深基坑工程止水帷幕TRD施工技术的应用

摘要：TRD属于一种水泥土搅拌墙的施工方法，在国外的深基坑工程中广泛应用，但是我国工程应用次数比较少。在涉及富水地区的临江卵砾石深厚土层的地区，应用更少。本文主要以南京某项目为例，分析深基坑工程止水帷幕TRD施工技术应用，及其产生的实际效果，对实际施工起到参考作用，保障深基坑工程的质量和安全性。

关键词：深基坑工程；止水帷幕；TRD工法施工技术

▍引 言‍

我国经济的高速发展，土地资源日剧紧张，地下空间作为城市发展的重要资源，其开发和利用得到了越来越广泛的重视。无论是地铁还是地下室的加深都意味着深基坑的开挖不可避免，对其围护及防渗性能的要求也日益提高。尤其是长江中下游漫滩的高渗透大粒径地层，主要为水流分选作用产生的河床相沉积土，在地质剖面上从上向下粒径逐渐变粗，上层以砂为主，底部有砾、卵石。该层埋深较深常具有较大的厚度，一般为10 m～20 m，厚者可达40 m左右。由于河漫滩形成时代晚，其卵石均较新鲜，一般呈中密至密实状态，砾石粒径在2 mm～20 mm，卵石粒径20 mm～100 mm，个别大于100 mm。

对于该类粒径大，硬度高，渗透性高，厚度大，埋深大的地层，常规止水帷幕施工工艺受限于设备能力，无法满足超深基坑止水帷幕施工需求，开展该地层中预拌水泥土止水帷幕施工工艺研究意义重大。

▍1 工程概况

1.1工程概况

本文基于南京某项目为例，说明深基坑工程止水帷幕TRD工法施工技术，该项目位于江苏省南京市江北新区。总建设用地面积57298 m2，总规划建筑面积300346 m2，其中：地下面积128452 m2，地上建筑面积171894 m2。拟建建筑物主要由1幢科研办公楼、4栋配套用房及地下室组成，拟建场地内设2～3F满堂地下室（10C#科研办公楼区域及10C#配套用房区域为3层地下室，10D#～10E#配套用房及其他区域均为2层地下室），采用框架结构。抗压抗拔均为灌注桩。

大部分区域为2层地下室，负二层顶板面标高1.40m，结构底板面标高-2.60 m，底板厚度600 mm，承台厚度1400 mm；局部为3层地下室，负二层顶板面标高1.40 m，负三层顶板面标高-2.60 m，结构底板面标高-6.60 m，底板厚度700 mm，承台厚度1600 mm，主楼核心筒承台厚度3000 mm。本工程支护范围约7.9万m2，支护周长1180 m。基坑周边场地标高整平标高7.00 m，浅坑（二层地下室区域）挖深11.1 m，深坑（三层地下室区域）挖深15.3 m。

1.2水文地质条件

1.2.1地质条件

①1杂填土，灰黄色、灰色、杂色等，湿～很湿，由软～可塑状粉质黏土混杂较多的碎砖、碎石子等建筑垃圾及生活垃圾组成，结构松散，土质不均匀，该层回填时间小于2年，为新近推填；

①2素填土，灰黄色、黄灰色、灰色、灰黑色，湿～饱和，结构松散，呈高压缩性，主要由软～可塑状粉质黏土夹少量碎砖、碎石组成，回填时间小于5年，局部为新近填土；

②粉质黏土，黄灰色，饱和并可塑，干强度与韧性中等；

③1淤泥质粉质黏土夹粉土，粉砂，具水平层理，单层厚0.1～1.0 cm，呈千层饼状

③1a粉砂夹粉土，灰色，饱和，稍密，中压缩性，夹薄层稍～中密状粉土及软塑状粉质黏土；③2粉质黏土，灰色，饱和，软～流塑，中偏高压缩性；

④1粉质黏土，灰色、黄灰色、青灰色，饱和，可塑，局部偏软塑，中压缩性，无摇震反应，切面稍有光泽，干强度中等，韧性中等；

④2粉质黏土，青灰色、黄灰色，灰黄色，饱和，硬塑，局部偏可塑，中压缩性，无摇震反应，切面稍有光泽，干强度中等，韧性中等；

⑤1卵砾石，灰色、黄灰色、灰黄色、杂色，饱和，中～密实，中偏低压缩性。由不规则团块状或无规律卵砾石夹中粗砂组成，卵砾石成分以石英砂岩、石英岩为主，呈次圆状～圆状，局部棱角状，空间分布凌乱；

