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TRD 在卵石地层中施工的创新及应用

TRD工法 2019年6月14日 项敏 132

TRD 在卵石地层中施工的创新及应用


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摘  要

TRD工法在指坚硬卵砾石地层以及含有较多障碍物的地层中施工困难。针对性的提出了分别针对卵砾石夹层和深厚卵石层的施工方法,通过局部突破口引孔以及间隔引孔等方法,实现了TRD施工技术的创新,TRD施工效率增加机械磨损减小,在实际工程中取得了良好的效果。


关键词:TRD工法;清障


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绪 论

我国工法研究现状与国外先进水平的差距较大,我国的桩基础施工工法研究比较落后,桩工机械制造企业在主机研发投入了许多人力物力,在工法研究上的投入少。一些企业开展了桩基础施工工法研究,但是原创工法仍然很少,现在国内常见的一些地基处理工法如高压旋喷桩、三轴搅拌桩、TRD工法等,均为从日本引进。我国桩工工法的在机械与施工技术方面与日本相比存在很大的差距,即使是从日本引进的工法,也不能达到日本的施工技术水平。TRD工法在日本的施工实践表明,能够在卵石层里顺利施工,但是在中国,因为施工技术水平不高,施工现场管理不善,卵石层经TRD切割搅拌后不能有效悬浮,沉淀在槽底,造TRD重复破碎卵石而无法施工。TRD施工过程中一个非常重要的指标是泥浆粘稠度,需用table flow试验实时监控,控制泥浆粘稠度和流动度在适度的范围内,泥浆才能悬浮卵石,防止卵石在过短的时间内沉积到槽底。不对泥浆粘稠度进行监控,在软黏土层和砂土层切割成墙不大会出现重复破碎的问题。而在卵砾石层中施工,照搬在土层施工的经验,对泥浆粘稠度不实时调控,施工会出现巨大的困难,不得不引进其它施工机械进行组合施工。

日本工程界能不断开发出适用的的工法且持续创新,有其特别的社会组织措施。日本地盘学会下设各种分会,由各专业施工企业和机械制造企业组成,实行会员制,工法由施工企业联合研发,共享知识产权。而国内的施工企业没有组成类似的工法研究联合组织,同类施工企业之间恶意竞争,相互压价低价中标,或者相互勾连串标围标,更谈不上联合进行技术研发。


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TRD工法

TRD工法(Trench Cutting Re-mixing Deep Wall Method),又称渠式切割水泥土连续墙技术,由日本神户制钢所在1993研发成功,2009年开始进入中国,最早应用于浙江杭州。目前TRD施工机械已经实现国产化,但是性能上与日本机械还存在较大差距,仅能够在土层条件简单成墙深度不大的工程中应用。2012年形成浙江省工程建设标准《渠式切割水泥土连续墻技术规程》DB33/T1086-20122013年形成国家行业标准《渠式切割水泥土连续墙技术规程》JGJ/T303-2013上海市的TRD地方建设标准《等厚度水泥搅拌墙技术规程》(上海规范)也于2018年6月1日发布实施。

TRD工法,其施工原理不同于SMW工法和高压旋喷桩,是一种新型的水泥土搅拌墙施工工艺,克服了原有搅拌墙施工技术的缺点。TRD工法将传统的螺旋钻杆水平分层搅拌方式创造性的变革为锯链式切割箱,沿墙体深度切割搅拌喷浆,锯链式切割箱由液压马达驱动,切割箱每节3.65m分段接长(注:TRD-E,TRD-EN型切割箱为4.88m)、切割箱挖掘至设计墙底标高后,再横向推进切割,同时在切割箱底部喷入切割液或固化液,使其与成墙深度范围内原位土充分搅拌形成混合泥浆,混合泥浆经一定龄期固化后形成高性能的水泥土连续墙。TRD连续水平推进切割搅拌确保了围护结构无缝隙,避免了SMW工法常出现的桩体开叉的现象。由于TRD特殊的施工机理,不会出现地下连续墙在接缝处的漏水现象。上下回转切削搅拌成水泥土混合浆液,确保了墙体在深度方向上的均匀性,而SMW工法桩会因为土层的分层而出现墙体的不均匀。


