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TRD工法结合高强GZH管桩的应用

TRD工法 2019年9月17日 项敏 125

TRD工法结合高强GZH管桩的应用

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摘  要

摘    要:该方法通过链锯式刀具横向移动、挖沟、注浆并混合搅拌原位置的泥土进行水泥土墙浇筑,选用更为经济的  GZH 高强支护管桩插入 TRD 等厚度水泥土墙,实现了支护墙、止水墙两墙合一,优化了施工成本。 本文就该技术做出了相关的研究与应用,并提出了一些结论和建议。


关键词:TRD工法;GZH管桩;精度


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前言

随着国内经济的飞速发展,各大城市建设如火如荼,高楼大厦林立 而起,深基坑的应用亦呈现出井喷态势。然而传统基坑支护施工工艺在成墙深度、均匀度、连续性,表面平整度、厚度以及墙体刚度、止水性等方面都已不能满足工程超大面积一级深基坑设计要求。因此,为顺应建设工程大潮,冲破深基坑施工瓶颈,引入并不断完善TRD工法已迫在眉睫。


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工艺特点及原理

2.1施工精度高

采取架设定位架、严控送桩时间等多项措施精确控制TRD等厚度水泥土墙内GZH高强支护管桩送桩的垂直度和桩身成桩标高,确保管桩送桩施工精度。


2.2施工成本低

与采用H型钢支护、排桩+三轴止水支护、地下连续墙相比,采用GZH 高强支护管桩可节约钢材用量、优化施工成本。


2.3施工稳定性好

在注浆成墙后 1~2h 实施 GZH 高强支护管桩送桩,避免了桩身快速下沉造成质量事故,同时桩机切削器在整个施工过程中始终位于地面以下,施工过程侧翻、倾倒事故为零。


2.4成墙质量高

基于TRD 工法连续施工造墙,水泥土搅拌均匀,墙体厚度、密实度一致,确保了墙体高连续性和高止水性。


2.5适应性强

适用于建筑基坑围护和止水帷幕、建筑物基础和堤坝基础、影响截  断工程位移和高速公路路基抗滑坡,适应工程范围广;同时可在砂、粉砂、粘土、砾石等一般土层中施工,止水深度可以进入软质强风化岩隔水层,适应地层范围广。


2.6工艺原理

(1)TRD 工法将在链轨节上装有刀具的多节箱体插入地下,在刀具一边回转,一边沿地基作横向水平移动的同时,由箱体内喷射出切削液、固化液,与原位置的土进行混合搅拌而形成等厚度水泥连续墙。TRD 工法连续成墙,接缝较少,墙体等厚,成墙质量高。

(2)高强 GZH 管桩是为满足深基坑工程支护需要而设计制作的一种新型围护桩。与一般的PHC 管桩相比,GZH 桩可承受更大的弯矩。采用高强 GZH 管桩代替 TRD 等厚度水泥土墙中的 H 型钢,即可延续高强度、稳定好的优点,又可节约钢材、优化施工成本。


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施工工艺流程及操作要点

3.1施工工艺流程


TRD工法结合高强GZH管桩的应用

TRD工法结合高强GZH管桩的应用

3.2施工操作要点


3.2.1施工准备

(1)施工现场进行场地平整,修筑施工临时道路。遇暗沟、低洼地等不良地质条件时应采取抽水、清淤、回填素土并分层夯实的方法,确保现场道路承载力满足桩机和起重机械平稳行走要求。

(2)遵循“从整体到局部,先控制后碎部”的原则,从甲方所提供的坐标基准点开始,按照设计图进行放样定位及高程引测工作并做好永久或临时标志。

(3)放样定位后做好测量技术复核单,提请监理方进行复核验收签证,确认无误后进行搅拌施工。


3.2.2开挖沟槽、桩机就位

(1)根据基坑围护内边控制线,利用挖掘机沿墙体水平延长方向开挖施工沟槽;

(2)在桩机行走区域回填表层土,用履带式机械反复压实 5 次;

(3)在沟槽两侧及桩机停留区域铺设钢板分散压力,从而保证 TRD工法正常施工;

(4)沟槽开挖完成后,清除沟槽内石块、余土等影响 TRD 工法施工的杂物;

(5)根据桩位信息设置定位线;

(6)在工程指定位置组装 TRD 主机与刀具;

(7)指挥桩机移位,在桩机移动前,应看清上下、左右各方面的情况,若发现有障碍物应及时清除;

(8)移位结束后,检查桩机定位偏差,并按桩机上的电子水平和垂直器及时调整桩机和刀具的水平度和垂直度。


3.2.3土体切削、注浆搅拌成墙

(1)用挖掘机开挖深 3m、长 2m、宽 1m 的预埋穴;

(2)根据水泥土墙设计深度依次连接并自行打入切割箱以满足施工深度要求。切割箱自行打入过程中,从切割箱的前端端部注入挖掘液, 随切割链条的旋转与原位置土进行混合搅拌;

(3)挖掘地基达到设计深度后,切割箱开始横向挖掘至计划水平延长范围后(通常为 5m);

(4)切割箱回撤横移,充分搅拌混合挖掘液泥浆(在先行挖掘与回撤横移过程中均需注入挖掘液);

(5)切割箱回撤横移至切割箱打入位置后,停止注入挖掘液;

(6)切割箱前端端部开始注入固化液进行固化成墙;

