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TRD工法新技术
  TRD工法又称为“深层地下水泥土连续墙工法”或“渠式切割深层搅拌地下水泥土连续墙工法”,无缝水泥土墙具有极佳的止水效果,兼具挡土功能,取代地连墙、灌注桩、三轴搅拌桩(SMW工法)等围护结构,可广泛适用于地下室开挖、地铁、隧道、水库、围堰、填埋场等。
  一、TRD工法工艺简介
  TRD工法是一种在地面上垂直插入链锯型刀端口,连接刀链锯,在其侧面移动的同时,切割出沟体并注入固化液使之和原位土混合,并进行搅拌,形成等厚的水泥土地下连续墙,起到止水的功能。再插入H型钢等芯材,形成刚性挡土墙,起到挡土的功能。

图1  TRD工法示意图
  TRD工法施工三步施工法:第一步横向前行时注入切割液切割,一定距离后切割终止;主机反向回切(第二步),即向相反方向移动;移动过程中链式刀具旋转,使切割土进一步混合搅拌,此工况可根据土层性质选择是否再次注入切割液;主机正向回位(第三步),箱式刀具底端注入固化液,使切割土与固化液混合搅拌。施工主要工艺流程图如下:机械组装﹥放样复核﹥桩机定位﹥打入切割箱﹥先行挖掘(注入切削液)﹥回撤挖掘﹥搅拌成墙(注入固化液)﹥插入H型钢﹥拔除型钢。

图2  TRD工法施工步序
  二、质量保证措施
  2.1  TRD墙体搅拌施工
  为确保工程质量,达到设计要求,严格按照施工设计图控制生产要素及施工过程:
  1、原材料质量控制措施
  (1)到场材料必须具有符合要求的合格证书等相关材料,复试合格后方可用于工程。
  (2)水泥应符合规范要求,到工地后必须进行复检,检验合格的方可使用,水泥在运输和储存过程中应有防雨、防潮措施,变质结块的水泥严禁使用。
  (3)项目部派有专门材料员,对水泥的采购提前订购,确保施工期间水泥的供应。
  (4)无转角处外延不小于500mm,停打回行切割不小于500mm。
  2、水泥土墙质量控制措施
  (1)施工过程控制,做好施工记录,要实事求是,严禁事后追记;
  (2)现场技术员对每幅桩进行标高测量,提前做好记录,确保钻进深度达到设计要求;
  (3)水泥掺入量及水泥浆液的水灰比控制;
  检查数量:按台班检查,每台班不应少于3次;
  检查方法:浆液水灰比用比重计抽查;水泥掺入量使用计量装置检查。
  (4)施工过程中停水、停电控制
  施工过程中因水电问题导致不能正常施工,停歇时间≥20 min时,需要把钻杆、铣头提到地面,等水电正常时,在继续施工。在提钻注浆时出现此问题,水电正常后,下钻至原施工标高以下1—2m处在继续注浆提钻。
  (5)基坑开挖前检验水泥土地下连续墙强度,强度指标应符合设计要求。墙体强度宜采用浆液试块强度试验确定,也可以采用原位钻芯强度试验确定。抽检数量不应少于总墙段数的2%。
  2.2  H型钢施工
  H型钢使用前,在距型钢顶端处开一个中心圆孔,孔径约8㎝,并在此处型钢两面加焊厚≥12㎜的加强板,加强板尺寸400㎜×300㎜,中心开孔与型钢上孔对齐。若所需H型钢长度不够,须进行拼焊,焊缝应均为坡口满焊,焊好后用砂轮打磨焊缝至与型钢面一样平。且根据设计要求,本支护结构的H型钢在达到工况要求后须全部拔出回收。H型钢在使用前必须涂刷减摩剂,以利拔出;要求型钢表面均匀涂刷减摩剂。 根据甲方提供的高程控制点,用水准仪直接控制型钢插入标高。
  三、TRD工法技术特点
  TRD工法设备特点:
  (1)适用范围广,整机高度仅10.1m,特别适宜架空高压线下方等高度受限部位施工;
  (2)超群的设备稳定性,通过低重心设计,与其他方法相比,机械设备的高度大大降低,施工安全性提高;
  (3)高精度施工,在水平方向和垂直方向可以进行高精度施工;
  (4)连续墙深度方向的品质均一,离散性小;
  (5)适应地层比较广,对硬质地层(硬土、砂卵砾石、软岩等)具有良好的挖掘能力;
  (6)止水性能优异,墙体等厚,无缝联接;
  (7)通过角度调节,可施工斜墙;
  (8)优良的环保性能,节省材料。
  2.1 与传统工艺比较
  TRD工法桩基设备最大高度10m,施工深度可达60m;相比于三轴搅拌桩(SMW工法),TRD工法是等厚的连续墙体,止水效果好(无缝、无缺陷);相比于地连墙和灌注桩,TRD工法泥浆排放少、施工速度快(一昼夜施工10~20延米)、节约成本(造价降低20%~50%)。



