TRD技術與城市核心區域深基坑工程實踐研究

趙海軍

摘 要：TRD技術為深基坑的地下水控制及型鋼水泥土攪拌墻技術的應用提供了新對策。文章對TRD工法的技術特點、施工方法與SMW工法進行了對比，并介紹該技術在蕭山錢江世紀城望潮中心工程中的應用情況。

關鍵詞：深基坑工程;TRD工法;地下水控制

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）05-107-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.05.051

當前，中國的城市化、城鎮化建設進程逐步加快，各地城鎮建設快速發展，高層建（構）筑物越來越多、越來越高、越來越大，地下空間也越來越深，越來越受到重視。與此同時，城市建筑物密集，地鐵隧道縱橫交錯，環境條件日趨復雜敏感，深大地下空間開發難度大、風險高。特別是沿海地區，地質條件復雜、含水層深厚、水量豐富、承壓水頭壓力高、滲透性強，對地下工程安全影響顯著，因此從可靠性、安全性、經濟性角度綜合考慮，結合各項目自身特點選擇何種工藝來保證地下工程的施工安全是重中之重。

鑒于TRD工法的優越性，筆者結合自身工作經驗，在此提出一些見解和建議，以期能為相關領域從業者提供必要的參考和幫助。

1 TRD技術

1.1 TRD工法簡介

按照TRD的實際操作工法要求，采用刀具立柱、連接刀具配合方式，插入墻體設計合理深度。按照固化劑配合，調整注入比例量水平。通過橫向、縱向的移動鏈路操作方式，確定切削標準。按照土體TRD工法要求，調整工法的可適應度。使用粘性土、控制標準貫的基礎范圍，采用密實砂土、顆粒10cm的標準范圍，調整礫石、單軸抗壓的強度，不超過10MPa的軟巖范圍，提高回填重復度，滿足深入化素填土比例量水平。

1.2 設計與構造

TRD工法在工程應用中有三類形式：止水帷幕、內插型鋼擋土隔水復合圍護結構、作為地下連續墻的槽壁加固兼止水帷幕。TRD工法攪拌墻厚度范圍為450mm～900mm，深度為20m～65m，通常采用P.O 42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥摻量一般取20%～30%，水灰比一般取1.0～1.8。墻體28天無側限抗壓強度標準值一般不小于0.8MPa，滲透系數不大于10-6cm/m3，以確保止水效果。

TRD工法在先行挖掘過程中采用挖掘液護壁，采用納基膨潤土拌制，每立方被攪拌土體摻入約30kg～100kg的膨潤土，水泥摻量為25%時置換土量約為30%。

1.3 施工方法

TRD工法施工常采用3循環水泥土攪拌墻建造工序，即先行挖掘、回撤挖掘、固化攪拌成墻的施工方法。其中，涵蓋了刀柄安裝和做成步驟兩部分工作內容。對于刀柄安裝，分為安裝孔方式和自力安裝方式。安裝孔方式分三個步驟，分別是：挖掘刀柄安裝用孔;刀柄安裝;連接刀柄同時移動本體。自力安裝方式分七個步驟，分別是：安裝準備工作;安裝開始及刀柄預設孔的設置;設備移動至預設孔;設備連接后吊起;再次移動設備;連接后開始自力安裝以及設置下一個刀柄;達到所定深度后，重復進行3～6次同樣的動作。

TRD工法中，需要按照具體步驟分析，一般分為三個步驟。第一步是確定切削的液化固化流程;第二步是在第一步的橫向基礎前提下注入切削液，在反向回切方式注入固化液;第三步是根據第一步的切削比例調整距離，根據第二步的反向回切情況采用反向移動。在移動旋轉過程中，確定基礎條件的刀具轉向標準方式，明確切削步驟和拌合流程。結合土層性質選擇分析，確定主項回位步驟。刀具立柱固化操作中，需要明確切削與固化液之間的拌合水平。按照施工規范方法和操作要求，分析水泥土固化中存在的問題。結合深度化水泥墻的施工情況，對施工起點和終點進行一致化操作，控制施工的規范流程。結合施工的操作應用方式，調整施工步驟，控制時間范圍，提升攪拌的均衡性，拓展施工深化水平。其中，第一步施工墻幅的長度不宜超過6m，一般多采用三步施工法。一般，橫向切削的步距不宜超過50mm，相鄰區段搭接長度不宜小于500mm。

1.4 TRD工法與傳統工藝的優缺點

TRD工法施工機架高度10m～12m，施工深度可達65m，機械設備的高度大大降低，施工安全性提高;

施工垂直度好，墻面平整度好;

墻體連續等厚，橫向連續，截水性能好，型鋼間距可以根據設計需要調整，不受樁位限制;

TRD工法的主機架可變角度施工，其與地面的夾角最小可為30°，從而可施工傾斜的水泥土墻，滿足特殊設計要求;

TRD工法在墻體全深度范圍內對土體進行豎向混合、攪拌，墻體上下固化性質均一，墻體質量均勻;

TRD工法相比于地連墻和灌注樁，泥漿排放少、施工速度快（一晝夜施工10延米～20延米）、節約成本（造價降低20%～50%）;

