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TRD施工对周边环境控制技术研究

TRD工法 2022年4月28日 项敏 93


摘 要

【摘要】TRD工法由日本90年代初开发研制,近些年引进国内使用,其主要特点是成墙连续、表面平整、厚度一致、墙体均匀性好。由上海建工二建集团有限公司承建的南京东路179号街坊成片保护改建项目中,需在既有建筑内部新增地下室,地下室槽壁加固TRD据保留外墙仅3.4米,TRD施工中通过分析采取一些措施控制了保留外墙的不均匀沉降。

【关键词】TRD工法;监测;不均匀沉降控制

1 工程简介

南京东路179号街坊成片保护改建工程位于南京东路179号,九江路以北,西侧为江西中路,东侧为四川中路。拟建新康大楼主体工程地上10层,地下部分为5层地下室,部分地下室进入原新康大楼内部(既有建筑)。地下室采用逆作法施工,基坑开挖深度约23.5m,位于第⑤1a灰色粉质粘土层中。


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2 工程TRD情况简介

TRD工法墙厚度800厚,深度约44m,墙趾位于第⑤3灰色粉质粘土夹沙质粘土层中。TRD距既有建筑保留外墙约3.5米。围护结构选用1200mm厚地下连续墙,墙长约250m,墙深52m。


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围护结构总平面图及周边环境示意图
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地质剖面图
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3 TRD施工风险

该工程地下室进入既有建筑内部,TRD施工时,既有建筑仅剩三面悬臂外墙。虽然经过基础托换及外墙保护架保护,但保留外墙其整体性还是较差,TRD施工过程中需要尽可能降低对周边环境影响。

既有建筑三面外墙保留高度约32米,展开长度70米,原结构体系为框架钢筋混凝土结构,混凝土强度约为C15。保留墙体基础由新建条形基础及桩孔灌注桩的形式进行托换,钻孔灌注桩桩径650mm,桩长45米。托换桩距TRD净距理论值为1.4米。

4 应对措施

4.1 槽壁加固试成墙
为保证既有建筑保留墙体安全,在TRD施工前,在既有建筑外侧先进行二段试验段,通过调整参数来分析各参数实际对周边环境的影响,从而在施工中进行有针对性的调整。
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4.2 试成墙监测
考虑到TRD施工的特点,检测内容主要有:1)周边建筑沉降检测,试成墙位置对应的中央商场(东楼)布设建筑沉降监测点4个。2)地表垂直位移,在TRD试成墙南侧布设1组地表沉降监测断面,该组布设6个测点。3)土体深层水平位移,通过在试成墙外侧布置深层土体水平位移观测孔,可及时了解基坑外土体随基坑开挖而产生的深层变形。在TRD试成墙附近位置布设土体侧向深层位移监测孔3个,其中CX1、CX2、CX3孔深42mCX4、CX5、CX6孔深45m。

TRD施工对周边环境控制技术研究

截止TRD施工结束最大累计沉降量为1.81mm(F1),截止TRD施工结束后一周最大累计沉降量为1.43mm(F2)从监测数据可以看出从TRD施工到TRD施工结束对周边建筑物的影响不大。

4.2.1地表沉降监测数据分析
从上述数据中可以看出,周边地表垂直位移变化量。截止TRD施工结束最大累计沉降量为3.37mm(DB4),截止TRD施工结束后一周最大累计沉降量为2.21mm(DB2)从监测数据可以看出从TRD施工到TRD施工结束对周边地表的影响不大。

4.2.2土体深层水平位移监测数据分析
(1)截止第一段TRD试成墙施工结束后,最大深层水平位移量为3.89mm(CX2),数据为正表示向坑内负值向坑外水平位移,截止TRD第一段试成墙施工结束后一天,一天最大累计沉降量为4.23mm(CX2),截止TRD第一段试成墙施工结束后一周,最大累计深层水平位移量为9.71mm(CX2),从监测数据可以看出从TRD施工到TRD施工结束对土体深层水平位移的影响较大。随机我们通过调整施工参数进行了第二次试成墙施工。

