等厚度水泥土攪拌墻（TRD工法）在湖南地區實踐淺析

王愛民 譚一明 張孝義

【摘要】等厚度水泥土攪拌墻作為支護結構與止水帷幕在上海等軟土地區因其良好的工程效果及經濟性得到了廣泛應用。隨著湖南地區城市化進程的不斷深入和發展，各地超大超深建筑基坑項目不斷涌現，衡陽綠地城際空間站超高層地塊首次引進水泥土攪拌墻（TRD工法）技術。本文結合項目基坑支護設計和施工，對TRD工法在湖南地區的適應性和遇到的施工困難等進行了深入研究與探討。

【關鍵詞】等厚水泥土攪拌墻;設計與施工;湖南適用性。

近些年來，超高層項目在湖南等中部地區日漸增多，針對超大和超深基坑，在上海、廣東等地區采用地下水泥土攪拌墻基坑支護結構與止水帷幕施工，可以有效利用現有地層的軟弱土，減少排放，并取得了良好的支護及止水效果。通過國內專家結合天津、江西南昌等地區TRD實際工程效果進行分析，結果均表明TRD工法技術可靠度較好，具有較高的推廣價值[2]。綠地湖南事業部衡陽城際空間站項目實現在湖南地區首個TRD工法的設計與施工，本文通過對其在湖南地區的適用性進行總結與分析，為此工法在湖南地區的應用提供了參考。

1、項目概況

綠地衡陽城際空間站超高層地塊項目位于湖南省衡陽市酃湖片區雁城東路與東三環路交界位置，東臨耒水河。場地地勢較為平緩，主要呈東高西低趨勢，內部總高差小。項目塔樓建筑高度212m，地下室共兩層，基坑總長度約675m，基坑開挖深度4.8～8.8m。基坑支護形式為護壁樁加錨桿，止水帷幕為等厚度水泥土攪拌墻（TRD工法）。

2、地質條件

根據巖土詳細勘察報告顯示，本項目基坑場地巖土地層分布從上往下主要為：耕土①、淤泥質粉質黏土①-1、粉質黏土層②、粉土③和圓礫④。其中耕土①呈松散狀、淤泥質粉質黏土①-1呈流塑狀，粉質黏土層②呈可塑狀態，粉土③呈稍密、圓礫④呈稍密～中密。

基坑底主要標高位于49.200米，場地抗浮水位為57.50m，勘測期間測得擬建場地地下水的綜合穩定水位埋深為48.70～53.24m。湖南地區雨水偏多，結合衡陽當地經驗，場地內地下水變化幅度約較大。由此可見，基坑底以下有水頭高于坑底的承壓水含水層，因此采用截水帷幕隔斷其基坑內外的水力聯系。該項目場地典型地質剖面如圖1所示：

3、方案比選

根據巖土勘察報告并結合項目實際，本項目從設計理論上首先對傳統的支護方案及新工藝TRD工法進行對比分析，綜合各種因素考慮，選取以下三種方案進對比：1）樁錨支護+攪拌樁;2）等厚度水泥土攪拌墻+內插型鋼;3）樁錨支護+水泥土攪拌墻止水。

方案1）選用的是傳統可靠的樁錨支護，但對于超深基坑，特別是場地圓礫層較厚的地質情況下，攪拌樁不僅無法控制樁身的垂直度，也難以解決攪拌樁在施工過程中容易出現樁之間的搭接問題，無法保證避免漏水和滲水的隱患;且本項目東側臨近耒水河，地下水較為豐富，施工較為困難，且周期較長。方案2）此方案受項目所在地市場價格影響較大，湖南地區尚未有使用內插型鋼的水泥土攪拌墻做法，型鋼市場價高，且根據施工隊伍的水平不同，型鋼不能拔出比例較大，最多達到15%，該方案實際可能的綜合成本最高。方案3）樁錨支護是當地較為常見的支護形式，支護效果能有保證，且將水泥土攪拌墻（TRD工法）作為止水帷幕，不僅能有效的截斷地下承壓水，同時能有效的保障圓礫層中的垂直度，解決樁與樁之間的搭接問題，并且樁錨與水泥土攪拌墻的結合，支護體系的剛度與帷幕的抗滲性能得到良好的保證。

以上三種方案經成本測算得出：第3種樁錨支護+水泥土攪拌墻止水方案比第1種樁錨支護+攪拌樁方案減少約621.3萬元，而第2種方案內插型鋼租賃周期較長，費用相應偏高，且施工工序較為復雜。最終通過綜合對比分析，并結合項目實際和成本分析結果，確定本基坑采用的支護方案為單排旋挖灌注樁加錨桿+水泥土攪拌墻（TRD工法）。基坑主要支護剖面圖如圖2所示：