图3  TRD工法设备

图4 三轴工法与TRD工法对比
  2.2 喷浆搅拌方式
  TRD工法将外掺剂(水泥、膨润土等)与地基土原位搅拌,无需额外设置外掺剂搅拌池,无需对已搅拌水泥土浆取灌,减少外掺剂溢出污染,对土体充分切割搅拌确保与外加剂均匀拌合,墙体不含土体团块,提高抗渗性。



图5 原位喷浆原位搅拌
  2.3 纵向均质成墙
  TRD工法采用链条沿刀具转动,带动水泥土浆上下搅拌,可保证全深度、全断面水泥土浆均匀性,绝无SMW工法的墙体分层现象。


图6 竖向切割方式
  2.4 横向均质成墙
  水平推进切割确保了无缝隙,无SMW工法中桩体开叉的情况,无地下连续墙常出现的接缝处漏水现象。

图7 水平切割方式
  2.5 高精度
  实时随钻测量,全过程全自动垂直度控制,采用激光经纬仪控制墙体中心线,误差±25mm以内。



图8 水平切割方式
  2.6 对环境影响小
  TRD施工为全地下搅拌施工,设备噪音小、振动较小、适应狭小施工空间。

图9 适应复杂环境
  2.7 适应复杂地层
  TRD工法与旋挖钻机、高压选喷桩机等设备组合施工,可适应各类复杂地层,可进入基岩,确保止水效果。TRD工法适应的地层有:淤泥、粘土、粉土、砂土、砾石、卵石、强风化和中风化岩层。



