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摘要：通过对土岩复合型的一级基坑的实例，在此类特定地层施工中，在含有潜水和局部含有弱承压水的施工，对于三轴深搅桩在卵砾石层施工是出现水泥用量超量的分析，单方面调整喷浆压力来控制水泥用量的方法对封水结构的处理，以及在以后的工程施工中考虑采用其他工艺提高止水效果，此类地层的施工具有借鉴的意义。
关键词：弱承压水;深搅桩;封水结构;卵砾石层;止水效果
1 止水桩的基本概述
止水桩是用于基坑支护结构为隔断地下水向基坑内流入的的封水结构，在基坑开挖后起到关键作用的一种止水体系。而三轴深搅桩是止水桩其中的一种，因其施工工艺简单，止水效果好被广泛的运用于基坑工程中作为封水结构。
2 工程实例
2.1工程概况
本工程基坑长约122米，宽约68米，呈规则的长方形，深度约15米，拟建场地地貌单元为阶地，发育有坳沟。拟建场地位于阶地之上，发育有坳沟，场地较为平坦。经勘察揭示场地有软弱土、盖板沟分布，岩性平面分布不均匀。拟建场地属阶地地貌单元，发育有坳沟。地下水位埋深较浅，水量较丰富。基坑开挖深度范围主要为人工填土、软弱粘性土、混合土，工程地质条件和水文地质条件不良。基坑开挖施工时易产生渗、涌水和坍塌，易发生坑外地面变形过大和临近建构筑物不均匀沉降及地下管线破坏等风险。基坑支护采用支护桩加对撑和角撑体系。
2.2工程地质条件
开挖范围内的土层分布如下：
根据勘探孔资料，结合现场原位测试和室内岩土试验资料，场地岩土层自上而下为：
1-1杂填土：杂色，松散～稍密，主要由粉质粘土混大量原旧房地基的碎砖块，局部夹混凝土块，密实度、均匀性较差，粗颗粒含量15%～30%左右，粒径3～10cm，大者大于20cm，局部有原房屋基础，混凝土路面，填龄一般大于10年，层厚1.5～4.6m。
①-2a淤泥、淤泥质填土：灰～灰黑色，流塑，含腐植物，有淤臭味，主要位于废弃雨水管道范围，填龄大于10年。层顶埋深3.5m，层厚1.1m。
②-1粉质粘土：黄灰～灰色，软～可塑，局部含粉粒，塑性较低，切面稍有光泽，韧性、干强度中等。层顶埋深1.5～4.6m，层厚0.9～4.5m。
2-2淤泥质粉质粘土：灰色，呈软～流塑状态，局部含粉粒，塑性较低，切面稍有光泽，干强度及韧性中等。层顶埋深4.4～6.2m，层厚1.0～11.7m。
3土、粉质粘土：褐黄色，呈可～硬塑状态，夹铁锰结核，切面稍有光泽，韧性、干强度中等偏高。层顶埋深2.2～14.6m，层厚0.9～8.2m。
4卵砾石粉质粘土：黄灰色，可塑，卵砾石含量一般在15%～35%左右，粒径一般在1～9cm之间，少量大于10cm，磨圆度一般，呈亚圆形，成份以石英砂岩为主。局部分布，层顶埋深6.3～16.5m，层厚0.3～2.2m。
5-1强风化泥质粉砂岩：棕红色，风化强烈，岩石结构大部分破坏，岩芯呈密实砂土夹碎石状，用手捏易碎，局部夹中风化岩块，遇水易软化，属极软岩，岩体基本质量等级分类为Ⅴ级，遇水极易软化。层顶埋深7.2～17.7m，层厚0.3～11.2m。
⑤-2中风化泥质粉砂岩、细砂岩：棕红色，为极软岩，局部夹软岩、较软岩，岩体较完整，岩芯呈柱状，有少量裂隙发育，充填有风化岩屑，岩体基本质量等级分类为Ⅴ级，遇水易软化。层顶埋深9.3～19.1m，揭露厚度11.8～22.9m，未揭穿。
