TRD工法與SMW工法技術經濟對比分析

□ 吳 蕊

目前，我國城市化發展逐漸加速，軌道交通、高層建筑等不斷快速發展。在基坑施工中，整體隨著“大、深、遠”的目標前進。深基坑施工主要采用SMW工法樁的施工工藝，通過連續墻、MJS工法、高壓旋轉噴樁柱等工藝完成。隨著我國社會經濟實力的增強，TRD工法具有明顯的應用潛力，可以保障建設模式，使其形成經濟成本控制。從施工原理方面，由于TRD工法與SMW工法極為接近，為此對二者的技術經濟進行對比和比較。

1 TRD工法與SMW工法技術原理分析

1.1 SMW工法技術原理

SMW工法技術原理利用多軸攪拌機完成土地分割，從鉆頭端部將水泥漿注入土體，完成充分攪拌，在各施工平面之前采取重疊塔接施工。水泥土混合體未完全干透前，插入受拉材料（通常選擇H型鋼）作為應力加強材料[1]，保證水泥變硬形成強勁的復合圍護墻體。該墻體作為地下開挖機層的止水結構，采用三軸型斷絕攪拌機。SMW工法構造簡單，具有高效止水性、工期短、造價低的優勢，對周圍的生態環境影響較小，適用于城市深基坑工程。

1.2 TRD工法技術原理

TRD工法可在各類土層和砂礫石層中形成墻體，其工作原理是利用鏈鋸式刀具箱豎直插入地層中，做水平橫向運動。由于鏈條帶動刀具上下同轉運動，在攪拌混凝土時灌入水泥漿，形成特定厚度的墻體，取代工程中常用的高壓噴射灌漿。在使用過程中，TRD工法的明顯特征為墻體連續、表面平整、厚度一致、墻體均勻性極好。目前主要應用于地下工程、戶外工程、大壩防滲處理工程等。

我國TRD工法的施工工藝大致分為以下程序。

一是開挖溝槽。利用挖掘機對工程地點開挖施工溝槽，其溝槽寬度為1000mm×1000mm。二是開挖深度。利用挖掘機開挖深度，同時下放預埋箱，將切割箱逐段放入預埋箱內，再進行預埋穴填充。三是樁機就位。施工場地架設全站儀，調整樁機位置。由指揮人員指揮施工器械，完成對地理位置的確認，如發現障礙物須及時清除，以保證后續工程定位情況。四是切割箱與主體連接。使用固定吊車將切割箱逐段放入預埋穴，用支撐臺固定。TRD安裝主機移至預埋穴位置，連接切割箱。五是安裝測斜儀。切割箱埋入設計深度后，安裝測斜儀對地面的垂直進度進行管理。六是TRD工法成墻。側斜儀安裝完畢后，主機與切割箱連接，在切割箱底部注入挖掘液或固化液，使其與原有土地混合，形成同等水泥厚度的地下連續墻。七是置換地處理。利用TRD工法，對廢棄泥漿進行統一堆放，并進行集中處理。八是拔出切割箱。施工結束時將切割箱拔出，重新組裝，完成后續作業。需注意，切割箱的拔出應選擇遠離架空線位置進行。

2 TRD工法與SMW工法對比

TRD工法與SMW工法由于工作模式以及機械高度不同，因此在施工時，常會碰到機械設備受客觀條件限制的情況[2]。TRD工法對于施工場地要求較為靈活，與傳統SMW工法相比，TRD工法可以解決地下深度深、地面設備位置高、安裝不靈活等難題。連續墻的深度只需完成刀箱節數組裝，由于刀箱位于主機側面，施工時其整體沿成墻方向移動，因此對工作面的要求降至最低。在施工過程中，根據地質情況和地下障礙物（如石塊等）情況選擇TRD工法，其可以利用機械自帶的鏈鋸，對普通障礙物進行切割。而傳統SMW工法則無法處理地質問題。TRD工法可勝任各種土層和石質地質情況，其更注重樁體的間距和垂直度。垂直度應小于1%，以保證樁體位置，保證墻體的防滲功能，并通過施工管理系統完成切削箱體深度。經過有效測試，TRD工法與SMW工法的比較分析，TRD具有明顯的優勢。

