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复杂地层中TRD组合施工技术的应用

TRD工法 2019年6月12日 项敏 84


杭州上城区体育中心TRD工法应用


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摘 要

摘要:渠式切割水泥土连续墙内插H型钢基坑围护体系(简称TRD工法),由于地质条件的复杂性和TRD工法本身适用范围的局限性,易导致施工受阻和经济损失。本工程通过利用旋挖钻机排障和配合TRD工法机械的组合施工技术,可以有效地解决此类问题,极大提高TRD工法的适用性和施工效率。


关键词:TRD工法;地下清障;施工效率


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前 言

渠式切割水泥土地下连续墙工法(以下简称为TRD工法),根据行业标准《渠式切割水泥土连续墙技术规程》(JGJ/T303-2013)一般规定中3.0.1条,TRD工法适用于“人工填土、黏性土、淤泥土、粉土、沙土、碎土等土层,对于复杂地质条件,应通过试验确定其适应性。”但对于复杂地质条件,TRD工法如何适应,行标中没有具体的试验施工方法,因地质都有先天的复杂性,如不能有效地确定深层复杂地层的施工工法,将影响TRD工法的成墙质量和工法的适用性,这样TRD工法的止水优越性、绿色环保性、施工高效等的技术优势就无从谈起。笔者所在单位通过项目的应用,总结出一套行之有效的TRD组合施工技术,基坑围护体系得以顺利地实施。



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工程概况

杭州市上城区体育中心工程上部其14层,功能为乒乓球馆、水球馆、篮球馆以及滑轮馆综合叠加的体育场馆,地下共4层,由车库、设备间组成的地下室。总建筑面积约为55090平方米,其中地上建筑面积约30622平方米,地下建筑面积约22111平方米。


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上城区体育中心效果图


本工程基坑开挖深度约为16米,局部开挖深度达18米,基坑围护设计采用TRD工法(行标称为渠式切割水泥土连续墙内插H型钢技术)结合三道水平支撑的形式。TRD工法设计水泥搅拌墙宽850毫米,内插H 700×300型钢深度约30米,底部位于粉质黏土层中,穿过的土层大部分为砂质粉土,但在埋深8.80~19.80m范围局部土层内含大量的块石,有较大的圆砾层。见图1、图2所示。

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TRD工法施工

先期施工根据TRD工法施工常规配备了TRD-35型设备以及配套的BCD180-35型自动拌浆机,还包括用于型钢和链式刀具吊装用的50t级履带吊车,开挖沟槽所需的PC200型挖机等

本工程TRD工法桩围护厚度850mm,深度约29.3米,端部进入4-2粉质黏土层。要达到TRD水泥墙设计深度,必须对浅层障碍物和埋深8.80m~19.80m深度范围内的大粒径块石障碍物进行排除。经过项目技术组的研讨:对于浅层障碍物处理采用换土法技术措施;对于深层障碍物,通过旋挖桩机排障和TRD组合施工的方案解决。


2.1 浅部复杂地层的处理

本工程中浅部复杂地层中有老旧建筑基础和混凝土结构地面,直接凿碎后挖除,清理后再用基坑内素土和黏土回填压实。

对于埋深在0m~2.7m左右的杂填土层,采用砂土层的原状土进行局部的换填,因换填深度较深,会产生较大的换填区域,为保证地面承载力能够满足TRD工法桩机行走的要求,换填时应分层回填和夯实处理。TRD施工时地面宜铺设路钢基箱以分散压力。


2.2 深层复杂地层的处理

根据场址地质资料和旋挖机排障后发现,本工程在埋深8.80~19.80m深层地层的大粒径卵石、块石,不适用直接采用TRD工法机械施工,需进行排障。

初步设想采用旋挖钻机装配筒钻沿TRD围护轴线钻孔,钻孔直径1000mm,钻孔深度同TRD工法深度,约30m,相邻孔中心间距2m进行不连续性排障。为了防止塌孔,采用膨润土制备泥浆进行护壁。该类清障工艺原理是利用旋挖钻机筒钻比较强大的破坏力将较大的块石破碎后取出,如果遇到难以取出的问题可直接将块石、卵石等障碍物挤压出TRD工法围护施工区域

根据复杂土层的不同分布形式,旋挖钻机排障配合TRD工法的组合施工的方式也可以实时进行调整。当复杂土层在围护体系施工范围内分布不均匀时,采取先全范围排障,后续进行TRD工法施工的方式,如图3所示。

复杂地层中TRD组合施工技术的应用

当TRD工法施工范围内复杂坚硬土层呈水平均匀分布时,采用TRD工法机械先行切割土层至复杂坚硬土层上沿并沿围护延长米水平向推进10m~15m,随后旋挖钻机跟进钻孔排障,排障后TRD工法机械再回切并重新往前推进注浆搅拌成墙作业,这样逐段往前施工。如图4所示。

复杂地层中TRD组合施工技术的应用


通过上述组合施工应用,旋挖钻机单孔成孔清障速度能控制在20分钟左右,能够满足TRD工法后续跟进施工要求,由于本项目地下块石、卵石障碍物在土层内分布较集中,数量较多,后施工中调整了相邻旋挖钻孔之间间距为1.5m,这样TRD切割速度才能正常运行,TRD工法机械的磨损和故障率也得到了极大的降低。


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实施效果

2016年5月12日项目开工;

2016年5月15日TRD开始切割;

2016年9月22日TRD施工完毕,验收合格;


复杂地层中TRD组合施工技术的应用TRD工法高质量城墙

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监测数据

复杂地层中TRD组合施工技术的应用

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深层土体位移


文章
来源

《建筑》2017年第六期


编辑整理:项 敏

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TRD工法


TRD工法(Trench-Cutting & Re-mixing Deep Wall Method),又称等厚度水泥土地下连续墙工法,其基本原理是利用链锯式刀具箱竖直插入地层中,然后作水平横向运动,同时由链条带动刀具作上下的回转运动,搅拌混合原土并灌入水泥浆,形成一定强度和厚度的墙。

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复杂地层中TRD组合施工技术的应用


        TRD工法通过水平横向运动成墙,可形成没有接口的等厚连续墙体,其止水防渗效果远远优于柱列式地下连续墙和柱列式搅拌桩加固,其主要特点是环境污染小、成墙连续、表面平整、厚度一致、墙体均匀性好、防渗性能好、施工安全,与传统柱列式地下连续墙相比隔渗,经济性好。 


TRD工法适应粘性土、砂土、砂砾及砾石层等地层,在标贯击数达 50~60 击的密实砂层、无侧限抗压强度不大于5MPa的软岩中也具有良好的适用性。可广泛应用于超深隔水帷幕、型钢水泥土搅拌墙、地墙槽壁加固等领域。


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