浅谈TRD工法在基坑支护工程中的应用

摘要：TRD工法目前在我国较先进，其应用还未得到普及，目前大部分基坑支护防渗墙采用密集连续的水泥土搅拌桩（SMW工法），或者采用钢筋混凝土地下连续墙兼顾止水，而很少采用TRD工法连续墙。结合现有的TRD工法应用的实例，具体介绍了本工法的成墙原理、施工方法以及其应用优点。TRD工法有应用过程中有机械高度低、对基坑周围环境影响小、止水性好、对地层的适用范围广等优点。

关键词：TRD工法；基坑支护；止水；施工方法；优点

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▍1 概 述

TRD工法，即等厚度水泥加固土地下连续墙工法，其基本原理是以链锯式刀具为主要机具，在插入地基过程中链锯式刀具与主机连接，回旋刀链具可进行竖向或横向移动，进行土体的切割，同时喷射水泥浆液，使之与土拌和硬化。在水泥凝固前，可按设计间距插入型钢作为应力加强材料，待水泥土硬结后形成一道具有一定刚度和强度的型钢水泥土复合墙。其主要特点是成墙连续、表面平整、厚度一致、墙体均匀性好。主要应用在各类建筑工程、地下工程、护岸工程、大坝、堤防的基础加固、防渗处理等方面。

TRD工法由日本20世纪90年代初开发研制，2007年辽宁抚挖重工机械股份有限公司与日方企业合作引进“TRD工法”，同年试车成功，命名为CMD850链条式成槽机，填补了我国TRD工法机自主化生产的空白。该工法目前在我国较为先进，其应用还未得到普及，我公司长期承接基坑支护设计及施工业务，主要采用密集连续的水泥土搅拌桩（SMW工法）、钢筋混凝土地下连续墙兼顾止水以及放坡挂网喷锚等方法，而很少采用TRD工法连续墙。前不久，我公司又对这一工艺进行了探讨和学习，并有机会进行了大胆的工程实践，取得了满意效果，总结了稀有宝贵的经验。

▍2 工程背景

2.1 工程概况

中国冶金地质总局中南局科技综合楼项目，拟建场地位于青山区和平大道建设二路路口。拟建场地占地面积约12350m，该项目由26层办公楼、5层裙楼及3层地下室组成，办公楼高度为100m。拟建建筑物为框架结构和框架一核心筒结构，基础型式为桩基础。基坑支护有3层地下室，基坑深度13.9m，周长约为420.7m，面积约为9912m’。该基坑选用钻孔灌注桩作支护桩，钻孔灌注桩外围采用TRD将其包围，TRD进入强风化砂质泥岩层，起到止水作用，并且在TRD墙里面插入工字钢，为支护桩分担一定的侧向剪力，起到一定的支护作用。

TRD连续墙厚度800mm，水泥渗量为25%，品种P.042.5普通硅酸盐水泥，水灰比1.2~1.5。墙体进入砂质泥岩强风化层0.5m，深度约为48.5m。

2.2 工程地质

根据业主提供的勘察和设计资料，本施工场地内分布的地层性质如下：

拟建场地属拆旧建新场地，地面平坦，地势开阔，地面标高介于21.2~21.5m之间。地貌上属于长江一级阶地。

拟建场地场区内覆盖层为一套达50~60m的第四系全新统冲洪积地层，具有典型的二元结构，下伏基岩为志留系泥岩。场地土层由上至下为：

①人工填土（Q™）；②粉质粘土（Q：）；③淤泥质粉质粘土（Q4）；④-1粉质粘土、粉土、粉砂互层（Q）；④-2粉砂（Q）；④-3粉质粘土、粉土、粉砂互层（Q）；⑤-1粉细砂（Q2）；⑤-2细砂（Q”）；⑥卵石（Qa+P）；⑦-1强风化砂质泥岩（S）；⑦-2中风化砂质泥岩（S）。

2.3 水文地质

本场地地下水有2种类型：上层滞水及下部承压水。

第一类地下水为上层滞水，主要赋存于表层杂填土中，大气降水、地表水和生活用水渗入是其主要的补给来源，无统一自由水面，水量与周边排泄条件关系密切。第二类地下水主要赋存于下部粉土、粉质粘土、粉砂互层及砂性地层中，与长江水体具备密切的水力密切，水量丰富，其上覆第③层淤泥质粉质粘土层内相对隔水顶板，下伏泥岩为相对隔水层底板。

▍3 施工方法

即先用刀头竖向切割土体钻进，边钻进边喷射水泥浆液，到达指定深度后，再横向切割钻进，边钻进边喷射水泥浆液，使水泥与土体充分抖合固结，形成一道完整无缝的止水抗渗的地下连续墙。根据设计需要，可在指定位置按指定间距吊放插入工字钢，使TRD具备一定的抗剪强度。TRD工法施工流程如图1所示。

▍4 施工准备

4.1 场地回填平整

TRD搅拌机施工前，必须先将场地进行平整，清除连续墙中心线2侧2m范围内的地表及地下障碍物，施工场地路基承重荷载以能行走100t吊车为基本。应提前挪移施工电缆、管线等，TRD机让出施工空间。

