TRD工法在航站樓深基坑的應用

王剛 董俊杰 司法強 劉天龍 竇永杰

【摘?要】杭州蕭山國際機場三期項目新建航站樓基坑面積共計7.9萬m2，基坑圍護結構相對較復雜，北側臨近地鐵站，南側與航站樓地下空間開發區域相連，東側靠近交通指揮中心，西側靠近市政道路，車流量較多。且主樓基礎位于既有人工湖上，需對人工湖水系改造完成后進行清淤分層回填，工況比較復雜。基坑圍護采用三軸水泥土攪拌樁、灌注樁排樁、TRD工法等厚度水泥土攪拌墻、高壓旋噴樁、MJS工法樁等圍護結構。本次重點介紹TRD工法在深基坑的應用。根據之前成功案例可以看出其有良好的止水性及適應性，驗證了在不同土質中進行TRD工法施工的可能性及可靠性。

【關鍵詞】深基坑圍護;TRD原理;施工工藝

Application of TRD Method in Deep Foundation Pit of Terminal Building

Wang Gang，Dong Jun-jie，Si Fa-qiang，Liu Tian-long，Dou Yong-jie

（China Construction Eighth Engineering Bureau Co.， Ltd?Hangzhou?Zhejiang?310000）

【Abstract】The foundation pit area of the new terminal building of Hangzhou Xiaoshan International Airport Phase III project totals 79，000 m2， and the foundation pit retaining structure is relatively complex. The north side is adjacent to the subway station， and the south side is connected to the underground space development area of the terminal building. Close to the traffic command center， the west side is close to the municipal road， and there is a lot of traffic. The foundation of the main building is located on the existing artificial lake. It is necessary to carry out dredging and stratification backfilling after the completion of the artificial lake water system reconstruction， and the working conditions are more complicated. The foundation pit is protected by three-axis cement-soil mixing piles， cast-in-situ piles， TRD method and other thick cement-soil mixing walls， high-pressure jet grouting piles， MJS method piles and other envelopes. This time， we will focus on the application of the TRD method in deep foundation pits. According to the previous success stories， it can be seen that it has good water repellency and adaptability， and verified the possibility and reliability of TRD construction in different soils.

【Key words】Deep foundation pit protection;TRD principle;Construction technology

1. 引言

隨著我國科學技術的不斷發展，在工程領域深基坑圍護中，各種新型技術不斷應用到基坑工程中，近年來，大、中型機械設備、大功率、強動力施工機械不斷問世，更加推動了深基坑工程理論和施工技術的發展。自2009年以來國內引進TRD施工技術及配套設備，近幾年來在多地多個項目已成功實踐并投入使用。該工法適用地層廣，水泥土墻體攪拌成墻效果好，止水效果明顯，為復雜地層、嵌巖、復合圍護結構或深基坑止水帷幕構筑，提供了一種可供選擇的新型技術方法和配套設備。

2. 原理

通過動力箱液壓馬達驅動鏈鋸式切割箱，分段連接鉆至設計深度，水平橫向切割至一定長度，在切割過程中注入切割液（膨潤土拌制），再回撤切割至原始點，再成墻攪拌過程中在切割箱底部注入水泥漿固化液，使固化液與攪拌土體強制拌合，形成等厚度水泥土攪拌墻，通過插入型鋼以增加攪拌墻的剛度和強度。將水泥土攪拌墻的攪拌方式由傳統的垂直軸螺旋鉆桿水平分層攪拌，改變為水平軸鋸鏈式切割箱沿墻深垂直整體攪拌。

3. 施工工藝

TRD水泥土攪拌墻成墻工藝分為3個步驟，先行挖掘、回撤挖掘、成墻攪拌。鋸鏈式切割箱鉆至設計深度后，首先注入挖掘液先行挖掘一段距離（開放程度需根據地層情況來確定），將緊密砂層預先松動，在此過程中需注入由膨潤土拌制的挖掘液，然后回撤挖掘至起始點，再注入固化液向前推進攪拌成墻。在正式施工之前，需提前進行非原位試成墻施工，以便對設計提供的工藝參數進行核對，并確定施工工藝參數來指導施工。施工順序為：測量放線→開挖溝槽→吊放預埋箱→樁機就位→切割箱與主機連接→安裝測斜儀→TRD工法工序成墻→置換土處理→拔出切割箱。

4. 施工優點

4.1?適用多種不同環境作業。

主機采用液壓步履式底盤，適應各種復雜場地，橫切式施工方式和組合式短矮立柱結構特點決定其安全性能高，能適用多種施工場地復雜工況的作業。

4.2?高度低、安全性能好。

整機重心低，機身高度為10m，穩定性好，TRD-III型機切割深度能達到60m，在有高空限制的場所施工能夠充分體現其優勢。

4.3?打造高品質地下連續墻。

水平方向上進行掘進，垂直方向上土質與水泥漿液進行充分攪拌，可以在不同土層形成均勻、等厚、連續、防滲性能好的高品質地下連續墻。

4.4?可以形成不同規格的墻體。

根據設計成墻厚度不同要求通過更換不同寬度的刀具進行切割，最終形成600～850mm厚度不等的各種寬度的墻體。

4.5?適應不同地質。

具有良好的挖掘能力，適用于錘擊數小于100的各種軟、硬質土層，砂質及粉土層，還可以在顆粒粒徑小于100mm砂礫石層及全風化以及強分化巖石層。

4.6?連續成墻。

（1）等厚度墻體、接縫較少，內插H型鋼等間距布置增加其剛度和強度，墻體垂直度通過經緯儀或者全站儀控制，多段式隨鉆測斜墻體垂直精度監控控制來保證成墻質量，相較于其他施工工藝是其他所無法比擬的。

