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武汉复地汉正街项目TRD工法应用

TRD工法 2019年8月27日 项敏 33

TRD水泥土搅拌墙在基坑工程中的应用

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摘 要

TRD地下水泥土搅拌墙能有效利用现有地层中的软土,减少排放,已经在越来越多的工程中投入使用。TRD地下水泥土搅拌墙+支护桩首次应用在武汉复地汉正街基坑工程中,通过室内试验确定了TRD试成墙的施工参数;钻孔取芯进行成墙质量检测分析;28d龄期的渗透试验,满足强度和抗渗要求;采用天汉软件计算墙体水平位移并与实测值对比,墙体水平位移均控制在规范允许范围,为在武汉软土地区大型深基坑支护提供一种新型的实用方法。

 

关键词: TRD;支护结构

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引  言

近年来,建筑领域倡导绿色施工,实现建筑领域资源节约和节能减排,在软土地层中采用TRD地下水泥土搅拌墙作为基坑支护结构,可以有效利用现有地层的软土,减少排放。目前有许多学者已经对TRD工法性能展开了研究,如2005年安国明等人通过对TRD工法与SMW工法施工工艺的比较分析,得出TRD工法构筑的地下连续墙其挡土、止水效果、垂直度连续性以及墙体的质量都要优于其它施工工法;2010年黄成通过对TRD和SMW两种工法的实测数据对比分析,指出TRD工法的支护和止水效果都优于SMW工法;2011年李星等人结合天津和南昌地区TRD工法的实际工程应用情况进行了分析,结果表明TRD工法技术的可行性和可靠性都较好,具有较高的推广应用价值;2012张少钦等人对TRD围护结构深基坑施工监测及结果进行分析;2013年王刚等人对TRD围护结构深基坑施工变形规律进行了研究。

汉口地区软土层厚度大,地下水位较高,超大型深基坑支护采用传统围护结构已经很难满足支护的抗渗性、止水性以及强度稳定性的要求,如果采用地下连续墙支护造价太高,本文采用TRD地下水泥土搅拌墙+支护桩复合支护方式代替地下连续墙,成功的应用在武汉复地汉正街深基坑工程支护中;对于水泥土搅拌墙,本文通过对墙体自身的抗渗性、强度和水平位移的监测对比等,对TRD自身的一些特点进行了综合的分析研究,该新型墙体为类似的软弱土层的基坑支护提供了一种新的支护方法,对于新型基坑支护的研究提供了参考。

TRD工法简介

1、TRD工法原理

TRD工法根据原有的设计支护图纸来确定刀具和器械,不同的土质条件需要对应不同类型的刀具,以便施工进展的顺利。器具链条带动刀具对土体进行切割搅拌,在机具的下方增设有加压空气,使得流动的土体与添加的添加剂、切削液等,在切割过程中,使各种添加剂与土体充分的混合搅拌,通过监测设备来检测墙体的垂直度和深度,同时,地下水可以很好的被利用到土体搅拌过程中,废浆的处理也相对简单,对于不同的地质条件都有很好的兼容性。

 

武汉复地汉正街项目TRD工法应用

 

2、TRD工法的适用范围

TRD工法对于软土和N值大于50的硬质地层都可以进行施工,根据不同的刀具和场地条件选择不同的机具,适应性非常广,同时机械相对尺寸较小,受施工现场的环境影响较小,对于复杂地况同样具有很强的适应性,与一般传统的围护结构相比,TRD自身具有较强的止水性能外,还具有一定的强度,墙身整体性强,而且成墙的效率高、工期短、成本低,降低了施工的难度,可以作为基础设施的围护结构、挡土墙、止水帷幕等,适用范围较广。

方案选择

1、工程及地层概况

武汉复地汉正街103项目(银丰地块)

武汉复地汉正街项目TRD工法应用

 