TRD工法的技术特点

设备高度10m左右,较传统设备如三轴搅拌桩机拥有极高的安全性;

成墙深度可达60m;施工精度高,通过切割箱中的插入式倾斜计,对切割搅拌成墙状况进行实时监控,墙体垂直度可以控制在小于1/250;

等厚度成墙,墙厚550~950mm,可以按50mm模数进行调整;

墙体连续无搭接和冷缝,内插H型钢等芯材的间距可设计需求布置,没有三轴搅拌桩内插型钢的间距限制;

墙体品质深度方向均一,切割箱体在墙体垂直方向上整体切割搅拌喷浆混合,形成均质的水泥土连续墙。


TRD工法可广泛应用于基坑止水帷幕、内插型钢可作为基坑支护止水二合一墙体、超深地下连续墙槽壁加固等领域,适应于粘性土、砂土、砂砾及砾石层等地层,在标贯值30击以上50以下的密实砂层以及单轴无侧限抗压强度不超过5MPa的软岩中也适用。



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技术路线

TRD工法在指坚硬卵砾石地层以及含有较多障碍物的地层中施工困难。针对性的提出了分别针对卵砾石夹层和深厚卵石层的施工方法,通过局部突破口引孔以及间隔引孔等方法,实现了TRD施工技术的创新,TRD施工效率增加机械磨损减小,在实际工程中取得了良好的效果。


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引  言

随着城市化进程的大力开展,海绵城市和城市综合管廊全面铺开,地下设施在各种建筑中所占的比例越来越高,在地下设施及基础施工开挖过程中,为确保施工安全及提供地下结构施工作业面,必须对基坑进行有效的支护。在东南沿海及长江下游平原地区的软土基坑中,一种常见的支护方式为SMW工法桩,直径850mm的三轴型钢水泥土搅拌桩,适用于开挖深度不大于11m的基坑。随着工程建设的发展,出现了越来越多的深大基坑,如某井筒式地下车库的开挖深度达到34m。深大基坑的出现对基坑支护提出了更高的要求,常规传统的基坑支护方法很难满足这些苛刻的要求,于是一些新的基坑支护工法如雨后春笋般出现,给工程人员提供了更多的选择。但是每一种工法都有它自己的适用条件,以及最优使用环境,只有在合适的地层、周边环境以及设计要求,才能发挥最合适的作用。


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TRD施工原理和常规工艺

TRD切削刀具挤压在地层侧面向上切削,切削下来的土体被回转运行的切削刀具以及流动的泥水带向上方,经过箱式刀具链节与切削沟槽的墙壁的间隙向后方流动。刀具在向上切削搅拌的同时,主机作横向水平移动。被切削下来的土体与切削液以及固化液在原位置混合。因为刀具链条的转动,泥水混合物形成漩涡产生局部对流,固化液与切削下的土体充分搅拌、混合。固化液与原位土均匀混合,可以在砂砾地层中提高墙体的抗渗性能,避免在粘性土层中墙体里出现泥土团块。因为TRD优越的止水性能,非常适用于垃圾填埋场防止渗滤液泄露,防止大坝基底防渗墙中坝体出现渗透破坏。


TRD 在卵石地层中施工的创新及应用

TRD机械示意图


TRD 在卵石地层中施工的创新及应用


TRD 在卵石地层中施工的创新及应用


TRD连续水平推进切割搅拌确保了围护结构无缝隙,避免了SMW工法常出现的桩体开叉的现象。由于TRD特殊的施工机理,不会出现地下连续墙在接缝处的漏水现象。上下回转切削搅拌成水泥土混合浆液,确保了墙体在深度方向上的均匀性,而SMW工法桩会因为土层的分层而出现墙体的不均匀。

 TRD 在卵石地层中施工的创新及应用 

TRD施工的水泥土搅拌墙最大深度可达60m,期墙体均匀好、止水隔水性能优越,可作为各种深度基坑的围护结构以及深度超过50m的止水帷幕。常见的适用土层有黏性土、砂土、直径小于100mm的砂砾及砾石层,对于标贯击数达50~60击的密实砂层和无侧限抗压强度不大于5MPa的软岩地层,经过试成墙验证后也能使用。

