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深大基坑TRD渠式切割水泥土连续墙施工技术研究

TRD工法·超高压旋喷 2020年2月18日 项敏 76

深大基坑TRD渠式切割水泥土连续墙施工技术研究

阜阳高铁西站站前广场TRD工法应用

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摘 要

摘要:结合阜阳高铁西站站前广场区域地下水位对沉降影响敏感的特点,系统研究总结了TRD渠式切割水泥土连续墙施工工艺、关键技术参数、质量控制要点。对比TRD渠式切割水泥土连续墙、地下连续墙、MJS止水桩、RJP旋喷桩等多种止水方式,得出在地下水位对沉降影响敏感区域,采用TRD渠式切割水泥土连续墙接缝少、功效高、成本较低、止水效果明显的结论。项目采用多种止水方式组合应用,解决了区域地下水位对沉降影响敏感的技术难题。

关键词:TRD;MJS;RJP


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工程概况

深大基坑TRD渠式切割水泥土连续墙施工技术研究


阜阳西站站前广场项目位于阜阳市高铁片区,包括落客平台及匝道、地下空间、配套场站、航颖路下穿通道、集散道路、基坑支护等工程,工程总造价21亿元。广场地下空间设计考虑了公路下穿通道及地铁车站等合建,广场基坑外轮廓线长700m、宽230m、深7m,合建段坑中坑底内轮廓线长为248m、宽70m、深18m。站前广场横断面及TRD平面布置如图1、图2所示。


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阜阳市位于一个范围较大的地面沉降区,区域地下水位对沉降影响敏感。该项目方案以控制区域内地下水位为目标,下穿通道区域在原有三轴搅拌桩止水帷幕外侧增设TRD水泥土连续墙,端部与原有地下连续墙采用MJS工法桩进行封闭,工程数量总计973m。土方开挖过程中加强监测,严格控制坑内疏干降水对周边地下水位的影响。

水文地质条件:第1层素填土主要赋存上层滞水,受地区地表水及大气降水的影响及控制。第3-1层、第3-2层、第5层、第7层土中的地下水为承压水,经观测承压水头高1.5-2.0m,主要为侧向径流补给及排泄。勘M间测得场地稳定混合水位埋深1.50-3.10m,历年水位变化在地面下1.00-4.00m。土层平均容重取1.96*10^3kg/m3,渗透性系数如表1。

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技术要求

2.1设计要求

水泥采用强度等级不低于P.042.5级普通硅酸盐水泥,水泥掺人比不小于25%,水灰比宜取1.0-1.5;水泥土28d无侧限抗压强度标准值不小于l.OMPa。渠式切割水泥土连续墙的抗渗性能应满足墙体自防渗要求,渗透系数不应大于1X1(T7cm/s。

TRD水泥土连续墙墙体厚度850mm,最深处进入第⑩层黏土层不小于1.5m;局部与现有支护桩冲突及施工场地受限位置,采用MJS工法桩进行搭接,深度同水泥土墙深度。


2.2质量标准

施工应满足《渠式切割水泥土连续墙技术规程》(JGJ/T303

—2013)的规定,未涉及项目应满足相关规范及标准。TRD成墙质量检验标准见表2。

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施工工艺

3.1施工准备

(1)除受结构物或场地等因素影响之外,施工前尽可能优化设计方案多采用TRD水泥土连续墙,减少MJS髙压喷射注浆止水桩数量。止水方式对比情况见表3。

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2)应掌握场地地质条件及环境资料,査明不良地质条件及地下障碍物的详细情,编制施工组织设计方案,制定应急预案。

(3)应进行场地平整,清除揽拌墙施工区域内的表层硬物和地下障碍物,场地便道应满足渠式切割机和起重机平稳行走、移动的要求,必要时应进行地基处理。

(4)施工区域应合理规划,TRD设备距离水、气、水泥浆等供应后台一般可达300-500m,置换出的泥浆及残留水泥浆的数量比较大,浆液应固化或拌干,按照环保等要求及时清理外运。

(5)施工机械的选用应综合考虑地质条件、周边环境、成墙深度及建设工期等因素,与其配套的机具性能参数应与成墙深度、成墙宽度相匹配。

(6)施工前选取代表性的场地进行现场试成墙试验并进行取芯检测,检验工艺的可行性以及成墙质量,确定实际采用的膨润土和水泥掺量、浆液配比、挖掘速度、回撤速度、喷菜速度、成墙步骤、切割箱导向垂直度、搅拌墙成墙垂直度、切削刀头等施工参数。