(7)固化成墙范围至计划水平延长范围后,停止注入固化液;

(8)重复(3)~(7)步骤进行下一段土体切削、注浆搅拌成墙。

施工过程中,TRD 等厚度水泥墙垂直度由安装在切割箱内的测斜仪全程检测。若发现倾斜,及时用机身斜支撑和门架支撑修正切割箱,确保墙体的垂直度,斜支架能调整机身的前后向垂直度,门架能调整机身的左右向垂直度,通过反复的调整斜支架和门架,把成墙的垂直度控制在1/250 以内。

此外,挖掘液和固化液均应按设计要求严格控制配备,注浆系统监控固化液注入量,以确保土体搅拌质量和墙体强度。在挖掘液和固化液注入过程中应保证输浆管道不发生堵塞现象,若发现有管道堵塞现象, 应立即停泵以便进行处理。待处理结束后,刀具往回喷浆 50cm 后,再开始送浆。


3.2.4静置 1~2h、架设定位架

(1)TRD 等厚度水泥土墙成墙后静置 1~2h;

(2)移动定位钢架至水泥土墙体顶部,横跨在沟槽上部,微调定位钢架位置直至其两侧校准线与水泥土墙边缘齐平。该固定钢架的预留定位孔间距为 40cm,确保插桩后桩中心距为 1200mm 满足设计图纸的要求;

(3)考虑插桩过程中管桩壁碰擦定位架会造成位置偏移,现场采用土钉将定位钢架固定在沟槽外地面上。


3.2.5管桩起吊

(1)采用三点起吊法缓慢抬起高强 GZH 管桩;

(2)小钩下放,大钩缓慢起吊,直至桩身完全吊起成垂直状态;

(3)移动、旋转履带吊机将高强 GZH 管桩移动至桩位上方。在管桩起吊过程中,应拉设安全警戒线,安全线范围内禁止站人,保证安全施工。


3.2.6开始送桩、垂直度控制

(1)微调桩身位置,直至其对准定位钢架中的预留定位孔;

(2)吊机大钩缓慢下放,高强 GZH 管桩桩端接触、通过定位钢架中的预留定位孔;

(3)观察管桩桩端与预留定位孔的接触,若出现桩身碰撞定位钢架则应及时调整桩身位置并复查管桩桩端损伤;

(4)重复(2)、(3)步骤直至管桩桩端垂直、无碰撞进入预留定位孔;

(5)继续缓慢下放吊机大钩,管桩桩端通过定位钢架进入 TRD 等厚度水泥土墙;

(6)采用经纬仪实时监测桩身垂直度,在沉桩初期若垂直度偏差小于限制,则继续缓慢下沉管桩;若垂直度偏差超过限制,则需拔桩重新施工。

由于沉桩中后期高强 GZH 管桩桩身垂直度偏差较难修正,故开始送桩阶段是TRD 等厚度水泥土墙内高强GZH 管桩送桩垂直度精确控制的关键阶段,要求施工人员严格操作,实时监测并及时采取步骤(4)、(6) 中垂直度修正措施,确保高强 GZH 管桩桩端及桩身垂直、无碰撞通过预留定位孔进入水泥土墙。


3.2.7继续送桩、成桩标高控制

(1)继续下放吊机大钩,高强 GZH 管桩桩身在自重作用下缓慢下沉;

(2)开始沉桩 1h 时间后锤击打桩机就位;

(3)当管桩靠自重无法继续下沉后,拆掉吊机大勾,移走吊机;

(4)水准仪检测桩顶标高,若管桩桩顶下沉至设计成桩标高,则结束本根高强GZH 管桩沉桩;

(5)若管桩桩顶未下沉至设计成桩标高,先行试探性锤击沉桩:若桩身下降速度大于 50cm/锤,需适当减低柴油锤头阀门;若桩身下降速度维持在 30~50cm/锤,则可正常锤击沉桩;

(6)按 30~50cm/锤的下降速度继续辅助沉桩,水准仪实时检测桩顶标高,当管桩桩顶下沉至设计成桩标高结束沉桩;

(7)重复(4)~(6)步骤,逐根完成管桩沉桩。

TRD 等厚度水泥土墙内高强 GZH 管桩送桩成桩标高精确控制需做到三严控:严控 TRD 等厚度水泥土墙成墙时间和沉桩时间间隔;严控振动锤击桩机辅助送桩介入时间;严控锤击打桩机辅助沉桩时桩身下沉速度。


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项目案例

TRD工法结合高强GZH管桩的应用

南京海峡城一期居住社区中心E地块

施工深度:53m

施工延米:约200m

墙体厚度:850mm

    GZH管桩型号:800mm×25m


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小  结

本方法比传统工艺施工节约成本:工期短、造价低、多用途、环境影响小、可用作建筑物本体,止水围护效果好,节省了混凝土与钢材资源,   不存在地下障碍物造成二次污染,提高了施工管理水平,促进基坑围护施工技术的发展。如采用其它工法建造的相同性能墙体厚度为 1.0~ 1.3m,而且厚度难以控制。采用本方法墙体厚度仅需 0.8m 且厚度均匀可控,可节约土地、钢材、水泥,减少临时埋设物拆除和场地复原的工作量, 明显降低造价。

文章
来源

《施工技术》

编辑整理:项 敏

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TRD工法插型材案例


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。

TRD工法结合高强GZH管桩的应用


TRD工法结合高强GZH管桩的应用


        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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