4.2 测量放线

根据甲方提供的坐标基准点，按照设计图进行放样定位及高程引测工作，并做好永久或临时标志。测量放线复核无误后，进行施工。

4.3 开挖沟槽

根据连续墙中线，采用0.6m”反铲挖机进行沟槽开挖，并清除地下障物，挖出的残土应及时处理，保证TRD机能正常工作，并且达到文明施工要求。

4.4 导向定位型钢设置

在平行沟槽方向设置导向定位型钢，规格为500mm×300mm，长度根据实际需要调整，定位型钢必须放置固定好，采用型钢定位卡定位，必要时可进行点焊相互连接固定。

▍5 TRD工法机施工

5.1 TRD工法机就位

TRD工法机在进场前应提供设备合格证及年检合格证，以确保机械能正常运转。测量员根据业主提供的坐标控制点和设计图纸，测放出连续墙的各个角点，并用白灰洒出中线。

在准备工作就绪后，由指挥员指挥桩机就位，移动前看清上、下、左、右各方位的情况，发现障碍物及时清除，桩机移动结束后，应认真检查定位情况并及时纠正。在移动至待开挖的位置后停止，然后伸出脚架，桩基应平稳、平整，并采用全站仪检查桩机的垂直度。

5.2  搅拌及注浆

主机控制旋转回旋刀链回转，并垂直向下切割，边切割边注入水泥浆液。每节刀箱的标准长度为3.5m，每向下切进3.5m深度后，接一节刀箱，继续下切，直至达到设计的深度（本背景工程约为48.5m）。然后刀架沿着滑槽进行水平向移动，使刀箱链完成水平切割，并且边切割边注入水泥浆液。即形成一道完整、连续的水泥土搅拌墙。

在掘进过程中，要采用挖掘液护壁，挖掘液要事先拌制，采用钠基膨润土和水拌制。每1000kg水，放入50～300kg膨润土搅拌。

水泥浆液要事先搅拌，水泥掺量为25%，品种为P.042.5普通硅酸盐水泥，水灰比次1.2~1.5，水泥浆液的流动度控制在150~280mm。

5.3 型钢插入

型钢使用前，根据型钢设计标高和实际地面标高，计算出所需吊筋长度，然后焊上吊筋，每根吊筋实际长度应略高于理论长度，以便吊放完毕后垫垫块进行高度调节。计算出吊筋的直径以及焊接长度，确保起吊过程中的安全。

在TRD工法机快完成一个施工段时，用100t吊车装好吊具和固定钩，然后起吊型钢，待成墙完毕后，在设计的位置插入型钢。插入过程中必须保持垂直，用线锤校核其垂直度。在沟槽定位型钢上，事先设好待插入型钢的定位卡，并且要牢固、水平，必要时可用点焊与定位型钢连接固定。将待插入型钢沿着定位卡，慢慢往下插入水泥土搅拌墻内。然后根据业主提供的水准点高程，利用水准仪测量出型钢的实际高程，再进行高度调节，使其达到实际的高程位置，并在吊筋的插杆上垫上垫块。

待水泥土凝结后，形成一道型钢水泥土复合地下连续墙。

5.4 残土处理

挖出来的残土为淤泥土，直接外运将会从车内渗出污染路面。应事先预留一块区域，专门用于堆积开挖出来的残土，待其干燥到一定程度后，用出土车运输到场外指定地点。场区道路上掉落的废土，每天派清洁工进行清扫。废土外运时，在施工现场出入口，安排保洁人员冲洗车辆，重点是将轮胎冲洗干净，以免轧脏公路，若有泥土带出至场区外的路面，即时派人清理冲洗，做到文明环保。

▍6 TRD工法在基坑支护应用过程中的优点

TRD工法在国内较为先进，该工法应用在基坑支护工程中，主要作用是止水防渗，相比传统的密集水泥土搅拌桩（SMW工法），有如下优点：

（1）机械高度低。稳定性好，较安全，不易发生倾倒等安全事故；降低了机器运作对空间的要求；缩短了机器拼装时间。

（2）对基坑周围环境的影响小。回旋刀具在地下切割作业，噪声低，震动小，对环境的污染小。

（3）止水性好。地下土与水泥浆液在回旋刀链具的切割搅拌作用下，充分混合，并且成墙过程连续，无论在纵向还是横向，没有任何接缝，大大提高了围护的止水性。

（4）对地层的适用范围广。可适用于粘土层、粉土层、砂砾层、卵石层以及强风化的泥岩或砂岩。具有很强地切割能力，能将地底下的障碍物有效地切穿，具有广泛的适用空间。

▍7 结 语

本次TRD工法在基坑支护工程中的应用，使我公司在此施工工艺方面积累了实践经验，由于TRD的适用范围较广，通过此次工程经验，我们会对该工艺进行更深入的学习和研究，通过实施更多的工程项目掌握工艺特点，并从多方面进行优化和完善，力争达到更好的经济和社会效益。