2.3工程水文条件
2.3.1场地地表水
經现场勘察，场地无地表水体分布。
2.3.2场地地下水
根据勘探揭示的地层结构，地下水赋存主要为潜水、弱承压水和基岩裂隙水。
（1）潜水
勘探深度范围内所揭示的潜水含水层为①层人工填土和②层新近沉积土。
场地人工填土厚度不均匀，由于密实度差，填土间的大孔隙往往成为地下水的赋存空间，空隙之间的贯通较好，富水性及透水性较好，属弱透水层;②-1层粉质粘土含水丰富，给水性和透水性好，属弱透水地层;②-2层淤泥质粉质粘土含水量较高，属弱透水地层。
场地地形起伏变化不大，潜水主要接受大气降水的入渗补给，以垂直蒸发和径流方式排泄。水位受季节性变化影响较大，年变化幅度在1.0m左右。
（2）弱承压水
承压含水层由④层含卵砾石粉质粘土组成。隔水顶板为③层粘性土，隔水底板为下伏基岩。④层含卵砾石粉质粘土含水丰富，属弱透水地层，③层粘性土属微～不透水地层。
承压水水头随季节不同有升降变化，年变幅在0.5m左右。承压水补给来源为上层孔隙潜水的越流补给，以侧向径流为主要排泄方式。
（3）基岩裂隙水
勘察揭示，场地范围内部分地段下伏基岩完整性较好，局部岩体较完整，有少量裂隙发育，充填有风化岩屑。基岩强风化层、中风化岩体裂隙有地下水分布。基岩裂隙水的分布、运动条件和裂隙的含水性等较为复杂，因而裂隙水的分布和出水量具多变性。其富水性和渗透性差异较大，属微～弱透水层。
基岩裂隙水补给来源为上覆地层中孔隙水的下渗和侧向径流，由于裂隙连通性差其主要排泄方式为逐渐下渗。
2.4止水桩施工遇到的问题分析和解决
本工程是一个典型的土岩复合型的一级基坑，在基坑施工过程中，止水帷幕采用850@1200三轴深搅桩处理，深搅桩在施工至卵砾石层时出现水泥用量超量的现象。④层含卵砾石粉质粘土，卵砾石含量一般在15%～35%左右，粒径一般在1～5cm之间，少量大于10cm，为承压水含水层，卵砾石层厚约1.6米，（见下图1）
经过计算发现单桩水泥理论用量3.28吨，实际用量平均单桩水泥用量20.91吨，实际水泥用量远远大于理论水泥用量，对于出现这种情况及时反馈给设计单位，设计单位建议调整喷浆压力，经过调整后单桩水泥用量超出水泥用量约0.5吨，然而调整喷浆压力控制水泥用量是否会对止水帷幕造成影响还得考虑。由于卵砾石层渗透性较好，稳定性差，下部呈连续贯通的状态，在深搅桩进入该层施工时由于喷浆压力的作用会使水泥浆沿卵砾石层的孔隙填充，而带动土体颗粒悬浮流动，下部的贯通会造成水泥用量超大，不利于围护结构止水、岩土承载力发挥。此外850三轴深搅桩动力头在卵砾石层中扭矩不足，对止水帷幕的成桩效果也有一定的影响。对于此类地层的施工，在基坑支护设计阶段和在项目施工前，设计单位和施工单位应充分考虑到卵砾石层施工的特殊性，采用适合此类地层施工的工艺。长螺旋深搅桩、TRD工法桩和地下连续墙基坑支护方式能较好的解决卵砾石层止水施工效果。对于含水砂卵石的大深基坑是一个很好的止水工艺，TRD工法适应土层的能力较强，能适用于各类土层和砂砾石层，这使得TRD工法具备其他工艺锁不具备的适应场地和止水效果的能力。