由于古地理环境及气候的演变,杭嘉湖平原经过多次海相和河流相沉积,所以第四纪沉积物结构复杂,在地层竖直方向上,底部常为洪冲积相的粘土混砾石层,中下部为河流相砂砾石和河湖相粉质粘土沉积,上部为海相及海陆过渡相淤泥质粉质粘土、粉砂土层。土层上部为硬塑,中部为可塑,上部为软塑。河流相沉积物的粒度变化受古河道演变和展布方向的控制,明显具有纵横向分布,且数次海退过程中在古钱塘江两岸沉积了卵石层。

在砂砾石地层TRD的施工工效,只相当于软土和粘土地层的1/10,且施工机械损耗严重。因此有必要试验探索研究出新的施工方法,应对在卵石层中TRD施工存在诸多难题。



杭政储出(2012)63号地块商业金融业用房停车场TRD工法应用

 TRD 在卵砾石夹层的施工方法

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工程概况

杭政储出(2012)63号地块商业金融业用房停车场位于杭州市上城区钱塘江边,地下空间为3层地下室,地下室底板垫层底埋深为14.3m。采用850mm等厚水泥土地下连续墙内插型钢(H700×300×13×24@600)兼作基坑的围护结构和止水帷幕,属于一墙两用的基坑围护。水泥土地下连续墙采用P.O.42.5级普通硅酸盐水泥,水泥掺量25%,水灰比1.5。在受力大且复杂的位置设两道钢筋混凝土水平内支撑,在围护结构受力较小的基坑规则处设三道预应力型钢组合支撑。结合地下室开挖边线的平面形状及周边环境,内支撑采用角撑结合对撑的平面布置。内支撑采用H400×4000×13×21型钢(Q345)标准件,钢围檩采用双拼H400×400×13×21型钢(Q345),立柱桩采用H300×300×10×15(Q235),支撑连接梁和立柱剪刀撑采用槽钢28c(Q235)。支撑结构为土方工程留出了较大的挖土空间。出土口采用双排桩支护;坑内采用疏干井降水,坑外降水至-6m

本项目基坑开挖深度范围内为粉砂土地层,且临近采用SMW工法做止水帷幕的基坑均曾出现渗水事故。经综合考虑,决定采用止水性能优越的TRD做止水帷幕。

基坑施工影响范围内的土层自上而下为:杂填土、砂质粉土、粉砂、淤泥质粉质粘土、粉砂、全风化凝灰岩、强风化凝灰岩、中风化凝灰岩。

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旋挖机与TRD组合施工

基坑采用TRD工法施工止水帷幕,双重控制墙体施工深度:TRD墙底达到-30m且至少进入7-1全风化凝灰岩1m。

在施工过程中发现原地勘报告未反映真实的工程地质情况,没有揭示6-1卵石层。TRD在场地东南角切削时遇到坚硬地层,施工困难且机器弹跳剧烈,切割刀具不能达到设计深度。施工补充勘察发现,在场地东南角分布6-1卵砾石层,勘探孔范围内揭示厚度约1.20~-1.90m。钻头进入砾石层后,原先用于上层取土的硬质合金钻头已经无法有效钻进,更换为人造金刚石钻头后才能钻进,相对于上部土层钻进,钻机钻进速度明显变慢。卵砾石呈灰-灰黄色,磨圆度一般,呈亚圆状,成分为石英砂岩和凝灰岩,胶结程度一般,其余为砂和粘性土填充,粒径在20~50mm颗粒含量大约55~60%,粒径2~20mm颗粒含量约占15%。用重型动力触探试验测试砾石层密实度,实测50击探头才进入5cm,综合判定该层卵砾石层为密实状态。

