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TRD工法在温州地区深基坑止水帷幕中的应用

TRD工法 2022年5月18日 项敏 216



摘 要


摘要:以温州滨江商务区16-01系列地块基坑围护止水帷幕施工为工程实例,介绍了TRD工法原理,常规的三轴搅拌受限于地下水系和砂砾石层,而TRD工法成桩速度快,成桩质量好,值得推广应用。


关键词:TRD工法;施工深度大;地层广;成墙品质好;安全环保;


随着温州建筑市场的不断发展,超高层及深基坑项目越来越多,对基坑围护结构的止水帷幕的要求也越来越高,特别是在滨江商务区频临瓯江地段的项目,由于瓯江水系的连通及该地区地质情况特殊,对于三轴搅拌桩做止水帷幕已经受到一定影响,周边项目采用三轴搅拌桩普遍存在基坑漏水现象。为此温州滨江商务区16-01系列地块综合体项目大胆采用了TRD工法桩作为本项目的止水帷幕,就目前施工情况及试成桩取芯来看,效果不错。现就此项目,对温州地区深基坑止水帷幕选型做相应推广。


1 TRD工法概述


(1)等厚度水泥土搅拌连续墙工法,又称TRD工法(Trench cutting Re-mixing Deep wall method),由日本神户制钢所与东绵建机(株)1993年联合开发的一种利用锯链式切割箱连续施工等厚度水泥土搅拌连续墙施工技术。


(2)在一般的砂土层中施工的最大深度已达60m,壁厚550~900mm,也适用于卵砾石、块石等各类地层。


2 TRD工法特点


(1)满足止水深度较高的项目,最大深度可达60m,垂直度偏差不大于1/250。

(2)可适应于粘性土、砂土、砂砾及直径小于100mm卵石层,在30~60击标贯值的密实砂层以及饱和单轴抗压强度不超过10MPa的软岩中也具有良好的适用性。

(3)成墙质量好,在墙体深度方向上,水泥土搅拌均匀,强度提高,离散性小,无侧限抗压强度0.5~2.5MPa;止水性能好,渗透系数在砂性土中可以达到(1~10)X 10^-8cm/s,在粘性土中可达10^-9cm/s。

(4)施工机械高度低,一般不超过11m,设备重心低,稳定性好,适用于高度有限制的场所及靠近已建建筑物的场地。

(5)施工连续性强,较少接缝,表面平整,墙成型厚度一致,H型钢可任意间隔插入,可作为地层挖掘工程中的挡土放渗或承重墙使用,支护体受力均匀;与SMW工法相比,墙体得到充分利用。

(6)低噪音、低振动。


TRD工法在温州地区深基坑止水帷幕中的应用


3 TRD工法原理


(1)等厚度水泥土搅拌连续墙首先将满足设计参数的链锯式切割箱插入土体,按墙体设计深度进行掘进,掘进过程中注入挖掘液(膨润土泥浆),并持续横向切割、水平推进。


(2)TRD工法通过动力箱液压马达驱动链锯式切割箱,分段连接钻至设计深度,水平横向挖掘推进,同时在切割箱底部注入凝结剂、混合、搅拌、固结原来位置上的泥土,搅拌完毕后,也可插入型钢起基坑支护作用。


4 TRD工法施工工序


等厚度水泥土搅拌连续墙施工工艺:切割箱自行打入挖掘工序、水泥土搅拌墙建造工序、切割箱拔出分解工序。


水泥土搅拌墙建造工序分为3循环施工方法和1循环施工方法。3循环的施工方法:先行挖掘、回撤挖掘、成墙搅拌;施工工艺如图1所示。

TRD工法在温州地区深基坑止水帷幕中的应用


5 就工程实例叙述TRD工法的施工及质量控制


5.1 工程概况

温州滨江商务区16-01系列地块,位于温州市瓯江南岸,滨江商务区瓯江路和商务二路交叉口的东南角,建筑面积约为38 X 10m,由4幢高层组成,设有3层地下室(东侧局部为1层),地下室最大开挖深度约18.55m,基坑面积约为4X10m,基坑安全等级为一级。基坑围护采用钻孔灌注桩形式,止水帷幕采用700mmTRD搅拌墙,坑内补强加固也采用φ650mm三轴搅拌桩工艺,局部汽车坡道止水采用φ850mm三轴搅拌桩工艺。


5.2 TRD设计指标


根据地质详勘报告显示,现场拟建建筑深度范围内,地层由人工填土、冲海积成因的软土、冲积的碎石土层等5个工程地质层组成,止水帷幕深度在26m左右,帷幕底基本在(3)土层内。3个工程地质层自上而下分层描述如下:(1)1 杂填土,(1),素填土,(2)1 淤泥夹粉砂,(2),中砂夹淤泥,(2)3淤泥,(3)I淤泥质粘土,(3)2淤泥质粘土夹粉砂,(3)3淤泥质粘土,(3)1 中砂夹淤泥质粘土。部分区域内有石块等障碍物,深度达15m左右。


