TRD工法在溫州地區(qū)深基坑止水帷幕中的應(yīng)用

王 艷 霞

(上海市工程建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司，上海 200433)

TRD工法在溫州地區(qū)深基坑止水帷幕中的應(yīng)用

王 艷 霞

(上海市工程建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司，上海 200433)

介紹了TRD工法的特點(diǎn)及原理，結(jié)合工程實(shí)例，從測(cè)量放線、鉆機(jī)就位、制漿等方面，闡述了TRD工法的施工質(zhì)量控制措施，指出該工法是一種滿足可持續(xù)發(fā)展，循環(huán)經(jīng)濟(jì)的綠色工法，被廣泛用于深基坑擋土墻、止水帷幕等工程。

TRD工法，復(fù)雜地層，深基坑，止水帷幕

0 引言

隨著溫州建筑市場的不斷發(fā)展，超高層及深基坑項(xiàng)目越來越多，對(duì)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的止水帷幕的要求也越來越高，特別是在濱江商務(wù)區(qū)瀕臨甌江地段的項(xiàng)目，由于甌江水系的連通及該地區(qū)地質(zhì)情況特殊，對(duì)于三軸攪拌樁做止水帷幕已經(jīng)受到一定影響，周邊項(xiàng)目采用三軸攪拌樁普遍存在基坑滲水、漏水等現(xiàn)象。溫州濱江商務(wù)區(qū)某地塊的業(yè)主大膽采用了TRD工法樁作為本項(xiàng)目的止水帷幕，就目前施工情況及試成樁取芯來看，效果不錯(cuò)。現(xiàn)就此項(xiàng)目，對(duì)溫州地區(qū)深基坑止水帷幕選型做相應(yīng)推廣。

1 TRD工法概述

等厚度水泥土攪拌連續(xù)墻工法，又稱TRD工法(Trench cutting Re-mixing Deep wall method)。該工法由日本20世紀(jì)90年代初研制成功，并在工程實(shí)踐中被廣泛使用。我國于2005年左右開始引進(jìn)此項(xiàng)技術(shù)，同年在華東地區(qū)投入施工。

根據(jù)施工深度、型號(hào)不同成墻深度范圍可達(dá)20 m～60 m，壁厚450 mm～900 mm,也適用于卵礫石、塊石等各類地層(如圖1所示)。

2 TRD工法特點(diǎn)

可滿足止水帷幕深度較高的工程，垂直度偏差仍可控制在1/250以內(nèi)。

適應(yīng)地層廣，適應(yīng)于粘性土，砂土、砂礫及卵石層，在30擊～60擊標(biāo)貫值的密實(shí)砂層以及飽和單軸抗壓強(qiáng)度不超過10 MPa的軟巖中也具有良好的適用性能。

成墻隔水性能較好，在墻體深度方向，可保證水泥土攪拌均勻，強(qiáng)度提高，離散性小，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度0.5 MPa～2.5 MPa；止水性能好，滲透系數(shù)在砂性土中可以達(dá)到10-7cm/s～10-8cm/s,在粘性土中可達(dá)10-9cm/s。

施工機(jī)械高度較低，一般不超過12 m，設(shè)備重心低，安全穩(wěn)定性好，適用于高度有限制的場所及靠近周邊已有建筑物的施工現(xiàn)場。

單幅墻可施工13 m～16 m，接縫搭接質(zhì)量易于控制，成墻表面平整，墻體厚度一致，H型鋼可以任意間隔插入，支護(hù)體受力均勻；與SMW工法相比，墻體得到充分利用。

該設(shè)備噪聲及振動(dòng)較小，故障率低。

3 TRD工法原理

等厚度水泥土攪拌連續(xù)墻首先將符合設(shè)計(jì)參數(shù)要求的水平軸鏈鋸式切割箱垂直插入土體，掘進(jìn)至墻體設(shè)計(jì)深度后再進(jìn)行水平掘進(jìn)，掘進(jìn)過程中注入挖掘液(膨潤土泥漿)，并持續(xù)橫向掘削、水平推進(jìn)。

