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深大基坑TRD渠式切割水泥土连续墙施工技术研究

阜阳高铁西站站前广场TRD工法应用

摘要

摘要：结合阜阳高铁西站站前广场区域地下水位对沉降影响敏感的特点，系统研究总结了ＴＲＤ渠式切割水泥土连续墙施工工艺、关键技术参数、质量控制要点。对比ＴＲＤ渠式切割水泥土连续墙、地下连续墙、ＭＪＳ止水桩、ＲＪＰ旋喷桩等多种止水方式，得出在地下水位对沉降影响敏感区域，采用ＴＲＤ渠式切割水泥土连续墙接缝少、功效高、成本较低、止水效果明显的结论。项目采用多种止水方式组合应用，解决了区域地下水位对沉降影响敏感的技术难题。

关键词：TRD；MJS；RJP

工程概况

阜阳西站站前广场项目位于阜阳市高铁片区，包括落客平台及匝道、地下空间、配套场站、航颖路下穿通道、集散道路、基坑支护等工程，工程总造价２１亿元。广场地下空间设计考虑了公路下穿通道及地铁车站等合建，广场基坑外轮廓线长７００ｍ、宽２３０ｍ、深７ｍ，合建段坑中坑底内轮廓线长为２４８ｍ、宽７０ｍ、深１８ｍ。站前广场横断面及ＴＲＤ平面布置如图１、图２所示。

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阜阳市位于一个范围较大的地面沉降区，区域地下水位对沉降影响敏感。该项目方案以控制区域内地下水位为目标，下穿通道区域在原有三轴搅拌桩止水帷幕外侧增设ＴＲＤ水泥土连续墙，端部与原有地下连续墙采用ＭＪＳ工法桩进行封闭，工程数量总计９７３ｍ。土方开挖过程中加强监测，严格控制坑内疏干降水对周边地下水位的影响。

水文地质条件：第１层素填土主要赋存上层滞水，受地区地表水及大气降水的影响及控制。第３－１层、第３－２层、第５层、第７层土中的地下水为承压水，经观测承压水头高１．５-２．０ｍ，主要为侧向径流补给及排泄。勘Ｍ间测得场地稳定混合水位埋深１．５０-３．１０ｍ，历年水位变化在地面下１．00-４．00m。土层平均容重取１．９６*１０^３kg/m3，渗透性系数如表１。

技术要求

２．１设计要求

水泥采用强度等级不低于Ｐ．０４２．５级普通硅酸盐水泥，水泥掺人比不小于２５％，水灰比宜取１．０-１．５；水泥土２８ｄ无侧限抗压强度标准值不小于ｌ．ＯＭＰａ。渠式切割水泥土连续墙的抗渗性能应满足墙体自防渗要求，渗透系数不应大于１Ｘ１（Ｔ７ｃｍ／ｓ。

ＴＲＤ水泥土连续墙墙体厚度８５０ｍｍ，最深处进入第⑩层黏土层不小于１．５ｍ；局部与现有支护桩冲突及施工场地受限位置，采用ＭＪＳ工法桩进行搭接，深度同水泥土墙深度。

２．２质量标准

施工应满足《渠式切割水泥土连续墙技术规程》（ＪＧＪ／Ｔ３０３

—２０１３）的规定，未涉及项目应满足相关规范及标准。ＴＲＤ成墙质量检验标准见表２。

施工工艺

３．１施工准备

（１）除受结构物或场地等因素影响之外，施工前尽可能优化设计方案多采用ＴＲＤ水泥土连续墙，减少ＭＪＳ髙压喷射注浆止水桩数量。止水方式对比情况见表３。

（２）应掌握场地地质条件及环境资料，査明不良地质条件及地下障碍物的详细情，编制施工组织设计方案，制定应急预案。

（３）应进行场地平整，清除揽拌墙施工区域内的表层硬物和地下障碍物，场地便道应满足渠式切割机和起重机平稳行走、移动的要求，必要时应进行地基处理。

（４）施工区域应合理规划，ＴＲＤ设备距离水、气、水泥浆等供应后台一般可达３００-５００ｍ，置换出的泥浆及残留水泥浆的数量比较大，浆液应固化或拌干，按照环保等要求及时清理外运。