该项目水泥土连续墙设计墙宽为700mm,深度27m,水泥采用P.042.5级,掺量不小于20%,水灰比1.0~2.0。水泥连续墙只做止水帷幕用,故不插型钢。水泥土连续墙总长度约1045m。

5.3 施工质量控制


5.3.1测量放线质量控制

(1)按照坐标基准点,精确计算出止水帷幕中心线角点坐标,利用测量仪器进行放样,并进行坐标数据复核,同时做好护桩,将待加固土体的平面位置用灰线标出,再精确地放出加固土体的中心线和边线,并沿边线方向,每隔一定距离做出标记。施工时应保持TRD工法桩机底盘的水平和导杆的垂直,施工前采用测量仪器进行轴线引测,使TRD工法桩机正确就位,并校验桩机立柱导向架垂直度偏差小于1/250。


5.3.2钻机就位质量控制

(1) 水帷幕中心线放样后,对施工场地进行铺设钢板等加固处理措施,确保施工场地满足机械设备对地基承载力的要求,确保桩机的稳定性。施工前用挖掘机沿止水帷幕中心线平行方向开挖工作沟槽至原状土深度,以探测浅层(3.0m以内)是否存在地下障碍物,未发现障碍物的区段及时用挖掘的素土回填;沟槽宽度约1.5m,沟槽深度约1.2m。


(2) 根据等厚度水泥土搅拌墙的设计墙深进行切割箱数量的准备,并通过主机移动至预埋箱位置连接切割箱,主机再返回预定施工位置进行切割箱自行打入挖掘到设计深度。切割箱自行打入时,利用测量仪器实时校正桩机导杆垂直度;在确保垂直精度的同时,将挖掘液的注入量控制到最小,使混合泥浆处于高浓度、高粘度状态,以便应对急剧的地层变化。


(3)安装测斜仪。切割箱掘进至设计深度后,须安装多段式测斜仪。以保证墙体的垂直度,通常可确保1/250以内的精度。


5.3.3制浆质量控制

(1)根据设计要求通过成墙试验,确定搅拌墙的水泥掺量和水灰比等各项参数和施工工艺。确认每立方搅拌墙(或每幅搅拌墙)的水泥用量和水的用量,然后在配制浆液处挂牌施工。


(2)配制水泥浆液处,应严格控制水泥用量和水灰比,所用材料必须计量,按规定先进行试拌测定浆液的比重,水灰比确定后所拌制浆液的浓度可用比重计测试,应经常抽查,每台班应不少于2次,并做好记录。


5.3.4 TRD水泥土搅拌墙施工控制

(1)测斜仪安装完毕后,进行等厚度水泥土搅拌墙施工。当天成型墙体须搭接已成型墙体不小于50cm;搭接部位须确保切割箱体垂直无倾斜,施工中应慢速搅拌,使固化液与混合泥浆充分混合、搅拌,保证搭接质量。搭接施工示意图如图2所示。


TRD工法在温州地区深基坑止水帷幕中的应用

(2)转角搭接施工要求:TRD工法止水帷幕施工至转角部位需要进行切割箱拔出分解工序,应形成十字搭接形式,对已成型墙体充分切割,再次进行成墙搅拌,确保冷接缝施工质量。


(3)进行切割箱拔出分解工序时,利用主机配合履带式吊车依次拔出,时间应控制在4h以内,防止水泥浆凝固抱死切割箱。每拆除一节切割箱都应在底部注入等体积的混合泥浆。


(4)本项目块石较多,设备磨耗大,加强设备的维修保养,每台班重点检查动力系统及链条、刀具,同时配置备用发电机组,在市电供给不正常的情况下,一旦停电可及时恢复供浆、压气、正常搅拌作业,避免延误时间造成埋钻事故。


(5)施工过程中将每台班抽取水泥土试块一组,其28d试验强度值作为墙体水泥土强度判定依据。


6 结 论


本工程TRD施工完成后由第三方检测机构对其进行取芯检测,检测结果显示成墙质量良好,水泥土搅拌均匀。


TRD工法在温州地区深基坑止水帷幕中的应用


对于温州地区的深基坑,特别是临江、杂填土较厚、砂层较厚还有地下障碍物的区域,采用TRD水泥搅拌墙作为止水墙,是一个较为理想的选择方案。基于前面所述特点,成桩速度快,成桩质量好,且机械重心低且施工安全,TRD水泥搅拌墙值得推广。


来源:《西部探矿工程》

作者:李昌辉

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。

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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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