基于TRD施工遇到极大的障碍,因此采用回转钻机GPS-10型引孔清除障碍物,因为缺乏有效的泥浆循环工作,钻进泥浆未能悬浮携渣带出卵石,卵石在钻孔底沉积而形成钻头对卵砾石的重复破碎,极大的影响了钻进效率,回转钻机清障同样出现了施工困难的问题。经过谨慎分析和比较,决定采用旋挖机引孔清障。旋挖机钻斗取出的渣土除去卵砾石,回填到前一个旋挖机桩孔。此种全断面引孔方法施工进度缓慢,每天仅能引孔4到5个,且旋挖机施工成本过高,TRD机械未能发挥出最佳工效。为探索合适的施工方法和施工参数,因此决定开始逐步试验新的施工方法:


1 旋挖机局部断面引孔。

TRD先行切割地面至6-1粉砂地层底部这27m深度范围内的土层,清水切割不注浆,切割完成一个5m施工段后,旋挖机紧随而上,采用捞渣钻头穿透27m深的混合泥浆到达卵砾石层顶部,将密实的卵砾石全部取出。此工艺的潜在难点在于旋挖机的钻头能否到达卵砾石夹层顶部取渣,因为旋挖机钻头和钻杆需要穿越比重大于1.5深度为27m的泥水混合物,且泥沙分离沉积到孔底可能会造成埋钻。

TRD 在卵石地层中施工的创新及应用

2 如果第1步试验取得成功,则进行第2步试验。

由旋挖机在TRD先行清水切割完成的位置,在卵砾石夹层已经引孔成功一个的基础上,再引2个孔,共三个孔形成一个长度约2m的大先导孔,此先导孔的长度和宽度要大于TRD链锯箱的长度和宽度。然后将链锯切割箱从先导孔下放到达-30m,然后开始横向切割。先导孔位置处的卵砾石夹层有2个自由面,理论上比未经引孔的竖直下切施工容易,用这个步骤的试验验证此设想是否成立。

在2015年7月17日下午,1、2两步试验施工成功。利用旋挖机引孔清障,因为旋挖机引孔速度快于TRD横向切割,TRD成墙速度恢复到正常地层的施工速度,加快了基坑围护结构和止水帷幕的施工速度,大大扭转了此前被动的局面。按此方案旋挖机引孔单孔耗时40分钟左右,TRD施工能力控制两种机械组合施工清障的进度。

由于施工现场条件的限制,未能进行进一步的试验。当现场条件满足的情况下在别的工程中可以试验:旋挖机改用螺旋钻头钻入,搅动降低卵砾石层密实度,观察TRD能否顺利切割穿透卵砾石层到设计深度。

在试验成墙施工中出现了以下一些问题:

1旋挖机捞渣钻头下放到位取土完成后,混合泥浆比常规钻孔桩的泥浆比重大许多,因为钻头与混合泥浆之间的真空抽吸,以及钻斗、钻杆与混合泥浆之间的摩擦,提升钻头出现困难。在试验段的第一个旋挖机引孔过程中发生一次严重的卡钻,旋挖机操作耗时近十分钟才摆脱,对旋挖机的安全施工造成重大威胁。对于更大深度的TRD成墙能否采用此方法引孔清障尚是一个未知数。

最终确定的施工方法见示意图3.6:

TRD 在卵石地层中施工的创新及应用


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实施效果

首段TRD墙体切削搅拌施工完成28天后,取芯检查成墙质量(图6),取芯结果表明成墙质量均匀。基坑监测分为三阶段,第一阶段为第一道型钢支撑安装并完成施加预应力后,土方开挖至由标高-3.400m至-6.200m的过程。第二阶段为土方开挖由标高-6.200m到-9.200m的过程。第三阶段为第二道支撑安装完成并

施加预应力后,土方开挖由-9.200m至-14.500m。

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3.1第一阶段监测数据分析

按照设计要求,需要将基坑外侧的地下水降至标高-6m以下,如图7所示,基坑外侧水位埋深SW2基本保持在-6m左右,SW3水位埋深保持在-8m~-9m之间,所以SW2和SW3处地下水位的情况相同。

第一阶段土方开挖坑内逐步卸荷,静止土压力转变为主动土压力,从图7中CX1和CX2在2015年9月15日的土体位移变化相差不大,第一阶段CX1位置最大变形量也只有30mm左右,与CX2最大变形量相差不多。所以传递至支撑上土压力大小基本相同。