（５）施工机械的选用应综合考虑地质条件、周边环境、成墙深度及建设工期等因素，与其配套的机具性能参数应与成墙深度、成墙宽度相匹配。

（６）施工前选取代表性的场地进行现场试成墙试验并进行取芯检测，检验工艺的可行性以及成墙质量，确定实际采用的膨润土和水泥掺量、浆液配比、挖掘速度、回撤速度、喷菜速度、成墙步骤、切割箱导向垂直度、搅拌墙成墙垂直度、切削刀头等施工参数。

（７）施工方案应评估成墙施工的环境影响，采取针对性的环境保护技术措施。施工时应注意保护周边既有结构物，并对邻近结构物进行位移监测，并结合监测结果通过试成墙确定施工参数。邻近保护对象时，应控制渠式切割机的推进速度，减小成墙过程对环境的影响。

（８）充分了解工程所处水文地质情况，掌握设备的工效、状态情况。设备自重约180ｔ，切割箱1ｔ／ｍ，配备必要的路基箱。４５ｍ深水泥土墙２４ｈ完成６-８ｍ，２５ｍ深水泥土墙２４ｈ完成１２-１５ｍ，置换水泥浆时间０．５ｍ／ｈ，考虑场地布置、净空要求等，合理安排设备５台。

３．２控制要点

（1）采用三步施工法完成搅拌墙体施工，即切割箱钻至预定深度后，首先注人切割液先行挖掘一段距离，然后回撤至原处，再注入固化液向前推进揽拌成墙，切割液和固化液的配比经过试验进行确定。

（2）挖掘液拌制采用钠基膨润土，每立方被搅拌土体掺人１０％膨润土。固化液拌制采用Ｐ.O 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，比率３％-５％，水泥土２８ｄ无侧限抗压强度大于1.0ＭＰａ。

（3）在切割箱箱体内应设置多段式测斜仪，保证施工水泥土搅拌墙过程中对墙体面内和面外垂直度的双向实时监控，根据实施监控数据对切割箱和成墙垂直度偏差进行及时纠正，使墙体垂直度在施工过程做到可控、可调，确保了墙体的隔水性能。

（4）后续施工的水泥土搅拌墙体应搭接已成型墙体不小于０．５ｍ，严格控制搭接区域的推进速度，使固化液与混合泥浆充分搅拌，确保搭接质量。等厚度水泥土搅拌墙切割箱直线掘进成墙，在转角位置需将切割箱提出，调整方向后重新向下切削到设计标高后，为保证接缝质量，施工时每到转角处都应向墙体外侧多施工１延米，形成“十”字形式的转角接头。

（5）墙体搭接施工的间隔时间不宜大于２４ｈ，当超过２４ｈ，搭接施工中必须放慢切割速度保证搭接质量。若因时间过长无法搭接或搭接不良，应作为冷缝采用绝对坐标标示并记录，在搭接处采取措补双高压旋喷桩等技术措施，确保搅拌墙的连续性和止水帷幕的施工质量。

（6）成墙搅拌结束后或因故停待，切割箱体宜远离成墙区域不少于４．０ｍ，并注人高浓度的挖掘液进行临时退避养生操作，防止切割箱被抱死。成墙搅拌结束或施工至转角时，宜配置大吨位吊车起拔切割箱，时间应控制在４ｈ以内，将切割箱分段拔出同时注入等体积的混合泥浆。

（7）因故搁置超过２ｈ以上的拌制浆液，应作为废浆处理，严禁再用。

（8）基坑开挖前应检验水泥土墙的强度和抗渗性能，判断止水帷幕的有效性。质量验收采用开挖检查、取芯或局部开挖透水检验等方法进行检验，钻心取样后留下的空隙应注浆填充。

（9）考虑工期紧张，实施过程中进行强度动态跟踪，分别钻取深３-４ｍ段、１０-１１ｍ段、１５-１６ｍ段施工成墙后７ｄ、１０ｄ、１５ｄ芯样，进行了水浸、滴定等试验，判断墙体底部较上部均匀，强度发展缓慢。

（10）进行坑内抽水试验，期间实时对路基位置、站房位置、基坑外侧的地下水位和沉降进行监测，并通过坑内外的观测井观察水位变化、抽水量变化等确认帷幕的止水效果和质量。

施工现场