TRD工法施工深度可达60多米，成墙厚度可达到850三轴深搅的宽度，能较好的适应复杂成因下的地层，可以在必要时更换不同类型刀具完成在直径10cm左右的卵砾石、泥岩和沉积相的强风化基岩中施工。另外，由于切割箱位于主机的侧面，施工时主机沿成墙方向水平移动，所以对施工场地的要求不高，适应性更强。地下连续墙基坑支护施工时振动小，噪声低，非常适合在城市施工墙体刚度大防渗性能好，可贴近施工。占地少，可以充分利用建筑红线内有限的地面和空间，同时泥浆循环使用，减少运输成本，节约了费用。成槽机对于土层、卵砾石层和风化岩具有很好成槽效果。因此对于在居民闹市区施工对于止水帷幕的要求更高，为保证施工安全，预防投入使用后周边道路、管线和房屋沉降，止水帷幕不能隔断基坑内外水体的相互流动，对于含有卵砾石层的封水结构施工三轴深搅桩由于机械的原因不一定能满足止水要求，宜采用长螺旋深搅桩、TRD工法桩和地下连续墙等施工工艺。
3 止水桩施工处理建议
对于与本工程地质条件类似的工程，在基坑设计和施工前应考虑到卵砾石层的止水帷幕施工采用三轴深搅桩可能存在的问题，采用适合卵砾石层施工的工艺，保证止水帷幕的施工效果，节省材料，为今后类似工程施工提供借鉴。
参考文献
[1]刘建航，候学渊. 基坑工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1997
[2]李文. 长螺旋深搅桩止水帷幕在砾石层基坑中的应用[J]. 建筑论坛，2016
[3]刘宇光. 浅谈在深厚砾石、卵石层中基坑支护方案选型及案例分析[J]. 江西建材，2016
[4]于永生. 地下连续墙在卵砾石基坑支护及止水工程中的应用[J]. 中国煤炭地质，2019
[5]高飞. TRD工法超深止水帷幕施工及质量控制[J]. 中国科技博览，2017
[6]安国明.防渗止水地下连续墙-TRD工法[J]. 建筑技术开发，2013
关键词：弱承压水;深搅桩;封水结构;卵砾石层;止水效果
1 止水桩的基本概述
止水桩是用于基坑支护结构为隔断地下水向基坑内流入的的封水结构，在基坑开挖后起到关键作用的一种止水体系。而三轴深搅桩是止水桩其中的一种，因其施工工艺简单，止水效果好被广泛的运用于基坑工程中作为封水结构。
2 工程实例
2.1工程概况
本工程基坑长约122米，宽约68米，呈规则的长方形，深度约15米，拟建场地地貌单元为阶地，发育有坳沟。拟建场地位于阶地之上，发育有坳沟，场地较为平坦。经勘察揭示场地有软弱土、盖板沟分布，岩性平面分布不均匀。拟建场地属阶地地貌单元，发育有坳沟。地下水位埋深较浅，水量较丰富。基坑开挖深度范围主要为人工填土、软弱粘性土、混合土，工程地质条件和水文地质条件不良。基坑开挖施工时易产生渗、涌水和坍塌，易发生坑外地面变形过大和临近建构筑物不均匀沉降及地下管线破坏等风险。基坑支护采用支护桩加对撑和角撑体系。
2.2工程地质条件
开挖范围内的土层分布如下：
根据勘探孔资料，结合现场原位测试和室内岩土试验资料，场地岩土层自上而下为：
1-1杂填土：杂色，松散～稍密，主要由粉质粘土混大量原旧房地基的碎砖块，局部夹混凝土块，密实度、均匀性较差，粗颗粒含量15%～30%左右，粒径3～10cm，大者大于20cm，局部有原房屋基础，混凝土路面，填龄一般大于10年，层厚1.5～4.6m。
