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TRD工法在地铁车站端头止水帷幕中的应用

TRD工法 2021年9月8日 项敏 152





TRD工法应用案例





苏州轨道交通5号线竹园路站端头井加固


王宏琳



摘  要


[摘要]在地基含水层深厚或施工环境受到限制等特殊条件下,常采用TRD工法墙替代三轴搅拌桩作为深基坑止水帷幕。深基坑止水帷幕施工质量的好坏,直接关系到基坑降水对周边环境的影响。结合某地铁车站深厚含水层中TRD工法墙的工程实践,介绍了TRD工法止水帷幕施工流程,提出了TRD工法止水帷幕施工控制要点;根据地下水位观测资料,简要分析了TRD工法止水帷幕的止水效果。

 

[关键词]深基坑;TRD工法;止水帷幕;质量控制

 


引  言


TRD工法的成墙原理是将链锯式刀具多节箱体插入地层,链式切削器回转并沿水平方向掘削前进,同时搅拌注入的水泥浆液与土体,形成连续的地下水泥土墙。


TRD工法具有机架低、稳定性好、施工深度大、成墙质量好、土层适应性广等优点,因此,对于含水层深厚的基坑工程,常采用TRD工法墙作为其超深止水帷幕。吴国明等通过上海某基坑工程56.73 m深TRD工法墙非原位成墙试验,验证了该工法在超深、超厚砂质地层条件下,施工止水帷幕是可行、可靠的;谢兆良等检测和监测了上海某基坑工程50m深TRD工法墙原位成墙施工质量及其对周边环境的影响,认为在环境敏感地带采用TRD工法技术是一种可靠的选择。


本文结合苏州轨道交通5号线竹园路站基坑东端头TRD工法止水帷幕施工实践,介绍了TRD工法止水帷幕施工流程,提出了TRD工法止水帷幕施工控制要点及相关应急处理措施;根据地下水位观测资料,简要分析了TRD工法止水帷幕的止水效果。

 

TRD工法在地铁车站端头止水帷幕中的应用



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工程概况

苏州市轨道交通5号线某标段包含一站二区间,分别为港务路站、塔园路站—竹园路站区间、竹园路站—港务路站区间。港务路站基坑西端头、竹园路站基坑东端头和西端头、塔园路站基坑东端头均采用850@600三轴搅拌桩进行加固;竹园路站基坑东端头止水帷幕采用850mm厚TRD工法墙,其余车站基坑的端头止水帷幕均采用850@600三轴搅拌桩。

 

竹园路站东端头土层自上到下分布:1 1杂填土层,层厚约3.2 m;3 1粘土层,层厚约2.6 m;3 2粉质粘土层,层厚约0.7 m;3 3粉土层,层厚约2.9 m;4 2粉砂夹粉土层,层厚约10.6 m;5 2粉土夹粉质粘土层,层厚约14 m;7 2 A粉土夹粉质粘土层,层厚约11 m。竹园路站东端头加固分A、B两区,采用三轴搅拌桩加固;A、B加固区三轴搅拌桩加固宽度均为6 m、桩长均为27.15 m(其中空桩段即弱加固段长14.95 m、实桩段长12.2 m);A区实桩段水泥掺入比20%(空桩段7%),B区实桩段水泥掺入比15%(空桩段7%)。东端头止水帷幕采用TRD工法墙,深度35 m、厚度0.85 m,水泥掺量30%,水灰比1.0~1.5。竹园路站基坑东端头加固及止水帷幕平面、剖面如图1、图2所示。


TRD工法在地铁车站端头止水帷幕中的应用


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施工流程及其控制要点


2.1施工流程


TRD工法分“一工序法”和“三工序法”两种方法。“一工序法”即切割箱插入至设计标高后,开始注入固化液并向前掘进搅拌成墙;“三工序法”即切割箱插入至设计标高后,通过压浆泵注入挖掘液,向前推进切割箱,挖掘松动原状土,切割成槽一定长度(先行挖掘);一定长度的成槽完成后,切割箱回撤至起始切割位置(回撤挖掘);切割箱回撤至起始切割位置后,调换挖掘液为固化液,并通过压浆泵注入固化液,再次向前推进切割箱,同时搅拌挖掘液混合泥浆,最终形成水泥土搅拌墙(成墙搅拌)。本工程TRD工法止水帷幕采用“三工序法”施工。