图10 复杂地层
图11 置换出的卵石



图12  TRD搅拌浆液
图13  TRD墙体
  四、应急措施
  1、施工现场应配备一定数量的抢险设备和材料(如砂袋、水泥、喷浆机、钢筋、水玻璃等)。
  2、整个基坑土方开挖及地下室施工过程中,每天24小时应有专人注意观察各阶段围护墙是否有水渗出,如有应立即采取堵漏或外排水措施。
  3、施工期间如出现地下水位高于基坑底面,影响施工或基坑安全,则应根据实际情况增加排水措施。
  4、现场应配备砂袋、钢管、水泥、挖掘机、推土机、钢筋、水玻璃、高压注浆机等。
  5、应急小组成员在土方开挖期间昼夜值班,配合基坑监测工作,进行基坑周边的巡查,为预防突然坍塌事件事件,保证工程质量及人身安全。施工现场配备足够数量的松木桩、型钢、快干水泥堵漏王、沙包等材料,现场配备充分可随时调遣的劳动力和机械设备,电工分批轮流值班。
  6、若支护桩间出现渗漏水、土流失,如漏点不大,可采用导管引流后用高强快凝素混凝土封堵;对漏点较大时可采用钢丝网喷射混凝土封堵或先采用木桩强行打入两桩缝隙再浇快凝混凝土封堵;当水土流量较大时,除采取前述方法外,再灌注速凝浆液等措施对围护体补强,阻止水土流失。
  五、安全生产、文明施工、环境保护保证措施
  1、现场成立安全生产文明施工领导小组,落实建设方各项指令,解决遇到的问题和部署施工;
  2、进入施工现场必须带好安全帽,泥浆池、排污池四周设置围栏,栏杆材料选用脚手架,防护高度应有一米左右。泥浆泵架设在泥浆池中的长枕木上,操作区搭设木板等操作台,设扶手栏杆,并保持干净,防止操作人员滑入泥浆池中;
  3、及时清运废浆、渣土、垃圾,清运废浆、渣土、垃圾时应设置可靠的防止滴漏飞扬的措施,并尽可能安排在晚间进行;
  4、为保持环境卫生,避免运土车发生遗洒,自卸车采用有顶盖式,并在出口处铺垫湿草袋,防止泥土被带出,同时利用高压水泵冲洗车身。
  六、南昌地区典型案例
  南昌华茂广场
  1.工程概况
  该项目为大型购物中心,地上4层,设3层(局部两层)地下室,采用机械钻孔桩基础。基坑开挖深度15.1m(局部11.5m),平面接近长方形,长边约224m,短边约81m,周长约600m,平面面积约20000m2。
  场地西侧和南侧为住宅楼(27~33层,一层地下室,采用钻孔桩基础),本项目地下室外墙与住宅楼的距离为12~20m。场地北侧和东侧为城市道路,地下室外墙往东30m外为地铁2号线盾构隧道。地下室于东北角与地铁出入口连接。
  2.水位地质条件
  地表以下11m为素填土和粉质粘土,其下依次为中砂、粗砂、砾砂、强风化砂砾岩、中风化砂砾岩等。粉质粘土层为灰黄或灰褐色,软~可塑,韧性和干强度中等,摇震反应无,全场均有分布。砂层饱和,稍密~中密,成分以石英和云母为主,渗透系数为0.05~0.12cm/s。砂砾岩为紫红色,粗粒结构,厚层状结构。泥质胶结,矿物成分主要有石英、长石、岩屑等,属软质岩,岩石泡水易软化,失水易干裂。对工程影响较大的地下水位赋存于砂土中的孔隙性潜水,勘探期间测得稳定地下水位埋深10.0~13.8m,地下水与赣江水力联系密切,汛期接受赣江补给且具有一定的微承压性质。
  3.围护方案
  南昌华茂广场项目支护方案采用850厚水泥搅拌连续墙(TRD)内插H700x300x13x24型钢兼作围护结构和止水挡土帷幕,考虑其主要土层为粗砂,桩底进入强风化粉砂岩,基坑挖深15m,TRD帷幕深22~25m(图12所示)。

图12  围护结构剖面图



图13  南昌华茂广场
  4.工艺优势
  1)本项目中,TRD水泥土墙均匀等厚成墙。作为止水帷幕,渗透系数小于3×10-7cm/s,本工程全周期中未出现墙体破裂漏水情况,有效起到止水作用。
  2)型钢间距600mm,使用复杂地层施工新工艺,可以使型钢围护桩底插入强风化粉砂岩,具有较高安全冗余度,基坑全寿命周期侧向位移在设计标准之内,安全可靠。
  3)全部型钢围护桩可以拔除回收,不会滞留地下形成障碍物,有利于地下空间的二次开发,对比传统钻孔灌注桩施工方法,本项目工节约使用土地资源达8.6%。
  4)在节能环保要求上,通过对比钢筋混凝土钻孔灌注桩工艺,TRD工法平均节能比可达32.3%、节水比可达19.3%、减排比可达37.3%(碳排放)、泥浆减排比70.6%、粉尘浓度减低比29.5% 、垃圾减排比87.8%、噪声减低比52.9%、工业化率可达45.4%。施工现场整洁,符合文明施工各项要求。

浙公网安备 33010402003680号