TRD工法通過主機(jī)動(dòng)力箱液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)鏈鋸式切割箱，切割箱分段連接鉆至設(shè)計(jì)深度，再水平橫向挖掘推進(jìn)，同時(shí)在切割箱底部注入凝固劑、混合攪拌，使其與原位土體固結(jié)，攪拌完成后，也可插入型鋼作為基坑支護(hù)加固措施。

4 TRD工法施工工序

TRD工法施工工藝如下：切割箱自行打入挖掘工序、水泥土攪拌墻建造工序、切割箱拔出分解工序。

水泥土攪拌墻建造工序分為3循環(huán)施工方法和1循環(huán)施工方法。3循環(huán)的施工方法：先行挖掘、回撤挖掘、成墻攪拌。使用3循環(huán)施工方法的判斷依據(jù)為是否能夠確保切割箱橫向移動(dòng)速度達(dá)到1.7 m/h以上。本工程采用3循環(huán)施工工藝。

5 就工程實(shí)例敘述TRD工法的施工及質(zhì)量控制

5.1 工程概況

溫州濱江商務(wù)區(qū)某地塊，位于溫州市甌江南岸，濱江商務(wù)區(qū)甌江路和商務(wù)二路交叉口的東南角，建筑面積約為38萬m2，由四幢高層組成，設(shè)有3層地下室(東側(cè)局部為1層)，地下室最大開挖深度約18.55 m，基坑面積約為4萬m2，基坑安全等級(jí)為一級(jí)。基坑圍護(hù)采用鉆孔灌注樁形式，止水帷幕采用700 mm TRD攪拌墻，坑內(nèi)補(bǔ)強(qiáng)加固也采用φ650三軸攪拌樁工藝，局部汽車坡道止水采用φ850三軸攪拌樁工藝。

5.2 TRD設(shè)計(jì)指標(biāo)

根據(jù)地質(zhì)詳勘報(bào)告顯示，現(xiàn)場擬建建筑深度范圍內(nèi)，地層由人工填土、沖海積成因的軟土、沖積的碎石土層等工程地質(zhì)層組成，止水帷幕深度在26 m左右，帷幕底基本在③土層內(nèi)。3個(gè)工程地質(zhì)層自上而下分層描述如下：①1雜填土，①2素填土，②1淤泥夾粉砂，②2中砂夾淤泥，②3淤泥，③1淤泥質(zhì)粘土，③2淤泥質(zhì)粘土夾粉砂，③3淤泥質(zhì)粘土，③4中砂夾淤泥質(zhì)粘土。部分區(qū)域內(nèi)有石塊等障礙物，深度達(dá)15 m左右。

該項(xiàng)目水泥土連續(xù)墻設(shè)計(jì)墻寬為700 mm，深度27 m,水泥采用P.O42.5級(jí)，摻量不小于20%，水灰比1.0～2.0。水泥連續(xù)墻只做止水帷幕用，故不插型鋼。水泥土連續(xù)墻總長度約1 045 m。

5.3 施工質(zhì)量控制

5.3.1測(cè)量放線質(zhì)量控制

1)根據(jù)業(yè)主提供的坐標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn)，監(jiān)理測(cè)量人員應(yīng)利用測(cè)量儀器復(fù)核施工單位的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并復(fù)查控制線，要求施工單位做好護(hù)樁。

2)按照設(shè)計(jì)的要求，施工單位應(yīng)用灰線標(biāo)出待加固土體的平面位置，再精確的放出待加固土體的中心線和邊線，并沿邊線方向，每隔一定距離做出標(biāo)記。施工前監(jiān)理測(cè)量人員應(yīng)采用測(cè)量儀器對(duì)軸線引測(cè)進(jìn)行復(fù)核，使TRD工法機(jī)就位正確，同時(shí)應(yīng)校驗(yàn)樁機(jī)立柱導(dǎo)向架垂直度偏差小于1/250。