①-2a淤泥、淤泥质填土：灰～灰黑色，流塑，含腐植物，有淤臭味，主要位于废弃雨水管道范围，填龄大于10年。层顶埋深3.5m，层厚1.1m。
②-1粉质粘土：黄灰～灰色，软～可塑，局部含粉粒，塑性较低，切面稍有光泽，韧性、干强度中等。层顶埋深1.5～4.6m，层厚0.9～4.5m。
2-2淤泥质粉质粘土：灰色，呈软～流塑状态，局部含粉粒，塑性较低，切面稍有光泽，干强度及韧性中等。层顶埋深4.4～6.2m，层厚1.0～11.7m。
3土、粉质粘土：褐黄色，呈可～硬塑状态，夹铁锰结核，切面稍有光泽，韧性、干强度中等偏高。层顶埋深2.2～14.6m，层厚0.9～8.2m。
4卵砾石粉质粘土：黄灰色，可塑，卵砾石含量一般在15%～35%左右，粒径一般在1～9cm之间，少量大于10cm，磨圆度一般，呈亚圆形，成份以石英砂岩为主。局部分布，层顶埋深6.3～16.5m，层厚0.3～2.2m。
5-1强风化泥质粉砂岩：棕红色，风化强烈，岩石结构大部分破坏，岩芯呈密实砂土夹碎石状，用手捏易碎，局部夹中风化岩块，遇水易软化，属极软岩，岩体基本质量等级分类为Ⅴ级，遇水极易软化。层顶埋深7.2～17.7m，层厚0.3～11.2m。
⑤-2中风化泥质粉砂岩、细砂岩：棕红色，为极软岩，局部夹软岩、较软岩，岩体较完整，岩芯呈柱状，有少量裂隙发育，充填有风化岩屑，岩体基本质量等级分类为Ⅴ级，遇水易软化。层顶埋深9.3～19.1m，揭露厚度11.8～22.9m，未揭穿。
2.3工程水文条件
2.3.1场地地表水
經现场勘察，场地无地表水体分布。
2.3.2场地地下水
根据勘探揭示的地层结构，地下水赋存主要为潜水、弱承压水和基岩裂隙水。
（1）潜水
勘探深度范围内所揭示的潜水含水层为①层人工填土和②层新近沉积土。
场地人工填土厚度不均匀，由于密实度差，填土间的大孔隙往往成为地下水的赋存空间，空隙之间的贯通较好，富水性及透水性较好，属弱透水层;②-1层粉质粘土含水丰富，给水性和透水性好，属弱透水地层;②-2层淤泥质粉质粘土含水量较高，属弱透水地层。
场地地形起伏变化不大，潜水主要接受大气降水的入渗补给，以垂直蒸发和径流方式排泄。水位受季节性变化影响较大，年变化幅度在1.0m左右。
（2）弱承压水
承压含水层由④层含卵砾石粉质粘土组成。隔水顶板为③层粘性土，隔水底板为下伏基岩。④层含卵砾石粉质粘土含水丰富，属弱透水地层，③层粘性土属微～不透水地层。
承压水水头随季节不同有升降变化，年变幅在0.5m左右。承压水补给来源为上层孔隙潜水的越流补给，以侧向径流为主要排泄方式。
（3）基岩裂隙水
勘察揭示，场地范围内部分地段下伏基岩完整性较好，局部岩体较完整，有少量裂隙发育，充填有风化岩屑。基岩强风化层、中风化岩体裂隙有地下水分布。基岩裂隙水的分布、运动条件和裂隙的含水性等较为复杂，因而裂隙水的分布和出水量具多变性。其富水性和渗透性差异较大，属微～弱透水层。
基岩裂隙水补给来源为上覆地层中孔隙水的下渗和侧向径流，由于裂隙连通性差其主要排泄方式为逐渐下渗。
2.4止水桩施工遇到的问题分析和解决