武汉复地汉正街工程位于武汉市江汉区中山大道南侧,美奇国际广场对面,项目地下室共三层,基坑开挖面积约50665m2,基坑开挖周长约941m。基坑普挖深度为地面以下15.0m。拟建场地地层表层为①层杂填土(Qml),其下分别为②层淤泥质粉质粘土、③层粉质粘土、④层粉土粉砂互层、⑤-1层粉砂、⑤-2层粉砂、⑤-3层中砂、下伏基岩为第三系—白垩系⑥-1层泥岩(强风化)、⑥-2层泥岩中风化

上层滞水主要赋存于场地上部①层杂填土层中,承压水主要赋存于④层粉土粉砂互层、⑤-1层粉细砂、⑤-2层细砂及、⑤-3层中粗砂夹卵砾石层中,承压水地下水位埋深为4.50m,承压水位根据区域水文地质资料年变化幅度为4~6m。场地地层剖面及TRD试成墙见图1。

武汉复地汉正街项目TRD工法应用

图1场地地层剖面及TRD试成墙图

2、基坑支护方案对比

依据现场情况,将TRD新型围护结构与其他两种常见的基坑围护结构方案进行对比分析,综合进行考虑,选取:

(a)灌注桩+三轴止水帷幕;

(b)地下连续墙;

(c)TRD+灌注桩。

 

方案(a)传统的支护方法对于复杂环境下的支护具有一定的局限性,同时三轴搅拌桩在施工过程中容易出现桩与桩搭接的问题,存在渗水和漏水的隐患,且施工周期太长;

方案(b)中,地下连续墙的施工,受深度影响较大,不能很好的保证墙体整体的密实度,对于地下承压水的截断具有一定的局限性,从而产生裂缝和漏水等问题,同时施工成本高,墙体越深成槽越困难、,施工过程中,受到的限制因素较多,增加了施工成本和工期,对于基坑整体围护结构来说,影响较大;

方案(c)中,TRD与灌注桩的结合,抗渗性能和支护整体的刚度都有很大的保证,同时具有施工周期短和成本低的优点,对于地质条件差的基坑支护也有很好的效果。

本基坑采用的支护方案为:“单排桩+两道临时钢筋混凝土支撑,双排桩+一道临时钢筋混凝土支撑,局部区域采用双排桩+被动区加固留土”混合布置,冠梁顶为自然地面标高下2.0m,排桩外侧均设置一排渠式切割水泥土连续墙(TRD)加强止水,坑内采用中深井疏干降水。

施工方案

本项目基坑总面积约为51262.0平方米,周长948.0米,普挖深度15.2米,电梯井位置最大开挖深度达22米,土方量约60万立方米。根据地勘报告本工程土方开挖范围土质主要为杂填土、淤泥质粉质粘土、粉土粉砂层及粉细砂层。本项目属于深基坑项目并且紧邻长江,降水隔水问题迫在眉睫。

为减小基坑内抽降承压水对周边环境造成影响,本项目基坑采用800mm厚,51.5m深TRD等厚度水泥土搅拌墙隔断坑内外承压水的水力联系。

武汉复地汉正街项目TRD工法应用

现场照片

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结束语

本项目地理位置极为复杂,北侧中山大道位于地铁6号线上部,南侧长堤街大多为老式居民房,距离长江仅有2公里左右,西侧多福路为人流密集区,东侧为项目办公区。为保证基坑周边安全,尽可能减少地面沉降,根据多方专家数次讨论,最后研究决定采用TRD止水帷幕,该施工工艺可以有效的隔断基坑内外侧承压水,提高基坑内降水效率,有效保证了土方开挖的顺利进展,且开挖能力强,工期短以及经济性强,可以大大缩短工期、减少工程造价,提高施工的安全性,施工精度高,对土体扰动较小,进而保障项目稳步前进。

文章
来源

来源:中建五局三公司

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。

武汉复地汉正街项目TRD工法应用

武汉复地汉正街项目TRD工法应用

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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