(7)施工方案应评估成墙施工的环境影响,采取针对性的环境保护技术措施。施工时应注意保护周边既有结构物,并对邻近结构物进行位移监测,并结合监测结果通过试成墙确定施工参数。邻近保护对象时,应控制渠式切割机的推进速度,减小成墙过程对环境的影响。

(8)充分了解工程所处水文地质情况,掌握设备的工效、状态情况。设备自重约180t,切割箱1t/m,配备必要的路基箱。45m深水泥土墙24h完成6-8m,25m深水泥土墙24h完成12-15m,置换水泥浆时间0.5m/h,考虑场地布置、净空要求等,合理安排设备5台。


3.2控制要点

(1)采用三步施工法完成搅拌墙体施工,即切割箱钻至预定深度后,首先注人切割液先行挖掘一段距离,然后回撤至原处,再注入固化液向前推进揽拌成墙,切割液和固化液的配比经过试验进行确定。

(2)挖掘液拌制采用钠基膨润土,每立方被搅拌土体掺人10%膨润土。固化液拌制采用P.O 42.5级普通硅酸盐水泥,水灰比1.0-1.5,水泥掺入量不小于25%。切削液由水、膨润土等混合而成,比率3%-5%,水泥土28d无侧限抗压强度大于1.0MPa。

(3)在切割箱箱体内应设置多段式测斜仪,保证施工水泥土搅拌墙过程中对墙体面内和面外垂直度的双向实时监控,根据实施监控数据对切割箱和成墙垂直度偏差进行及时纠正,使墙体垂直度在施工过程做到可控、可调,确保了墙体的隔水性能。

(4)后续施工的水泥土搅拌墙体应搭接已成型墙体不小于0.5m,严格控制搭接区域的推进速度,使固化液与混合泥浆充分搅拌,确保搭接质量。等厚度水泥土搅拌墙切割箱直线掘进成墙,在转角位置需将切割箱提出,调整方向后重新向下切削到设计标高后,为保证接缝质量,施工时每到转角处都应向墙体外侧多施工1延米,形成“十”字形式的转角接头。

(5)墙体搭接施工的间隔时间不宜大于24h,当超过24h,搭接施工中必须放慢切割速度保证搭接质量。若因时间过长无法搭接或搭接不良,应作为冷缝采用绝对坐标标示并记录,在搭接处采取措补双高压旋喷桩等技术措施,确保搅拌墙的连续性和止水帷幕的施工质量。

(6)成墙搅拌结束后或因故停待,切割箱体宜远离成墙区域不少于4.0m,并注人高浓度的挖掘液进行临时退避养生操作,防止切割箱被抱死。成墙搅拌结束或施工至转角时,宜配置大吨位吊车起拔切割箱,时间应控制在4h以内,将切割箱分段拔出同时注入等体积的混合泥浆。

(7)因故搁置超过2h以上的拌制浆液,应作为废浆处理,严禁再用。

(8)基坑开挖前应检验水泥土墙的强度和抗渗性能,判断止水帷幕的有效性。质量验收采用开挖检查、取芯或局部开挖透水检验等方法进行检验,钻心取样后留下的空隙应注浆填充。

(9)考虑工期紧张,实施过程中进行强度动态跟踪,分别钻取深3-4m段、10-11m段、15-16m段施工成墙后7d、10d、15d芯样,进行了水浸、滴定等试验,判断墙体底部较上部均匀,强度发展缓慢。

(10)进行坑内抽水试验,期间实时对路基位置、站房位置、基坑外侧的地下水位和沉降进行监测,并通过坑内外的观测井观察水位变化、抽水量变化等确认帷幕的止水效果和质量。


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施工现场

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结  论

区域地下水位对沉降影响敏感,项目采用了多种止水方式。与地下连续墙、MJS止水桩、RJP摆喷桩等工法相比,水泥土连续墙接缝少、功效高、成本低,止水效果明显;在不作为结构支护时,水泥土连续墙优势明显。各种止水方式的组合应用,解决了区域地下水位对沉降影响敏感的技术难题。


文章
来源

来源:《中国土木工程学会2019年学术年会论文集》

中铁北京工程局五公司

编辑整理:项 敏

资料来源于网络,如涉侵权请联系公众号




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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        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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