3.2第二阶段监测数据分析
如图3.8中所示,基坑外侧水位埋深SW2基本保持在-6m~-7m,而SW3水位

埋深逐渐下滑到-7m~-8m之间。传递至钢支撑水压力大于砼支撑。SW2位置处水压力略大于SW3位置处水压力。总体水位情况相同。

分析第二阶段施工工况下砼、钢支撑受力情况,从图7、表5和表6中体现出,采用2015年11月17日的CX1和CX2土体位移变形量的监测数据。CX2处最大土体位移变形量比CX1处最大土体位移变形量稍大,两者相差4mm左右。CX1和CX2位置处在第一道支撑中心标高的深度土体位移变形量想着相差不大。


3.3第三阶段监测数据分析

根据图3.8中所示,基坑外侧水位埋深SW2基本保持在-6m~-7m,SW3水位埋深逐渐下滑到-7.3m左右。传递至钢支撑水压力大于砼支撑。SW2和SW3位置处水压力差距越来越小并稳定。

分析第三阶段下砼、钢支撑受力情况,如图3.9所示,采用2015年12月5日CX1和CX2土体位移量作对比。基坑开挖深度增加土体不断向坑内发生水平位移。CX2土体位移数据变化量比CX2土体位移数据小。可见随着支撑数量增加,型钢支撑位置变形速率在逐渐变小。CX1处最大土体位移变形量比CX2处最大土体位移变形量稍大,两者相差3mm左右。CX1和CX2位置处在第一道支撑中心标高的深度土体位移变形量相差不大。

基坑开挖过程,各地下水监测点均能降到各工况所需的设计水位(图3.8),仅在一处基坑阳角发生轻微渗水。基坑施工过程中,最大深层水平位移为42mm(图3.9)。周边邻近既往基坑因地下水渗漏引发的事故,在本工程施工过程中没有出现。

TRD 在卵石地层中施工的创新及应用TRD 在卵石地层中施工的创新及应用

河流相沉积的软土地区深基坑工程中,有时会遇到卵砾石夹层,会极大的降低TRD的施工效率,加大了机械磨损,增加了施工难度。采用旋挖机清除密实卵砾石层配合TRD施工,可极大的提高施工效率且保证成墙质量。

在岩土工程施工方法受地质条件、周边环境、资金投入、地区机械设备等诸多条件限制,资金投入少的可能施工进度慢,施工速度快的方法可能造价高,要取得最合适的施工方法,必须综合考虑各方面的条件和限制因素,就像带着镣铐跳舞,不仅要精通岩土工程的科学性也要兼顾岩土工程所具有的艺术性,才能跳出最美丽的舞蹈。



杭政储出(2012)63号地块商业金融业用房停车场TRD工法应用

TRD 在深厚卵石层中应用

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工程概况

拟建地下商业街及地下停车库,兼作人防工程。拟建场地地貌单元属新安江一级阶地,东西全长约866m,南北全长约83m,主体宽26.1m,主体覆土2m,层高5.0m,埋深8.3m,基坑挖深为7.75m,支护周长约2088m,利用结构顶板进行盖挖施工,基坑两侧为浅基础的商业店面、居民小区等。故基坑围护结构的选择非常重要。

根据地勘报告,基坑开挖施工影响范围内的地层有:1杂填土、2粉土夹粉质粘土、3粉细砂、4圆砾、5-1强风化粉砂岩、5-2中风化粉砂岩、6-1强风化千枚岩、6-2中风化千枚岩,如图2所示。根据野外钻孔揭露、原位测试及取样进行的(岩)土工程试验成果资料,本次勘探所达深度范围内的地层有:1杂填土、2-1粉土、2-2粉质粘土、3粉细砂、4圆砾、5-1强风化粉砂岩、5-2中风化粉砂岩、6-1强风化千枚岩、6-2中风化千枚岩。现将各岩土层的物理力学性能叙述如下:

1、杂填土(Qml):杂色,稍湿,松散,上部为0.5~0.8米混凝土或柏油路面及垫层,下部成分为粉土、碎石、建筑垃圾等,局部下部存在老建筑基础。回填时间10年以上,已完成自重沉降。