（2）TRD施工工藝適用于各類土層和砂礫石層，這是TRD最大的優點，根據不同土層選擇不同刀具進行切割，通過電腦設置相關參數控制施工速度及強度，通過橫向切割噴漿攪拌成墻，形成等厚度墻體。是真正意義上的墻，其防滲效果明顯，而且墻體傾斜度小，強度均勻。

5. 本工程實際情況

5.1?杭州市蕭山國際機場三期項目新建航站樓基坑圍護工程基坑總面積約為7.9萬m2，基坑開挖深度最深處達14.45m，北側臨近地鐵站，為減少基坑降水對臨近地鐵車站及盾構隧道的影響，在臨近地鐵站鉆孔灌注樁排樁外側設置TRD工法等厚度水泥土攪拌墻止水帷幕，臨近地鐵區間隧道區域新增圍護結構采用TRD工法等厚度水泥土攪拌墻內插型鋼。內插型鋼墻體厚度為850mm，等厚度水泥土攪拌墻止水帷幕墻體厚度為700mm。本工程TRD等厚度水泥土攪拌墻深度為29.2m。根據地勘報告分別穿過粉夾砂粉質粘土層、粉砂層、粉夾砂粉質粘土層、淤泥質粉質粘土層，穿越土層均含水量豐富，透水性強。

5.2?本工程設計采用700mm水泥土攪拌墻及850mm厚水泥攪拌墻內插700*300*13*21型鋼作為圍護止水帷幕，型鋼中心間距為600mm和1000mm，墻深度為18.42m和15.92m。墻底位于粉砂層中將潛水隔離開來。樁基采用鉆孔灌注樁，樁端持力層為圓礫層。

5.3?TRD工法水泥土攪拌墻施工參數：采用P.O42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥摻量25%，水灰比1.5，挖掘液采用鈉基膨潤土拌制，每立方被攪土體摻入約100Kg/m3的膨潤土，粘土摻量20%。墻體抗滲系數10-7～10-6cm/sec，28d無側限抗壓強度標準值不小于0.8MPa。

5.4?工程難點。

（1）本工程屬大面積深基坑工程，基坑北側鄰近地鐵站，南側為航站樓地下空間開發區域，西側臨近既有市政道路，且周圍管線布置錯綜復雜，東側臨近交通指揮中心。

（2）航站樓坐落于人工湖上，需對人工湖進行水系改造，湖底需進行清淤并分層回填夯實。

（3）現場障礙物較多，樁基及圍護施工難度大。

（4）工程位于杭州市蕭山區，區內雨量充沛，季節性明顯，年際變化大，年平均降水量在1100～1600毫米之間。TRD工法型鋼需穿越較厚砂層，含水量豐富，槽壁易坍塌。

5.5?實施情況及質量控制。

5.5.1?根據試成墻及相鄰地塊施工遇障礙物的情況，先行采用850@600三軸攪拌樁機沿圍護軸線范圍搭接施工，預先探明地下障礙物的情況，并采用加長臂挖機進行清障;對含有地下管線的區域，通過插入H型鋼擋土，防止管線下方沙土流失，造成管線沉降、破壞。清障結束后產生的坑洞立即回填粘土并分層夯實。

5.5.2?本工程TRD工法型鋼水泥土地下連續墻采用3循環水泥土攪拌墻建造工序。

（1）通過試成墻施工過程中監控周圍土體地表沉降及深層土體水平位移，從監控數據分析可以看出，試成墻施工參數滿足設計要求，可以作為指導現場后期大面積施工的依據。

（2）切割液在配置過程中嚴格按照試成墻配比進行配置，同時控制好切割液的流動度值。

（3）固化液配制水泥進場之后應按照要求進行復檢，復檢合格后方可使用;水泥漿比重應按照水灰比嚴格控制;注漿壓力應進行控制。

5.5.3?成墻及水泥土攪拌墻鉆芯檢測結果。

（1）試塊28天強度相對穩定，滿足設計要求，表現在不同地層墻體強度差異較小;

（2）試成墻透孔取芯試塊抗壓強度在0.89～1.16MPa之間;

（3）圍護墻透孔取芯試塊抗壓強度在1.21～1.26MPa之間。

6. 結語

通過論述TRD工法在杭州蕭山國際機場項目基坑工程中的應用，從而替代了原先超深三軸攪拌樁施工難且止水效果不好的問題，通過TRD工法的實施，成墻一步到位，且質量得以保證，墻體的均勻性和連續性以及抗滲性均優于超深三軸水泥土攪拌樁，在施工過程中也發現其存在不足之處，所使用機械及配件均屬于進口，導致維修成本及周期過長。但隨著科學技術的不斷發展，TRD技術終將在以后基坑工程中得以快速發展，TRD的舞臺也將更加廣闊。

參考文獻

[1]?安國明，宋松霞。橫向連續切削式地下連續墻工法-TRD工法[J]。施工技術，2005（SI）：284-288.

[2]?建筑基坑支護技術規程.