5.3.2鉆機(jī)就位質(zhì)量控制

1)開挖溝槽。

止水帷幕中心線放樣后，對(duì)樁機(jī)下及施工區(qū)域及時(shí)鋪設(shè)鋼板、路基板等作為加固處理措施，以確保施工場地滿足機(jī)械設(shè)備對(duì)地基承載力的要求，同時(shí)確保樁機(jī)的穩(wěn)定性。施工前采用挖掘機(jī)沿止水帷幕中心線平行方向開挖工作溝槽至原狀土深度，以探測(cè)淺層(3.0 m以內(nèi))是否存在地下障礙物，未發(fā)現(xiàn)障礙物的區(qū)段及時(shí)用挖掘的素土回填；溝槽寬度約1.5 m，溝槽深度約1.2 m。有障礙物的區(qū)域采用大開挖的方式進(jìn)行清障，清障結(jié)束用素土分層夯填。為了便于控制止水帷幕的軸線控制也可像地下連續(xù)墻施工控制一樣設(shè)置混凝土導(dǎo)墻。

2)根據(jù)等厚度水泥土攪拌墻的設(shè)計(jì)墻深進(jìn)行切割箱數(shù)量的準(zhǔn)備，切割箱3 m一節(jié)，共需要9節(jié)。并通過主機(jī)移動(dòng)至預(yù)埋穴位置連接切割箱，主機(jī)再返回預(yù)定施工位置進(jìn)行切割箱自行打入挖掘到設(shè)計(jì)深度。切割箱自行打入時(shí)，將挖掘液的注入量控制在最小程度，使混合泥漿處于高濃度、高粘度狀態(tài)，以應(yīng)對(duì)急劇的地層變化。

3)安裝測(cè)斜儀。

切割箱自行打入到設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)安裝多段式測(cè)斜儀。以保證墻體的垂直度，通常可確保1/250以內(nèi)的精度。

5.3.3制漿質(zhì)量控制

1)根據(jù)設(shè)計(jì)要求先進(jìn)行試成墻試驗(yàn)，以便調(diào)整后續(xù)攪拌墻的水泥摻量和水灰比等各項(xiàng)參數(shù)控制數(shù)據(jù)及施工工藝，然后在配制漿液處掛牌施工。

2)應(yīng)嚴(yán)格按已確定的水泥用量和水灰比配制水泥漿液，水泥應(yīng)具有出廠合格證并復(fù)檢合格，水泥和拌制所用水均須計(jì)量。按規(guī)定先進(jìn)行試拌測(cè)定漿液的比重。

5.3.4TRD水泥土攪拌墻施工控制

1)測(cè)斜儀安裝完畢后，進(jìn)行等厚度水泥土攪拌墻施工。新成型墻體須搭接已成型墻體不小于50 cm；搭接區(qū)域須嚴(yán)格控制挖掘速度，施工中應(yīng)慢速攪拌，使固化液與混合泥漿充分混合、攪拌，保證搭接質(zhì)量。每日施工攪拌墻一幅，長度約13 m。搭接施工示意圖見圖2。

2)本項(xiàng)目存在5個(gè)大轉(zhuǎn)角，如轉(zhuǎn)角搭接施工質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的話，極易造成止水帷幕滲漏，為確保攪拌墻質(zhì)量，對(duì)于轉(zhuǎn)角施工要求如下：TRD工法止水帷幕施工至轉(zhuǎn)角部位需要進(jìn)行切割箱拔出分解工序，應(yīng)形成十字搭接形式，對(duì)已成型墻體充分

切割，再次進(jìn)行成墻攪拌。對(duì)于小轉(zhuǎn)角可以采用不拔出切割箱，只是調(diào)整機(jī)械角度，或者一幅墻結(jié)束，后續(xù)施工攪拌墻進(jìn)行小角度搭接。搭接寬度不小于50 cm。

3)一幅墻施工完成后，進(jìn)行切割箱拔出分解工序時(shí)，利用TRD主機(jī)配合履帶式吊車依次拔出，時(shí)間應(yīng)控制在3 h以內(nèi)，每拆除一節(jié)切割箱，都應(yīng)在底部注入等體積的混合泥漿。