TRD工法轉角施工困難，對于小曲率半徑或90°轉角位置，須將箱式刀具拔出、拆卸。改變方向后，再重新組裝并插入地層，拆卸和組裝時間長，轉角施工較復雜。

1.5 TRD工法技術控制要點分析

按照TRD工程施工的工藝要求，采用TDR工法操作，在事前、事中、事后三個階段控制施工監理內的主要操作要點，提升技術控制管理水平應用。

1.5.1 事前控制

事前控制分析中，包含低地質的勘察分析、設計會審圖紙、技術方案的確定、墻體實驗、原材料的管控等。

第一，需要結合工程情況做好勘察分析，保障施工安全，保持質量水平。施工前，需要根據勘察報告內容文件分析，明確基坑層項目的厚度和組成標準，確定軟土層的分布范圍，含水量、有機含量、侵蝕程度等。通過各項勘查數據分析，結合檢測評估的操作方案，采取TRD工法工藝對比分析，對墻質量的垂直度水平進行監控分析，確定實際可以采取的TRD有效處理措施。

第二，需要做好會審，明確設計圖的內容。根據TRD工法要求，分析會審前后的條件。其中，包含圖紙技術文件分析、找平度、測量放線、定位分析等，確定水泥摻入量，獲取實驗比例關系，滿足實際規范操作要求。

第三，根據施工組織設計規范要求，結合TRD工法的相關施工流程，對水泥罐位置、前后臺位置、墻體質量措施等進行分析，結合地下水管線、建筑物的監控保護水平等開展監理審查分析，綜合相關措施方案進行分析，有針對性地確定項目實際操作方案。

第四，攪拌實驗控制分析中，需要根據技術參數、工藝步驟等確定墻體的抗壓強度，按照水泥摻入量、水灰比合理程度調整抗壓強度，滿足施工設計要求。

第五，原材料管控。監理單位施工前檢查水泥品種、設計要求、水泥出廠合格證、驗收報告等，根據施工進度對水泥進行二次復測，檢查合格證和質保書，確定水泥砂漿是否有沉降、離析。檢查鋼筋等級、長度、規格等是否符合設計要求，采用坡口焊等焊接方式，采用同心焊接工藝處理。

1.5.2 事中控制

事中需要對注漿操作工藝，切削垂直和墻體中心控制線進行控制，調整監理操作數據監控要求，了解垂直偏差調控范圍。確定墻中心線位置，利用激光經緯儀與TRD平行工法對墻體中心線的偏差范圍進行分析，做好詳細記錄。調整搭接切削的長度，基坑中存在拐角，需要對兩側采取外推的方式，挖掘切削的搭接施工工藝，確保墻體攪拌止水效果。加強巡視檢查，嚴格控制TRD三工序的施工速度。按照攪拌、固化的混合密度，分析確定檢查攪拌的參數，結合水泥用量、液面高度對水量的總量進行控制分析，確定水泥漿液的配合比。

1.5.3 事后控制

按照墻體質量檢查要求，嚴格遵照城墻質量控制管理要求做好實測分析評估。結合監理搭接的控制質量標準，對注漿量、轉角位置、監理控制要求進行分析，確保城墻質量管控的合理性，提高強度和抗滲檢測效果。

2 城市核心區域深基坑工程實例

浙江杭州蕭山望潮中心—TRD止水帷幕和超長型鋼復合圍護結構項目，位于杭州市蕭山區錢江世紀城H-12地塊，項目規劃用地面積為10 418m2，建筑主體高度247m。基坑平均開挖深度17.80m，局部20.00m。地處城市核心區域，北側有已建成的望京大廈商業辦公樓，南側近地鐵一號線盈豐路站。該區域地質情況為錢塘江沖海積平原粉砂土分布區，其巖性主要為粉砂土，考慮到粉砂土具有液化、流砂、管涌等特點，與地表水或承壓水刺破上覆土層有水力聯系時，存在引發滲流穩定性的問題，故南側近地鐵設施范圍支護結構采用800mm厚地下連續墻;東側和西側支護結構采用大直徑鉆孔灌注樁;北側支護結構采用850mm厚TRD內插H（33m）型鋼;基坑止水帷幕采用800mmTRD水泥攪拌墻，其中地連墻范圍槽壁加固外側采用TRD水泥墻，內側采用850mm直徑三軸水泥攪拌樁;開挖期間TRD作為止水帷幕，效果非常好[1];北側TRD插型鋼復合圍護結構，由于該段有13.5m的回填土，回填土含鋼筋、建筑垃圾、生活垃圾、樁頭等，開挖過程中發現漏點的同時啟動了預案，取得了良好的堵漏成果。開挖至底板位置，地鐵軌道變形數據小于預報警值，TRD工法的止水效果起到了關鍵作用。

3 結語

TRD工法通過水平切削、整體攪拌成墻，墻體連續無縫，抗滲性能優異，適用軟土、硬土、圓礫、軟巖等多種地層，可滿足城市狹小低空環境的施工要求，成墻深度最大可達65m。但要特別注意攪拌墻在回填土中，可根據回填土的深度、施工情況記錄等適當給予加強[2]。水泥土攪拌墻內插大剛度預制構件將成為發展裝配式圍護結構的方向，該技術可進一步推廣應用。

參考文獻

[1] 陳祖煜，李廣信，龔曉南.深基坑支護技術指南[M].北京：中國建筑工業出版社，2012.

[2] 王自力.深基坑工程事故分析與防治[M].北京：中國建筑工業出版社，2016.