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TRD工法在基坑工程中的设计和应用

TRD工法 2018年11月12日 项敏 254

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TRD工法在基坑工程中的设计和应用
摘要

文章介绍了一个粉土圆砾地区的基坑工程的设计和实践。该工程基坑开挖深度 5.6 ~ 7.4m,地下水丰富,南侧和西侧为已建住宅区,环境保护要求较高,设计中围护桩TRD工法桩内插型钢,叙述了本基坑工程的设计和施工过程。实践表明,本工程结合信息化施工,确保了基坑周边环境的安全。文章通过实践及分析,得出了一些有价值的结论。 


关键词  

TRD工法;基坑;连续墙;水泥;设计 


0 引言

近十几年来,随着城市建设的不断发展,交通拥挤、停车困难等社会问题不断涌现,为解决这些问题,地下空间的开发利用不断深入进行。因此城市中心的基坑工程也越来越多,越来越复杂。 为了满足工程建设发展的需要,伴随而来的新技术也越来越多。


TRD工法在基坑工程中的设计和应用


渠式切割水泥土连续墙(TRD工法) 是近年来从日本引进的新技术。 该技术通过链状刀具的转动和横向移动, 对土体进行渠式切割和上下搅拌。该技术适用土层广泛,成墙深度大,墙体等厚度且均匀性好,隔水性好,工效高。 并且可内插型钢,待工程结束后对型钢予以回收,具有显著的经济社会效益, 在基坑工程中应用前景也比较广阔。

文章以苏州某基坑工程为实例,介绍渠式切割水泥土连续墙在基坑工程中的应用,并对施工过程和监测结果进行了分析总结,希望对类似工程有一定的参考价值。 


1 工程概况及地质条件


基坑西侧用地红线外为已建小区, 围护桩中心线距离用地红线2.9~3.8m, 距离小区约9m,小区均为桩基础。基坑南侧用地红线外为已建小区,围护桩中心线距离用地红线1.7~3.8m,距离小区约23m,小区均为桩基础。基坑东侧用地红线外为已建道路,围护桩中心线距离用地红线3.7~4.7m。基坑北侧用地红线外为已建道路,围护桩中心线距用地红线1.9-4.3m。

TRD工法在基坑工程中的设计和应用

本工程设整体一层地下室,工程桩采用钻孔灌注桩基础,基坑平面尺寸较大,周长约 1300m,基坑面积约90000m²,基坑开挖深度为5.6~7.4m。 属二级基坑。根据岩土工程详细勘察报告,基坑深度影响范围场地土层分布如下:

1-a 杂填土:松散,杂色,土性为粘质粉土为主,含石块、混凝土等建筑垃圾,桩基施工前应引起重视;1 -b 素填土:灰黄色、灰色,以粉质粘土为主, 夹少量碎石,含较多植物根茎,局部底部存在少量塘泥; 1 -c 淤填土:灰色, 松散,含较多的植物根茎和有机质,分布在拟建场地暗塘处;

2 粘质粉土: 局部为砂质粉土,含云母片,很湿;

3 夹淤泥质粉质粘土:灰色,流塑,含云母片, 夹薄层状粉土,含腐植质和未完全分解 的植物残骸;

4 含卵石圆砾:中密,灰 色,成分为砂岩、石英砂岩,粒径一般为0.6 ~ 2cm,最大可达7.5cm,粒径大于2mm 颗粒含量约占48% ~ 62%,部分变相为卵石,该层在纵向和横向均 所变化;5 -a 全风化钙质石英粉砂岩: 褐红色、浅黄色、灰色,上部土性较差, 下部为硬可塑,风化后呈粘土状,原岩结构已完全破坏;

5-b 强风化钙质石英粉砂岩:褐红色、紫红色、浅黄色、青灰色,裂隙较发育,用手易掰碎。

其中,2粘质粉土和3粘质粉土渗透系数较大,水平渗透系数达到4.66e-04cm/s,竖直渗透系数达到3.46e-04cm/s。 

2 基坑维护方案


本基坑工程主要有以下特点:

1、主要计算开挖深度为 5.6 ~ 7.4m,开挖深度一般;

2、基坑周边情况:基坑北侧和东侧为已建道路,西侧南侧为已建小区, 尤其西侧小区,距离围护桩仅9m,保护 要求高;

3、本基坑开挖深度范围土层主 要为粉土及圆砾,透水性好,水量大。


从经济、安全、可行的原则出发, 考虑到本基坑场地大,地下水含量大, 水位高,补给丰富,渗透性好,降水面积大,局部基岩面埋藏较浅,且基岩面上分布一层圆砾,这对基坑围护增加了 很大的难度,在圆砾层中,无论是单双轴水泥搅拌桩,还是三轴水泥搅拌桩以及高压旋喷桩,成桩质量难以保证,易出现基坑漏水的情况。地下连续墙整体刚度大,可兼作围护结构和止水帷幕, 但其造价较高,故本工程不考虑。


TRD工法在基坑工程中的设计和应用


渠式切割型钢水泥土连续墙(TRD 工法)是采用专门机械施工,通过链状刀具的转动和横向移动,对地基土体进行渠式切割与上下搅拌,并与注入的水泥固化液混合而形成的水泥土地下墙体, 可连续作业,止水效果好。在其施工过程中,插入型钢,可兼具受力效果,能兼作围护结构和止水帷幕。型钢在工程结束后可进行回收,以节省造价。基坑西侧小区为本基坑重点保护对象,因此本基坑西侧采用渠式切割型钢水泥土连续墙加一道钢筋混凝土支撑的形式,其余侧采用渠式切割型钢水泥土连续墙加可回收锚索的形式。


TRD工法在基坑工程中的设计和应用


采用渠式切割型钢水泥土连续墙可切断圆砾层,截除坑内外地下水的补给。 因此在坑内设置自渗管井,坑外为防止基坑漏水风险,设置自渗管井以备应急用。 


TRD工法在基坑工程中的设计和应用


3 基坑工程施工及监测

根据本工程基坑监测报告,基坑围护西侧的深层土体水平位移控制比较好。 但基坑南侧在开挖至坑底附近时位移较大,由于靠近小区道路,现场及时采取了斜撑加固的措施。分析原因为南侧小区道路施工时土质回填较松散,造成锚索的锚固力减弱。整个基坑的止水效果较好,说明TRD 工法桩有较好的止水效果且对含该地区土层有适用性。 


4 结论


文章通过研究得出结论如下: 在粉土、含卵石圆砾、全风化岩层的地层里, TRD工法桩有较好的适用性;止水效果比较好,可满足基坑止水的要求;根据 周边环境的不同,基坑围护方案应采用 针对性设计,确保基坑方案既经济又安全; 采用桩加锚围护方案时,若土层原 因造成锚索的锚固力减弱,应及时采取加强措施。减小对周边环境的影响。 


来源:《住房与房地产》2018年 3月下

(如涉侵权,请回复公众号)

编辑整理:

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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原文始发于微信公众号(TRD工法网):TRD工法在基坑工程中的设计和应用