3 TRD工法與SMW工法的造價指標對比

SMW工法造價約為800元/m3，常規深度最深為30m，需額外增加高壓旋噴樁止水帷幕，造價為800元/m3。如地下連續墻滿足深度要求，在30m左右深度，地下連續墻造價指標為25007/m3[3]。TRD工法考慮到H型鋼造價指標為1500元/m3。根據數據對比可得知，如采用深度不深的維護施工時，TRD工法與SMW工法相比較，兩者差異不大，但與地下連續墻造價相比，SMW工法則節省一定費用。此外，SMW工法采用三軸攪拌樁施工，其工藝特性在水泥漿加固中為三根一組，每組之間需進行搭接；而TRD工法采用切割箱，到達預定深度后可注入固化液向前推進挖掘攪拌成墻。經比較，TRD工法水泥漿使用比SMW工法更經濟合理。TRD攪拌樁所需要的水泥加工面積小于SMW工法樁的面積，且隨著SMW工法樁加長，可以完成組數之間的組裝。其已成型的連續墻與TRD連接，連接數目比SMW工法少，TRD工法在模數布置裝備上更為經濟合理。

（1）在工期方面。針對普通地質深度不深、場地不受限制情況，可采用SMW工法。其構造簡單，施工速度極快，對比TRD工法可節約工期。但由于總體工期時間差異不大，可考慮機械降效費用，根據機械的相關指標考量，可節約成本20%。

（2）在余土外運方面。TRD工法與SMW工法均存在一定程度的置換土的工作內容，由于兩種工法均使用水泥噴漿與原有土體攪拌，因此，在加固方式上大致相同。TRD工法與SMW工法在成槽方面，可節約成本30%左右。

（3）在空間受限方面。如遇上方空間受限情況，在高架橋梁下方、高壓線下方進行基坑維護實施過程中，傳統SMW工法攪拌樁機械無法滿足，而在城內實施此類工程時，可采用MJS水平旋噴柱地基加固。目前，MJS價格為1500元/m3。在水泥加固單價中，TRD工法包含插拔型鋼和鉆孔樁等費用，而MJS以單軸、單根進行地基加固，在加固量中，MJS工法與SMW工法存在大量搭接問題。

（4）在周邊建筑物管線保護方面。由于TRD工法噴漿過程整體壓力較小，可有效保障基坑安全等級保護和周邊建筑物保護。如選用SMW工法，則有可能會對周圍的管線進行臨時搬遷。因此，在施工進度和費用控制方面，TRD工法具有明顯優勢。

（5）在止水費用方面，TRD工法品質均勻。如果需要運用額外的水帷幕保護，則TRD工法的相關費用比SMW工法的費用少。在例如上海市等高水位城市，在基坑維護中，考量其整體工程質量的要求，均采用TRD工法。TRD工法整體造價指標在止水保護中優于SMW工法。因此，在成本和施工質量中更具使用優勢。

總體而言，TRD工法比SMW工法具有以下8大優勢。一是設備高度較低，一般不超過13m，具有極高的安全性。二是施工深度大，施工最高深度可達60m。三是適用地層廣泛，適用于黏土、沙土、沙礫地層中。四是墻體垂直度高，可以使用插入式切斜計，對墻體情況進行實時監測。五是成型墻體厚度模塊數量調整。六是墻體連續無冷縫，通過內插的H型鋼可完成間距調整。七是成墻方向、品質統一，可以完成攪拌，形成均勻的水泥土攪拌墻。TRD工法在攪拌成墻過程中，噴注水泥漿壓力比SMW工法小，對周圍土地影響較小。八是造價指標。在約30m的深坑工程中，TRD工法與SMW工法造價指標相同，如遇堅硬土地、地下障礙物等情況時，可以選擇TRD工法，其經濟指標優于SMW工法。

4 結語

綜上所述，在TRD工法與SMW工法經濟對比中，可得知兩者均具有各自的優點。其經濟比較以總體施工深度為考量，如深度30m，推薦使用SMW工法；深度超過30m，且地形多為石沙混合地形，則推薦使用TRD工法。