(2)截止第一段TRD试成墙施工结束后,最大深层水平位移量为3.05mm(CX6),数据为正表示向坑内负值向坑外水平位移,截止TRD第二段试成墙施工结束后一天,一天最大累计沉降量为2.79mm(CX6),截止TRD第一段试成墙施工结束后一周,最大累计深层水平位移量为7.81mm(CX2),从监测数据可以看出通过调整TRD施工参数,TRD对深层土体侧移有明显的改善。

4.3 参数确定


通过两次试成墙的对比分析确定,慢速低水灰比的TRD施工各施工工艺阶对周边地表土及建筑物影响均比较小,垂直度满足实际需要,但在TRD施工完毕后深层土体(约-29.00)侧移有较大的变形。深层土体侧移集中发生在施工完成后的一个星期,符合水泥在地下工程的特点。但总体满足既有建筑内部施工的条件,最终确定TRD施工参数如下:水灰比1.2,掘进切割速度0.6m/h,回撤切割速度3m/h,成墙搅拌速度0.8m/h,试成墙长度6m。

4.4 保护外墙检测情况


4.4.1沉降情况
在TRD施工期间,整体钢桁架结构呈现先上浮,后下沉,最终达到稳定状态的趋势,尤其在TRD施工至既有建筑内部北侧及西侧的这段时间,整体钢桁架结构上浮较为明显,升幅约5mm~10mm,即外侧TRD施工对既有建筑外墙影响还是明显的但也在可接受范围之内。然而在外侧TRD施工结束,开始进行内侧TRD施工时,整体钢桁架结构沉降变形较为稳定,受到内侧TRD施工的影响较小,即可说明外侧TRD施工后,结构已经有一层安全保障。截止整个TRD施工已接近尾声,目前北侧钢桁架累计沉降差异变形9.46mm、9.84mm,出现预警外,其他沉降差异变形数据均在设计控制要求内。

4.4.2倾斜情况
在TRD施工期间,从整个TRD施工期间钢桁架结构倾斜变化曲线可以发现,钢桁架结构不同倾斜监测点的累计倾角及倾斜率增量变化较为稳定,且均在设计的预警和报警控制要求内。面内、面外的倾角变化均较小;换算成倾斜率数据后对比可知,面内、面外对应的累计倾斜率数据发展相对也较为稳定,基本保持在设计控制要求的范围内,其中个别倾斜测点数据有时超过2‰,截止TRD施工结束,面外自动化倾斜率最大约1.97‰。

5 结 论
5.1 从试成墙的情况看,采用低速、低水灰比的三工序(即先行挖掘、回撤挖掘、成墙搅拌)时,各施工工艺阶对周边地表土及建筑物影响均比较小,但在TRD施工完毕后深层土体(约-29.00)侧移有较大的变形。深层土体侧移集中发生在施工完成后的一个星期,符合水泥在地下工程的特点。

5.2 从先后两次试成墙的参数对比及检测情况看,通过调整施工速度及水灰比能进一步减少TRD施工对周边环境的影响,但是实际施工时还是要和施工功效进行一些取舍。

5.3 从trd总体施工完成后的情况看,连续施工还是会对保留外墙产生一定的影响,但总体变化量不大,差异沉降也在可控范围之内,保留外墙上也没出现肉眼可见的裂缝。总体施工效果还是令人满意的,相对三轴搅拌桩等其他工艺还是具有一定的可靠性的。

5.4 通过先做外圈再做内圈的顺序优化能够减少TRD施工的叠加效应,说明TRD的隔离效果还是比较明显的,对后续地墙施工也有着一定的安全保障。
总体来说,TRD工法在周边环境保护要求较高的区域施工是可靠的。通过参数优化能有效的控制周边环境变化。较三轴搅拌桩等其他工艺有着较大的优势。

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TRD槽壁加固施工中

来源:《施工技术》
作者:施臻
编辑整理:项敏
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TRD工法介绍

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。

TRD工法的应用形式

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有TRD工法应用地区

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