4)本項(xiàng)目石塊等地下障礙物較多，設(shè)備磨損大，因此須加強(qiáng)設(shè)備的維修保養(yǎng)工作，每臺(tái)班應(yīng)重點(diǎn)檢查動(dòng)力系統(tǒng)及鏈條、刀具，同時(shí)現(xiàn)場配備了柴油發(fā)電機(jī)組，在市電供給異常的情況下可及時(shí)恢復(fù)供漿、壓氣、正常攪拌作業(yè)，以免出現(xiàn)泥漿凝固抱死切割箱的現(xiàn)象。

5)施工過程中按每臺(tái)班抽取水泥土試塊一組，采用標(biāo)養(yǎng)28 d來測(cè)定其無側(cè)限抗壓強(qiáng)度是否符合設(shè)計(jì)要求。

6 結(jié)語

本工程TRD施工完成后由第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行取芯檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示成墻質(zhì)量良好，水泥土攪拌均勻，取芯示意圖見圖3。

本溫州項(xiàng)目采用2臺(tái)TRD工法機(jī)進(jìn)行止水帷幕施工作業(yè)：一臺(tái)為日本進(jìn)口的TRD工法機(jī)，采用的是履帶式行走機(jī)，單柴油機(jī)的動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)低速大扭矩的液壓馬達(dá)，配置了多點(diǎn)動(dòng)作檢測(cè)，設(shè)備小巧，緊湊，靈活性好，可以實(shí)現(xiàn)自行拐彎，不需要提拔切割箱體，既節(jié)省了人力，又縮短了工期。單動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)形式為施工單位降低了很多施工成本具有較大優(yōu)勢(shì)。一臺(tái)為國產(chǎn)的TRD工法機(jī)，采用的是步履式底盤，整體設(shè)備比較大，穩(wěn)定性好，切削能力強(qiáng)，采用雙動(dòng)力，主動(dòng)力源的是電機(jī)，施工成本比較低，但使用場合相對(duì)受限(河堤等狹小的地方)、移動(dòng)不靈活，設(shè)備造價(jià)比較貴。雖然設(shè)備不同，但抽測(cè)取芯效果相同。

本項(xiàng)目地下室土方開挖后未出現(xiàn)大的滲漏水情況，整體成墻效果較好，為基坑安全及施工進(jìn)度正常進(jìn)行提供保障。與相鄰地塊用三軸攪拌樁作為止水帷幕相比較，其開挖后出現(xiàn)大面積滲漏水情況，基坑搶險(xiǎn)投入了大量人力物力，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度。

對(duì)于溫州地區(qū)的深基坑，特別是臨江、雜填土較厚、砂層較厚還有地下障礙物的區(qū)域，采用TRD水泥攪拌墻作為止水墻，是一個(gè)較為理想的選擇方案。基于前面所述特點(diǎn)，成樁速度快，成樁質(zhì)量好，且機(jī)械重心低施工安全，TRD水泥攪拌墻值得推廣。

[1] 劉國彬，王衛(wèi)東.基坑工程手冊(cè)[M].第2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社,2009.

[2] 黃炳德.TRD工法等厚度型鋼水泥土攪拌墻在上海深基坑工程中的應(yīng)用[J].土工基礎(chǔ)，2014(3)：62-66.

[3] 王衛(wèi)東，邸國恩.TRD工法等厚度水泥攪拌墻技術(shù)與工程實(shí)踐[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2012(1)：628-633.

TheapplicationofTRDmethodofdeepfoundationpitwaterproofcurtaininWenzhouarea

WangYanxia

(ShanghaiProjectManagementCo.,Ltd,Shanghai200433,China)

This paper introduced the characteristics and principle of TRD method, combining with the engineering examples, from the surveying and setting out, drilling in place, pulping and other aspects, elaborated the construction quality control measures of TRD method, pointed out that this method was a green method to meet the sustainable development, recycling economy, had been widely used in deep foundation pit retaining wall, waterproof curtain and other engineering.

TRD method, complex formation, deep foundation pit, waterproof curtain

2017-10-24

王艷霞(1968- )，女，工程碩士,高級(jí)工程師

1009-6825(2017)35-0052-03

TU753

A