本工程是一个典型的土岩复合型的一级基坑，在基坑施工过程中，止水帷幕采用850@1200三轴深搅桩处理，深搅桩在施工至卵砾石层时出现水泥用量超量的现象。④层含卵砾石粉质粘土，卵砾石含量一般在15%～35%左右，粒径一般在1～5cm之间，少量大于10cm，为承压水含水层，卵砾石层厚约1.6米，（见下图1）
经过计算发现单桩水泥理论用量3.28吨，实际用量平均单桩水泥用量20.91吨，实际水泥用量远远大于理论水泥用量，对于出现这种情况及时反馈给设计单位，设计单位建议调整喷浆压力，经过调整后单桩水泥用量超出水泥用量约0.5吨，然而调整喷浆压力控制水泥用量是否会对止水帷幕造成影响还得考虑。由于卵砾石层渗透性较好，稳定性差，下部呈连续贯通的状态，在深搅桩进入该层施工时由于喷浆压力的作用会使水泥浆沿卵砾石层的孔隙填充，而带动土体颗粒悬浮流动，下部的贯通会造成水泥用量超大，不利于围护结构止水、岩土承载力发挥。此外850三轴深搅桩动力头在卵砾石层中扭矩不足，对止水帷幕的成桩效果也有一定的影响。对于此类地层的施工，在基坑支护设计阶段和在项目施工前，设计单位和施工单位应充分考虑到卵砾石层施工的特殊性，采用适合此类地层施工的工艺。长螺旋深搅桩、TRD工法桩和地下连续墙基坑支护方式能较好的解决卵砾石层止水施工效果。对于含水砂卵石的大深基坑是一个很好的止水工艺，TRD工法适应土层的能力较强，能适用于各类土层和砂砾石层，这使得TRD工法具备其他工艺锁不具备的适应场地和止水效果的能力。TRD工法施工深度可达60多米，成墙厚度可达到850三轴深搅的宽度，能较好的适应复杂成因下的地层，可以在必要时更换不同类型刀具完成在直径10cm左右的卵砾石、泥岩和沉积相的强风化基岩中施工。另外，由于切割箱位于主机的侧面，施工时主机沿成墙方向水平移动，所以对施工场地的要求不高，适应性更强。地下连续墙基坑支护施工时振动小，噪声低，非常适合在城市施工墙体刚度大防渗性能好，可贴近施工。占地少，可以充分利用建筑红线内有限的地面和空间，同时泥浆循环使用，减少运输成本，节约了费用。成槽机对于土层、卵砾石层和风化岩具有很好成槽效果。因此对于在居民闹市区施工对于止水帷幕的要求更高，为保证施工安全，预防投入使用后周边道路、管线和房屋沉降，止水帷幕不能隔断基坑内外水体的相互流动，对于含有卵砾石层的封水结构施工三轴深搅桩由于机械的原因不一定能满足止水要求，宜采用长螺旋深搅桩、TRD工法桩和地下连续墙等施工工艺。
3 止水桩施工处理建议
对于与本工程地质条件类似的工程，在基坑设计和施工前应考虑到卵砾石层的止水帷幕施工采用三轴深搅桩可能存在的问题，采用适合卵砾石层施工的工艺，保证止水帷幕的施工效果，节省材料，为今后类似工程施工提供借鉴。
参考文献
[1]刘建航，候学渊. 基坑工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1997
[2]李文. 长螺旋深搅桩止水帷幕在砾石层基坑中的应用[J]. 建筑论坛，2016
[3]刘宇光. 浅谈在深厚砾石、卵石层中基坑支护方案选型及案例分析[J]. 江西建材，2016
[4]于永生. 地下连续墙在卵砾石基坑支护及止水工程中的应用[J]. 中国煤炭地质，2019
[5]高飞. TRD工法超深止水帷幕施工及质量控制[J]. 中国科技博览，2017
[6]安国明.防渗止水地下连续墙-TRD工法[J]. 建筑技术开发，2013