4、TRD工法的適用性分析

等厚度水泥土攪拌墻技術（TRD工法）（Trench cutting Re-mixing Deep wall method），即利用鋸鏈式切削箱連續施工等厚水泥土地下連續墻的施工技術[3]。攪拌墻施工時，首先必須依據巖土勘察報告及設計圖紙，依據不同地質條件選擇對應類型的刀具，如此方可保證施工進展的順利。施工中首先將鋸鏈切削箱自行插入地基土，然后器具鏈條將帶動刀具對土體進行連續切割與攪拌。在工作機具的下方一般會增設有加壓空氣，在切割過程中，通過流動的溝槽內土體與添加的切削液和必要的添加劑充分的混合攪拌，同時地下水在攪拌過程中，將被很好的利用;并且施工的廢液其處理也相對簡單。如此連續的邊切割邊攪拌，并水平逐步推進，形成連續的等厚水泥土攪拌墻，其墻身固化后具有良好的止水性和均質性。

綠地衡陽城際空間站超高層地塊基坑支護采用TRD工法（基坑支護平面如圖3所示）在湖南地產項目中尚屬首例。依據上海、廣東和其它地方的TRD工法施工的實踐經驗積累，此工法主要在軟土地基和和標準貫入試驗擊數N值大于 50的硬質地層適用性較好，同時也適用于粘性土、砂土、砂礫及礫石層等。通過對比江西南昌TRD工法的使用經驗，本項目的地層類似（詳細見第2節地質條件）。實際使用的關鍵依舊在于根據不同的地層選用不同的刀具和機具，適用性非常廣，但機械相對于攪拌樁更大，對施工現場的平整度要求更高，對場地的承載力要求也較高，如有必要，需對施工場地作業區域先做換填加鋪路基板處理。本項目水泥土攪拌墻設計厚度700mm厚，深度大于20m，施工機械選用CMD850 TRD型設備進行施工。現場施工照片如圖4所示：

5、TRD工法的實際應用

5.1 TRD試成墻參數

TRD工法在全面施工之前，需類似管樁試樁一樣，做好試成墻試驗，并根據試成墻的檢測試驗結果來全面開展工作[4]。本項目按照下面幾個參數來指導試成墻工作：

5.1.1 攪拌墻設計厚度為700mm，深度大于20米，采用成墻厚度550～850mm寬度的刀具，呈菱形布置，確保全斷面對土層進行切割。

5.1.2該項目等厚水泥土墻的固化液拌制采用P.O42.5級普通硅酸鹽水泥，每立方被攪拌土體摻入不少于25%的水泥。

5.1.3固化液水灰比控制在1.1～1.5，固化液混合泥漿流動度宜控制在180mm～220mm。

5.1.4膨脹土摻量控制在5%～6%，水灰比在10～20之間[5]。

5.1.5水泥土攪拌墻的墻體施工需保證垂直度偏差不大于1/250，墻位偏差不大于+20mm～-50mm（向坑內偏差為正），墻深偏差不得大于50mm，成墻厚度不得小于設計值700厚，偏差控制在0～-20mm。等厚度水泥土攪拌墻28天齡期無側限抗壓強度應滿足設計相關要求，且不低于0.5Mpa。

通過現場試成墻試驗，確定了具體施工參數：水泥摻量、水膠比;漿液的密度、流動性及泵送量;攪拌機的推進切割速度和施工間歇時間。

5.2 TRD應用中遇到的困難

在各地眾多的基坑支護施工方案中，TRD工法作為一項新的施工工藝，并不為國內中部地區多數人所熟悉和了解，導致其市場占有率較低。衡陽城際空間站項目首次采用該施工工藝，受到業內的廣泛關注。因大眾對其認知度不夠，甚至在基坑支護專家評審論證會上，與會專家也是謹慎對待，仔細聽取了建設單位和設計單位的相關專項匯報，同時提出了不少現場施工相關疑問和止水效果的一定質疑，但最終還是得到專家們的認可。該基坑支護施工完成后，基坑安全性和止水效果均達到預期效果。

結論：

TRD工法在綠地衡陽城際空間站項目應用成功，結論如下：TRD在湖南地區地基中可以推廣應用，在圓礫層中成墻較好;TRD工法攪拌墻能有效解決傳統攪拌樁的垂直度和在硬質地層中的切割問題;TRD工法在湖南衡陽的成功實踐，對于其在湖南其它地區的推廣應用具有好的借鑒和指導意義。

參考文獻：

[1]C-BZ-JG-綠地集團等厚度水泥土攪拌墻技術規程-1712-Z

[2]李星，謝兆良，李進軍，等.TRD及其深基坑工程中的應用[J].地下空間與工程學報.2011，7（5）：945-950

[3]張世軒，嚴學寧，王翠英.TRD水泥土攪拌墻在基坑工程中的應用[J].湖北工業大學學報.2019年第一期。

[4]黃成.TRD工法在基坑支護工程中的應用效果分析[J].施工技術

[5]建筑基坑支護技術規程（JGJ120-2012）[S].中國建筑工業出版社

作者簡介：

王愛民（1983.04-），男，漢，本科，湖南衡陽，工程師，從事工程技術。

譚一明（1983.02-），男，漢，研究生，湖南株洲，高級工程師，從事工程技術。

張孝義（1981.09-），男，漢，本科，四川宜賓，工程師，從事工程技術。