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预成槽组合型TRD工法在紧邻地铁隧道及复杂环境条件基坑围护结构工程中的应用与研究

TRD工法 2022年5月13日 项敏 204


摘 要

摘要:本文结合南京河西紧邻地铁隧道某深基坑围护工程周边环境、地质工况及邻近地铁隧道的保护要求,将TRD工法桩成墙工艺进行优化,采用SG60A型成槽机先成槽,后TRD工法机施工的工艺,通过本工程的实践与研究为后续类似工况工程施工、监理提供参考。


关键词:预成槽组合型TRD工法;地质条件复杂;深基坑围护;施工;监理;应用


1 技术研究背景

工程位于南京河西江东中路与雨润大街交汇处,该工程基坑北侧紧邻2号线地铁隧道,基坑区段地质条件和环境条件极为复杂,基坑围护TRD水泥土搅拌墙施工对地铁隧道变形及为敏感,其影响主要是在施工过程中成墙切割、搅拌扰动周边土体,基坑施工土方开挖或降水出现渗漏等从而出现管线、道路下陷事故。因此,通过对预成槽组合型TRD工法研究为后续类似工程施工、监理提供参考。


2 TRD水泥土搅拌墙工程概况

基坑设计700mm厚TRD工法水泥土搅拌墙作为止水帷幕(深度为自然地面~-61.50m且进入强风化岩层不小于1m),采用预成槽组合型TRD工法施工工艺,即成槽机先开槽,TRD工法机后跟进的施工工艺。挖掘液拌制采用钠基膨润土,每立方被搅拌土体掺入10%膨润土。固化液拌制采用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,比例3-5%,28天无侧限抗压强度大于1.0MPa。墙垂直度偏差不大于1/250,墙位偏差不大于50mm,墙身偏差不得大于50mm。


3 预成槽TRD工法墙工艺简述

TRD工法即等厚水泥土搅拌墙,该工法设备由主机和刀具两大部分组成,主机可沿造墙的方向移动,主机所带的链锯式刀具插入地基中并沿刀架横移,同时作回转运动,在深度方向上将各层土全方位搅拌、混合,灌入水泥浆液,并与原状土进行混合搅拌形成等厚度质量均匀的水泥加固土地下连续墙。本项目对传统TRD工艺进行优化,采用前方SG60A型成槽机先行成槽、TRD后续跟进采用三工序成墙方法完成搅拌墙施工(图1)。

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4 预成槽TRD工法墙施工工艺


(1)测量放线:施工前,根据设计图纸及工程测量成果资料,利用全站仪进行放样,并将放样点进行引测。放样完成后及时监理进行复核确认并及时完成测量报验资料。


(2)开挖沟槽:测量放样后,利用挖掘机沿墙体中心线平行方向开挖工作沟槽,开挖沟槽前需破除现有场内路面。槽宽约1.5m,沟槽深度约1.4m。


(3)成槽机先行成槽:首段用成槽机就位掏挖至设计深度后移开,为TRD主机切割盘连接提供工作面。

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(4)TRD工法机就位:由起重指挥统一指挥工法机就位,移动前看清上、下、左、右各方面的情况,发现有障碍物应及时清除,移动结束后检查定位情况并及时纠正,桩机应平稳、平正。


(5)切割箱与主机连接:吊车将切割箱逐段吊放入预埋穴,用支撑台固定;TRD主机移动至第一段成槽位置连接切割箱。


(6)安装测斜仪:切割箱到达设计深度后,安装测斜仪。通过安装在切割箱内部的测斜仪,进行墙体的垂直精度管理,可确保1/250以内的精度。调整完成后,自行向前搅拌挖掘。


(7)成槽机前方开槽:在TRD切割前利用成槽机跳打,先行开道,破除隐藏的深层障碍、鹅卵石层、岩层,探明槽内的地下情况,确保施工的正常和机械的安全性,减少TRD自行切割距离,成槽机移位后,抓上来的土方立即均匀回填至槽内,保证槽内压力平衡,防止沟槽垮塌。先行成槽段最多不得超过两幅,每幅槽宽不得超过2.8米,跳槽幅度不得超过2.5米。每幅墙体在成槽机一抓完成至设计标高后,向前平移2.2m进行下一抓施工时,及时对上一抓完成槽体用原有土体进行均匀回填,保证槽内压力平衡,防止槽体垮塌,回填土结合现场实际情况,取粘性好土进行回填,严禁将取上来的粉砂土再回填。


(8)TRD工法三工序成墙:测斜仪安装完毕后,主机与切割箱连接,待前方成槽机成槽并回土后,进行三工序等厚度水泥土搅拌墙施工。步序1——先行挖掘:通过压浆泵注入挖掘液(膨润土浆液),切割箱向前推进,将前方成槽机已成槽段、切割搅拌到位。步序2——回撤挖掘:根据作业功效,一段行程的成槽完成后,切割箱再回撤至切割起始点。步序3——成墙搅拌:切割箱回撤至切割起始点后更换浆液,通过压浆泵注入固化液(水泥浆液),切割箱向前推进并与挖掘液混合泥浆混合搅拌,形成等厚水泥土搅拌墙。


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5 结束语

预成槽综合型TRD工法施工有效控制邻近土体扰动变形,不会导致邻近地下管线、道路裂损及地下设施位移等危害。通过成槽后换填改善搅拌土质,可使水泥浆强化剂与土得到充分搅拌,从而使它与传统的连续墙具有更可靠的止水性,垂直精度高、废弃污泥量少、适用于任何地质、可缩短工期、可紧邻隧道施工、施工简便、保证施工质量等优点在复杂地质环境基坑围护施工中被广泛采用。


来源:《工程技术》

作者:冒爱国

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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