沿海岩质地基深基坑施工技术

摘要：本文介绍了山东青岛某项目取水口工程深基坑施工技术。在沿海岩质地基深基坑施工过程中，综合运用了粘土芯墙止水围堰、手风钻光面爆破及集水坑排水等施工方法，保证了沿海岩质地基深基坑的施工质量及安全。实践表明，该施工方案安全、可靠、经济、有效，对于类似基坑施工有一定的参考借鉴作用。

关键词：深基坑施工；施工方法；施工质量。

中图分类号：TU74文献标识码：文章编号

1 工程概况

1.1 地理位置

本项目位于山东青岛市东南的董家口嘴，本项目取水口工程位于场地西南角，西侧紧邻西护岸，南侧靠近工作船码头引堤堤根。取水口基坑占地范围东西长向度92m、南北向95m呈倒梯形，占地面积约2000m2。原地面走势为南低北高，标高为-1.0 ~2.0m（当地理论最低潮面），且北侧（陆侧）已回填块石至+6.5m。开挖后基底标高为-7.6m。设计高水位为4.705m，低水位为0.665m。取水口工程位置图见图1。

图1.取水口工程位置图

1.2地质情况

本区钻孔分布于近岸地带的养殖塘及礁盘之上。现有钻孔中揭示地层主要有强风化花岗岩（砂砾状）、强风化花岗岩（碎块状）、中风化花岗岩。大部分地带基岩直接出露且整体性较好，养殖塘内分布修建时炸礁遗留的碎石块。

1.3地下水

场地地下水根据其含水层的岩性及地下水赋存条件不同，可分为第四系松散层孔隙水、基岩裂隙水两大类。松散层孔隙水主要为赋存于粗砂层，该类型含水层属强透水层，富水性较好，粘性土和淤泥质土可视为相对隔水层。基岩裂隙水主要赋存于中风化花岗岩裂隙中。其富水性及导水性受断裂构造控制，具各向异性，且不排除局部破碎带有地下水量较大的可能。

各类地下水主要接受相邻含水层的侧向补给及海水的下渗补给，并向海域低洼方向渗流排泄。

2 施工特点及难点

1、开挖强度较高的中风化花岗岩需要爆破施工。爆破施工以及后期构筑物的施工需要干地施工条件，因此要在基坑设置止水围堰。在临海处设置止水围堰施工难度大，且由于基坑施工期为5、6月份，属于多雨季节；施工期经历台风季节，面临暴雨和风浪恶劣天气不利于降水、排水及支护的稳定。

2、止水围堰施工完成后，对基坑内进行爆破施工，势必会对围堰产生破坏，影响围堰的稳定以及止水效果。

3、施工工期短，施工工序穿插多，爆破施工、石渣外运以及排水同时进行，且由于基坑较深石渣外运难度大。

3 施工方案设计设计、比选

3.1 方案设计

针对本工程的施工特点，我们设计了两种施工方案。现将两种方案的优缺点进行对比分析：

方案一：在取水口在取水口工程外侧回填开山土石形成临时围堰，围堰由内围堰、堰以及粘土芯墙组成。在取水口区域进行爆破开挖（围堰断面图见图2），采用集水坑降水配合开挖，施工中若发现渗水严重则对渗水区域进行局部灌浆制水处理。

方案二：在取水口工程外侧回填开山土石形成临时围堰，临时围堰岩面以上采用Ф1000旋喷桩止水，止水施工完成后对取水口区域进行爆破开挖（围堰断面图见图3）。

图2.一方案围堰断面图(海侧）

图3.二方案围堰断面图(海侧）

3.2 技术经济比较

两种施工方案的优缺点比较见表1。

表1施工方案比较表

3.3 推荐方案

考虑到本工程施工工期短且地质较好的特点，经过综合分析推荐第一方案。在第一方案止水围堰施工前要将少量碎石及强风化花岗岩清理掉，以防止外侧海水在此处渗入基坑内。

4 推荐方案施工设计

4.1 止水围堰施工

止水围堰顶标高为+6m，顶部宽度为11m。止水围堰由内围堰、堰以及粘土芯墙组成，围堰内坡为1:1.5，外坡为1:1。为了减少围堰受风浪的影响，在堰外侧设置扭王字块临时护面。

内堤与外堤采用10~100KG级配良好的块石抛填，粘土芯墙选择袋装粘土。当内堤加高至当地理论最低潮面+2.0m，外堤加高至+4.5m时，对准备抛填粘土芯墙区域进行清理至岩石表面，满足要求后，使用自卸车运粘土至现场，人工装填袋装粘土，粘土芯墙采用逐层抛填的方法，粘土墙厚不小于2.0m，分四层抛填到顶，分层标高依次为+1.0m、+3.0m、+5.0m、+6.0m，抛填前必须保证将外堤和内堤间粘土层位置清理干净，保证无块石和砂土层存留，两侧使用挖机理好坡度，并铺设400g/m2土工布一层。土工布宽6m，沿垂直围堰轴线方向铺设预留长度到顶标高，相邻两幅土工布间相互搭接长度1m，保证粘土墙处于土工布包围中。 抛填粘土时，要防止将块石和碎石渣混入到粘土中，确保证粘土墙的连续性。每一层粘土墙抛填完成后将土工布提起，抛填两侧石堤，将粘土墙挤住，抛填时要保证粘土芯墙的厚度满足要求。

内堤抛填施工需随粘土芯墙抛填逐步加高，总共分三层抛填至顶，第一层标高填至+2.0m、第二层抛填至+4.5m、第三层抛填至+6.0m。

4.2 爆破施工

为了最低限度的减小对已建成的止水围堰的影响，以及避免因爆破引起底部岩层开裂而导致止水困难等因素，本次爆破使用手风钻进行钻孔，采用分层、分区域钻孔爆破的方式。采用手风钻钻孔爆破的优点是孔径较小，可以精确控制装药量，防止大孔径炮孔装药量过于集中而导致局部超挖严重。首先在基坑南侧地势较低处进行爆破，形成临空面后依次向基坑北侧施工。

4.3 石方开挖运渣

基坑内爆破完成后立即组织多台挖掘机按照平面开挖图和断面图进行施工，在基坑北侧设置坡道供自卸车上下。当土方开挖至基坑北侧坑边坡道时，在基坑顶自然地面上设置一台16米长臂挖掘机，在基坑内部设一台小挖掘机。施工时小挖掘机负责清理基坑内的多余石料，小挖掘机在清理至基坑标高时后退行走，同时将区域内的余料转运至长臂挖掘机的挖掘范围内，由长臂挖掘机将土方转运至自然地面装车运走。

4.4 排水处理

根据止水围堰设计及场地水文地质情况，在基坑开挖过程中，以“集水明排”的措施为主，在坑底设置集水坑，做好基坑及周边的截水、疏水和排水工作，保证施工现场在基本无水状况下施工。

5 结束语

目前取水口基坑已经施工完毕，在止水围堰处未出现渗水现象，这说明粘土芯墙止水围堰的方案是可行的；由于选择的爆破工艺合理可行，基坑底部岩石整体性较好无渗水现象，只是在基坑侧壁上有几处渗水孔，由于在基坑底部采取了集水坑降水的措施从而保证了在整个施工过程中处于无水状态。在整个施工过程中经历过一次台风及几次强降雨。但由于施工得当，取水口基坑未受到影响，所观测的水平位移和竖向位移都符合二级基坑安全等级要求，这证明此次基坑开发的设计施工方案是合理可行的。