的应用

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1、50福建地质GeologyofFujian第1期刚塑性混凝土咬合桩在临海深基坑支护中的应用林礼进(福建省第二地质勘探大队，永安，366000)摘要临海深基坑支护形式面临两个难题，一是选择合适的支护结构，二是动水位对基坑开挖产生的影响。刚性桩与塑性混凝土咬合桩组成的联合支护形式，既能有效地解决支护结构受力问题，又能有效阻截地下水及潮汐动水位落差水压力带来的问题，在临海深基坑支护中具有一定的推广价值。关键词刚塑性混凝土咬合桩临海深基坑支护止水帷幕1工程概况某取水泵房位于福建省石狮市境内，水泵房面积为37．7m×27．4m，基坑开挖深度约为1

2、6．60m。泵房结构采用钢筋混凝土箱形结构，在防护堤沿线海域内，场地西侧为空地，东侧距离防坡外堤约60m；北侧取水泵站翼墙距离东海直立堤约18m；南侧取水泵站翼墙距现有的道路约15m。泵房区域与基坑工程相关的地层自上而下分述如下。①中粗砂，以石英砂为主，夹粘粒，分选性差，级配差，饱和，主要呈稍密状态，平均厚度9．7m；②不规则抛石层，抛石主要为花岗岩，呈不规则状，粒径100～500mm，砂土充填，平均厚度5．om；③粉质粘土，以粘粒、粉粒为主，局部夹有少量砂质成分，可塑状，平均厚度4．2m；④全风化花岗岩，含石英颗粒，长石全部高岭土化，

3、组织结构基本破坏，岩石为极软岩，岩体极破碎，平均厚度3．3m。根据室内岩土试验及结合周边相关地质岩土资料，得出主要岩土力学参数(表1)。样品采集位置位于水泵房持力层为粉质粘土或全风化花岗岩上，其地基承载力特征值分别为220kPa、260kPa。地下水主要为第四系孔隙潜水，局部为基岩裂隙水或上层滞水。地下水的来源主要为海水侧向补给，少量为大气降水补给，受海水潮位影响较大。根据主厂区地段抽水试验以及水位观测数据，地下水变化幅度在4．30m左右，该工程所在的地理位置海域潮汐判别系数为o．29，属于正规的半日潮，主要分潮M：振幅为201．27c

4、m，S。振幅为59．33cm，K。振幅为32．07cm，0l振幅为26．18cm。收稿日期：2013一12—10作者简介：林礼进(1968一)，男，工程师，土木专业。第l期林礼进：刚塑性混凝土咬合桩在临海深基坑支护中的应用5l表l主要岩土力学参数TabIe1ThemainmechanicalparametersOfrockandsoiI岩土名称重度(kN／m3)粘聚力(kPa)内摩擦角(。)中粗砂18．5O24不规则抛石层Z2．5O30全风化花岗岩20．22524．2强风化花岗岩21．135302基坑支护方案该工程±o．oo标高采用19

5、85年黄海高程，现场地整平标高为4．60m；泵房及翼墙底板底为一12．00m，地面设计附加超载为20kPa，基坑开挖深度16．60m。支护工程设计为动态设计‘1

6、。由于地下水丰富，潮汐水位落差大、流动性强、基坑开挖深度大、地质条件复杂等特点，给深基坑支护及地下结构施工带来很大难度，根据场地情况，基坑支护安全等级为一级嘲。当塑性混凝土止水桩抗渗透帷幕发挥能效或渗透系数降至K=10cm／s_时，采用自然放坡及塑性止水桩结合翼墙部分刚性支护桩的支护形式，才能为后续地下结构施工创造有利条件。2．1防渗帷幕该工程设计前期共设置三口井抽水试验，分别

7、设置于支护结构西侧、南侧及北侧，为后期方案设计提供地下水渗透系数、浮托作用、基坑突涌、孔隙水压力等计算依据。第一口井采用深层水泥搅拌桩，因桩机无法穿透抛石层，第二、第三口井改用两排高压旋喷桩围井试验。并进行对比抽水试验。第一口井抽水试验4．5h降深2．12m，抽水量保持稳定水位状态，测得K，值一o．0294cm／s；第二、第三口井围井试验抽水7h最大水位降深8．15m，测得K。值一o．00825cm／s，渗透系数比值为K，／K：一3．56。说明采用两排高压旋喷桩具有一定止水效果，但尚未达到10-4cm／s的抗渗效果，即采用高压旋喷桩作为

8、抗渗帷幕难以满足设计要求。场地内主要透水层为中粗砂层和不规则抛石层，厚度15m左右。止水帷幕采用搅拌桩或高压旋喷桩均难满足止水要求。塑性混凝土咬合桩由于混凝土强度高、垂直度好，在地下水位高、流动性强的场地具有良好的止水效果，施工工艺成熟，工程造价低廉等优点。施工时，只要能控制好冲(钻)孔灌注桩的垂直度，采用成孔后再灌注混凝土成桩的施工工艺，咬合搭接效果好，能有效堵截海水补给。结合场地的地质水文条件，该支护结构拟采用放坡卸载塑性混凝土止水桩结合刚性桩联合支护体系，坑底地下水(属裂隙水)则采用深层井点法排降¨J。该工程防渗选择在基坑外围施工

9、一排塑性混凝土咬合桩止水，咬合搭接，形成闭合的止水帷幕(止水帷幕闭合口选择远离海域的西侧)，结合辅助坑内深层井点降水及外围排水的52福建地质Ge0109yofFujian第33卷施工防渗方案，为支护结构后续