2-1、粉土(Q4al):灰黄色、稍湿~湿,稍密,砂质感较强。

2-2、粉质粘土(Q4al):灰黄色,稍湿~湿,可塑~硬塑。稍有光泽,摇震反应中等,干强度及韧性中等。

3粉细砂(Q4al):灰黄色,湿~饱和,松散。自上而下砂质含量增高,含有少量粘粒,颗粒间稍有粘结,矿物成份为石英和长石。

4圆砾(Q4al):灰黄色,饱和,主要呈中密状态。卵、砾石含量约占70%,砂粒组含量占20%~25%,粉、粘粒组含量占5%~10%。粒径一般1~5cm,大者可达10cm以上,次圆~圆状,卵、砾石母岩成分以硅质岩、砂岩、花岗岩、脉石英等为主。

5-1强风化粉砂岩(J2h):紫红色,稍湿。岩性较软,手捏易碎,部分地段或顶部风华强烈,具粘性土特征。岩芯采取率低,主要呈碎屑、碎块状,岩体基本质量等级为V级。

5-2中风化粉砂岩(J2h):紫红色,稍湿,粉砂质结构,中厚层状构造。岩性较软,手掰不断但指甲可刻划,敲击声哑。裂隙发育,岩芯以块状、短柱状为主,少量长柱状,块径3~5cm,短柱柱长5~10cm,长柱柱长11~25cm。岩体完整程度属较破碎,为软岩,岩体基本质量等级为V级。

对本围护结构施工施工影响较大的为圆砾层,物理力学性能叙述如下:灰黄色,饱和,呈稍密~中密状态。砾石成分主要为硅质岩、砂岩、花岗岩、脉石英等,分选性、磨圆度良好,呈次圆~圆状,充填物主要为粉细砂、中砂、粗砂等,上部充填物含量稍高。颗粒级配为:20-40mm占18.4~47.8%,2-20mm占22.6~49.6%,0.5-2mm占4.5~20.2%,0.5-0.25mm占1.6~9.8%,0.25-0.075mm占0.6~6.6%,0.075以下占5.4~31.5%。该层动力触探N63.5的锤击数为11.2。

全场地分布,最薄处为2.80米,最厚处为9.10米,平均厚度为5.97米。

TRD 在卵石地层中施工的创新及应用


根据勘察资料,该场地地下水水量丰富,主要分布为:1、上层滞水,赋存在1杂填土中,水量不丰富。2、孔隙水,分布在粉细砂层、圆砾层及强风化基岩层中,具承压性,水量丰富。钻孔内静止地下水位埋深2.50~4.40m,。地下水类型为上层滞水及潜水。抽水试验确定的渗透系数为98.65m/d,影响半径为163.88m。地下水的主要补给来源是大气降水,地下水的径流受地形条件控制,区内地下水的径流方向自北向南,排泄至新安江。基坑距离新安江约为700m。

综合现场情况、施工技术、工期要求等情况,采用的支护方案为:

(1)地下商业街出入口采用大直径旋挖咬合桩兼作支护桩及止水帷幕,其余范围采用700mm厚TRD水泥土地下连续墙内插H型钢兼作支护桩及止水帷幕;

(2)地下停车库范围设置一道预应力型钢组合支撑,地下商业街部分借用结构顶板作支撑;

(3)坑内坑外均不设置降水井。

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3.11 黄山某基坑支护墙(单位:mm


1.水泥土地下连续墙采用 P.O.42.5 级普通硅酸盐水泥,水泥掺量不小于

25%,水灰比 1.0~2.0。当施工范围无造浆土层(黏土)时,切割前应往导渠内填 入膨润土。

2、水泥土地下连续墙底标高为-13.200(相对标高)或者穿透强风化基岩,但是 不得小于-11.700(相对标高)。


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施工过程

旋挖机引孔直径800mm,钻孔间距1300mm—1500mm,此间距在TRD切割过程中在卵砾石层中形成合适的临空面,达到兼顾工效和施工成本。

卵砾石层下卧全风化粉砂岩,泥土状,韧性大,时常糊住旋挖机捞砂斗,形成泥包,旋挖机取出后可用于造浆防止引孔过程中孔壁过度坍塌,减小旋挖机引孔工作量。旋挖机引孔取出的土体去除粒径大于30cm的卵石,然后回填。