 

TRD工法止水帷幕施工流程如图3所示。

 TRD工法在地铁车站端头止水帷幕中的应用

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2.2施工控制要点


(1)施工前,应对水泥、膨润土等各种原材料进行进场验收及抽查检验,以确保所用各种原材料满足设计要求。


(2)施工前,应采用测量仪器准确进行测量放样定位;采用机械设备对地基进行平整和碾压并铺设钢板;采用测量仪器校验主机立柱导向架的垂直度。保证TRD工法墙平面位置准确、垂直度符合要求。


(3)施工时,应严格按先行挖掘、回撤挖掘、成墙搅拌的“三工序法”进行施工,合理确定各工序的切割或搅拌推进速度;应采用比重计检测浆液湿润密度、流动仪检测浆液流动度,控制挖掘液、固化液水灰比及挖掘液混合泥浆、固化液混合泥浆流动度;通过安装在切割箱体内部的测斜仪,实时监控墙体垂直度并及时通过操作人员操控调整,控制墙体垂直度。通过上述相应检测与监测,及时调整施工参数,保证TRD工法墙成墙质量。


(4)后续施工的墙体应与已成墙体进行有效搭接,合理确定搭接区域施工推进速度和长度;采取合理方法和措施进行转角搭接。保证TRD工法墙在冷缝搭接处有效衔接、不产生渗漏。


(5)一段工作面施工完成(成墙搅拌结束或施工至转角处)后,合理确定切割箱拔出时间,同时在切割箱底部注入等体积的混合水泥浆液,注浆泵工作流量应根据拔切割箱的速度作调整,防止拔出切割箱时因孔内产生负压而造成周边地基沉降。



3


施工应急处理措施


TRD工法止水帷幕施工过程中可能会遇到事先难以预料的问题,为保证施工质量,应制定相关的应急措施。

 

(1)施工过程中如遇到水泥浆排放异常而进行故障排除时,宜用大于1~2 m3的清水排放至切割箱前端,以防止水泥浆在配管里凝结。


(2)施工过程中当电网供电停止时,应及时启动备用发电机,便于及时恢复供浆、压气、正常搅拌作业,防止埋钻事故发生。


(3)当相邻墙体在前面墙体因各种原因造成施工停止大于24 h后重新开始施工时,应严格控制切割箱链具的转速、箱体推进速度、挖掘液参数等指标对已成型墙体进行切割,且切割长度不少于50 cm,以确保在冷缝处的有效搭接。


(4)TRD工法成墙搅拌结束后或因机器故障等原因停止时,切割箱体应退离成墙区域一定距离,并注入高浓度的挖掘液进行临时养护操作,防止切割箱被抱死。


4


现场水位监测


为实时了解基坑施工降水期间TRD工法止水帷幕的止水效果,现场设置了微承压水和承压水水位观测孔(图4),图4中SW24~SW26为微承压水水位观测孔,CY05~CY06为承压水水位观测孔。

TRD工法在地铁车站端头止水帷幕中的应用

竹园路站基坑东端头微承压水、承压水水位孔水位变化如图5所示。

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由图5可知:SW24~SW26微承压水水位观测孔的水位累计下降量分别为0.34 m、0.98 m、2.25 m,CY05~CY06承压水水位观测孔的水位累计下降量分别为1.97 m和1.43 m。除SW24水位孔外,其余4个水位孔的水位累计下降量超过或接近1 m,这是因为TRD工法止水帷幕未穿透7-2A承压水层,属于悬挂式止水帷幕,故而水位累计下降量相对较大。尽管如此,本工程中悬挂式TRD工法止水帷幕还是起到了一定的隔水作用,有效地控制了坑外水位的下降。


5


结束语


在需要降水且周边环境较为复杂的基坑工程中,止水帷幕对于消除或控制基坑周边建(构)筑物和各种管线等沉降具有重要作用。

 

由于TRD工法具有机架低稳定性好、施工深度大、成墙质量好、土层适应性广等特点,因此TRD工法墙已成为在地基含水层深厚或施工环境受到限制等特殊条件下的基坑主要止水帷幕型式之一。为提高TRD工法止水帷幕的施工质量,确保其止水效果,施工时应采用合理的施工方法,严格控制各环节的施工要点,采取合理的施工应急措施。

 


来源:《工程技术》

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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