莆田市秀屿港区海蚀地貌特征及其对嵌岩桩施工的影响分析

周启亮

（福建省第四地质大队，福建 宁德 352100）

近年来，随着经济的发展和生产需求，围海造地屡见不鲜，沿海岸建设项目更是数不胜数，其中不乏核电建设、火电建设、LNG 项目、大型货运码头、沿海高速公路等国省级重点项目。沿海岸项目建设所遇到的的地质地貌一般为滨海沉积地貌及海蚀地貌，在基础施工过程中，时常会遇到各种程度的难题。

1 海蚀作用

海蚀地貌在基岩海岸表现最为明显，主要是由海蚀作用而形成，即通过波浪、潮汐、海流等对海岸进行的侵蚀作用。海蚀作用如下。

（1）冲刷作用：海浪以巨大的能量冲击海岸，使岩石遭到破坏。特别是对有裂隙和节理的岩层，海浪不仅以其巨大的冲击力破坏岩石，而且将裂隙中的空气压缩，海水退却时，压力骤减，形成一种爆炸力量。如此反复进行，可使岩壁破碎、崩解，海岸不断后退。

（2）磨蚀作用：海浪携带着砂砾以巨大的力量前拥后退，对岸边和水下的基岩进行强力磨蚀，长期的磨蚀作用将岸边塑造成陡崖，把海底基岩磨成平台。

（3）溶蚀作用：海水对岩石、矿物的溶蚀能力比淡水强。除了碳酸盐同样能溶于海水外，对玄武岩、正长岩、角闪石和黑曜岩的溶蚀速度也比淡水大3 ～14 倍。就连石英晶体在微碱性的海水中也有较高的溶解度，它使含SiO2的基岩遭到破坏。岩体通过海蚀作用形成的地貌形态主要有海蚀崖、海蚀平台、海蚀穴、海蚀拱桥、海蚀柱等（如图1、2）。

图1 海蚀作用地貌形态

图2 海蚀作用地貌形态

2 秀屿港区地貌特征

莆田市秀屿港区地貌主要为有滨海沉积地貌和海蚀地貌。滨海沉积地貌主要地质特征为厚度较大的软弱土及海积砂层，现有基础施工方案基本成熟，一般采用桩基础或软基处理即可满足设计需求。海蚀地貌形态复杂，岩质海蚀地貌主要地质特征有海蚀崖、海蚀平台、海蚀穴、海蚀拱桥、海蚀柱等等。通过人工围海造地形成了埋藏式海蚀地貌，各种形态对基础施工尤其是桩基施工造成很大难题。

3 秀屿港区海蚀地貌对嵌岩桩施工的主要影响

福建LNG 站线项目秀屿接收站5#、6#储罐地处福建省莆田市秀屿港沿海岸附近，为围海造地建设场地，场地整平标高为9.0m。两罐工程均为直径81m 的圆柱型建筑，单罐设计共布设直径φ1200mm 的嵌岩桩376 根，一般相邻桩间距为4m，基础持力层为中风化花岗岩，设计入岩深度1 ～2m(由有效桩长决定)，成桩型式采用冲孔灌注桩。

笔者参与了福建LNG 站线项目秀屿接收站5#、6#储罐工程的桩基判岩工作，在工作过程中遇到了各种桩基施工难题。其中6#罐地处滨海沉积地貌场地，桩基施工难度不大。5#罐处于人工回填后形成的埋藏式海蚀地貌场地，在成桩过程遇到的主要问题如下。

（1）成孔判定困难：由于场地地处沿海岸海陆交汇处，孤石比较发育（最大孤石厚度达7.6m）（如图4），加上花岗岩本身存在较大的差异风化（局部出现中风化岩与强风化互层及半岩半土（如图3）等），整体来说，中风化花岗岩岩面变化大且无规律，据统计最大相邻桩中风化岩面高差达到19.7m(195#桩和201#桩)，岩面坡度大于76º。判定成孔时时常出现多方意见不同而争论不休。

（2）冲击钻卡钻：由于岩面坡度大，沟壑陡坎发育，冲击成孔时常出现偏孔以致卡钻。

（3）浇筑充盈系数偏大：场地基岩为中风化花岗岩，非岩溶地区，但由于海蚀地貌的特殊性（存在海蚀穴等），以致浇筑时充盈系数普遍偏大，据统计充盈系数最大达到2.12。

图3 半边岩半边土

图4 孤石群发育

4 秀屿港区5#罐桩基施工对策

根据前期5#罐区桩基施工情况，该地段埋藏式海蚀地貌形态一般分布在地表下25m（标高-16.0m 以上）范围内，在确保工程安全及质量前提下，对埋藏式海蚀地貌发育地段嵌岩桩施工应采用相对经济合理的施工措施：（1）超前钻：超前钻及一桩一勘察钻孔，采用XY-100 型勘察钻机，钻至中风化岩面以下6 ～8m 以上且标高低于-16.0m，若相邻钻孔揭示岩面变化大时，可增补钻孔，基本排除因海蚀拱桥、海蚀穴、海蚀崖及孤石等的存在而造成的误判，并确定单桩中风化岩面标高，从而初步确定施工桩长，指导桩基施工。（2）成孔工艺：不宜采用冲击钻成孔，可采用大功率旋挖机（400以上）成孔，即能直观判定桩基全断面入岩情况，又能保证施工工期及质量。（3）合理备料：由于海蚀地貌存在海蚀崖、海蚀穴、海蚀拱桥及不同程度的地下沟壑等，成孔浇筑的充盈系数一般偏大，需备足混凝土并连续浇筑，以免供料不足造成断桩。

图5 东西走向

图6 南北走向

以5#罐222#桩为例，按超前钻揭示的地质情况分析实际中风化岩面与原勘察设计提供的中风化岩面偏差情况（按东西及南北两个走向）（如图5、6）。

5 结语

随着经济的发展和生产需求，沿海岸地带填海造地形成的埋藏式海蚀地貌随之增多，海蚀地貌对不同的基岩岩性，形态各异，其对嵌岩桩桩基施工的影响也存在一定的差异。在确保工程安全及质量的前提下，对埋藏式海蚀地貌区嵌岩桩施工需采取相应的对策。