 TRD 在卵石地层中施工的创新及应用


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挖机回填后TRD跟进切割,采用一步切割法成墙。切削液采用膨润土浆液,因地层中卵石和砂含量高,利用膨润土的保水性,增加水泥土的变形能力,提高墙体抗渗性能。膨润土增加了水泥土浆液中的黏粒含量,增大水泥土浆液的粘度和稠度,可悬浮粒径更大的卵石,防止过多的卵石沉积在TRD墙体下部,提高墙体均匀性。另添加膨润土浆液可减少TRD切割刀具与砂石之间的摩擦,降低合金刀具磨损速度。旋挖钻机先引孔取土,挖机立即向钻孔内回填已完成段TRD工法成墙时的废弃泥浆(最开始成墙时回填黄泥),并控制混合泥浆比重为1.8~2.0,最后用TRD设备以“一步施工法”成墙。旋挖钻孔的直径为800mm,中心距为1300mm。

TRD 在卵石地层中施工的创新及应用 

TRD 在卵石地层中施工的创新及应用

成墙后插入型钢,部分位置因墙体底部卵石沉积,型钢难以插设到设计标高,可用振动锤辅助插设。经过试成墙施工,3台旋挖钻机引孔速度与TRD设备切割成墙的速度一致,TRD与旋挖机按照1:3的比例配置,效果最优,平均横向推进速度为2.0~3.5m/h,能够发挥两种机械组合施工的最大工效。


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成墙效果

为尽快确定成墙效果,在TRD施工7d后即钻孔取芯。钻孔深度为13.2m,上部11m范围的芯样较完整,底部2m因圆砾粒径较大难以取得完整芯样,但是取上来的较小圆砾周围紧密包裹水泥土,如图10所示。后为提高芯样的采取率,避免水冲对芯样的破坏,采用双管单动的取芯方式,在钻孔底部仍然难以获得完整的芯样,但是取芯孔内的注水试验可以证明底部水泥土墙的可靠性。1#取芯孔注水16h后孔内水位下降46cm2#取芯孔注水25h后孔内水位下降60cm。钻孔时场地内地下水位埋深为4m,取芯孔直径为108mm,该段水泥土墙的深度为13.0m,可计算得水泥土的渗透系数[50]1.31×10-6cm/s,可满足抗渗要求。

 

TRD 在卵石地层中施工的创新及应用


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小  结

卵石层经TRD切割搅拌后不能有效悬浮,沉淀在槽底,造成TRD施工过程中重复破碎卵石而施工困难。TRD施工过程中一个非常重要的指标是泥浆粘稠度,泥浆粘稠度高则能有效悬浮卵砾石。控制泥浆粘稠度和流动度在适度的范围内,需要用table flow试验实时监控,防止卵石在过短的时间内沉积到槽底。在软黏土层和砂土层切割成墙不大会出现重复破碎的问题。而在卵砾石层中施工,照搬在土层施工的经验,对泥浆粘稠度不实时调控,施工会出现巨大的困难,不得不引进其它施工机械进行组合施工。

根据岩土工程工法应用推广过程中遇到的设计、施工等技术困境,从工程的实际需求出发,通过文献研究法、走访调查法、案例研究法等方法研究,实现了TRD工法的施工创新性应用,扩大了TRD法的应用范围,具有一定经济价值和社会效益。

TRD工法在指坚硬卵砾石地层以及含有较多障碍物的地层中施工困难。针对性的提出了分别针对卵砾石夹层和深厚卵石层的施工方法,通过局部突破口引孔以及间隔引孔等方法,实现了TRD施工技术的创新,TRD施工效率增加机械磨损减小,在实际工程中取得了良好的效果。


TRD 在卵石地层中施工的创新及应用


文章
来源

《卵石地层中围护桩施工工艺的创新及应用》
作者:汪强


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。

TRD 在卵石地层中施工的创新及应用


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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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