⑥2砾砂，青灰色、灰色、黄灰色、灰黄色、杂色，饱和，中～密实，中偏低压缩性；

⑦1强风化泥质粉砂岩，棕红色、褐红色、砖红色，风化强烈，岩石结构大部分被破坏，矿物成分显著变化，岩芯呈砂土状夹碎屑（块），手捏易碎，水冲即散，脚踏即碎；

⑧2强～中风化泥质粉砂岩，棕红色、褐红色、砖红色，粉砂质结构，层状构造，主要由石英、长石，少量白云母及岩屑组成，泥质胶结，岩体较完整，岩芯呈中～短柱状，局部为碎块状，岩体强度较低，手掰易断，脚踏易碎，见图1。

1.2.2水文条件

地下水类型主要为孔隙潜水和承压水。孔隙潜水主要存在于地下0.0 m～18.0 m的表层弱透水地层,主要来源为大气降水及地表水入渗。承压水主要存在于高渗透地层中,该含水层富水性好,透水性强,厚度较大。承压水水位变化要受长江水的侧向径流补给影响。

1.2.3止水特点

本项目周边环境较复杂，保护要求高（已有市政道路、管网等），且止水难度大，原因是坑底以下为卵砾石和砾砂，存在突涌风险。开挖深度范围内存在厚层淤泥质粉质黏土夹粉土，因此，针对以上特点要采用合理成熟的方式进行止水。

▍2 止水工艺

综合场地周边环境、破坏后果、基坑开挖深度、场地工程地质和水文地质条件，按照相关规范综合判定：基坑侧壁安全等级三层地下区域确定为“一级”，即重要性系数γ0=1.1；二层地下区域确定为“二级”，即重要性系数γ0=1.0。

2.1支护选型

根据本工程基坑的开挖深度、场地工程地质条件与水文地质条件以及周边环境的保护要求，结合类似工程的成功经验，采用以下支护方案：浅坑区采用灌注桩+一层钢筋混凝土支撑，局部双排桩；深坑区采用灌注桩+两层钢筋混凝土支撑；集水井、电梯井等坑中坑，深度不大于2.0 m，采用放坡支护；大于2.0 m采用高压旋喷桩加固。

2.2止降水设计

影响本工程的地下水主要为孔隙潜水及承压水，地下水设计控制的重点在于承压水的安全隐患以及土方开挖过程中孔隙潜水的影响。基坑工程采用全封闭止水设计，TRD工法水泥土搅拌墙底端需进入⑤-2层强风化砂质泥岩不小于1.0 m，施工时应合理选择TRD施工机械，并应提前采取地连墙成槽机引孔辅助措施，确保TRD止水帷幕底端进入岩层，达到设计要求的封闭止水效果，见图2。

▍3 止水帷幕成型

为保证良好的成桩效果，在TRD施工前要做好复核工作。利用挖机进行沟槽的施工，沟槽宽度一般需超过设计止水帷幕宽度200 mm，深度约1000 mm。在成槽过程中，使用优质膨润土制备泥浆，以重晶石等适当提高泥浆比重来保持槽内泥浆水头高度，并配以羧甲基纤维素（cmc）形成致密而有韧性的稳定泥浆液进行原位置换作业，通过浆液平衡土体侧向压力来形成稳定的止水护壁。根据止水帷幕施工所需深度的不同，采用不同的搅拌方式进行施工，在转角处采用接头、转弯的处理技术，通过以上各种施工手段，达到止水帷幕成墙的良好效果，见图3。

预拌水泥土止水帷幕施工完成后进入养护期，待其按设计要求养护至龄期后，通过原位测试等检测手段直接检验止水帷幕成型质量。

▍4 效果检测

为避免钻芯检测和原位物探测试由于钻孔位置带来的检测范围局限性以及漏判等问题，本工程采用群井抽水试验对地下连续墙的整体止水效果进行检验。该方法在基坑内侧设置抽水井群，在基坑外侧设置观测井；通过群井抽水将基坑内侧水位降至设计降深后，对周边坑外地下水位进行监测。结果表明在降水前后本工程坑外水位一直处于稳定状态，间接说明高渗透大粒径地层中预拌水泥土止水帷幕已成功进入相对不透水层，切断坑内外水力联系，止水效果良好，见图4，见图5，见图6。

▍5 结 语

在本项目中针对高渗透性大粒径地层提出有效的不塌孔护壁措施，结合场地地质条件和成槽深度，提出3m以下更深层地层根据地层情况按需采用钻、抓、铣与切割多种工艺组合，从而达到复杂地层TRD快速施工效果，形成连续槽体；最后通过检测和监测两方面分别验证预拌水泥土止水帷幕施工质量，也可及时反馈止水帷幕是否存在渗水点，便于现场及时处理，也为对后续类型工程项目提供极大的指导意义。

• 临江富水高渗透性卵砾石地层基坑止水帷幕施工质量检测及其评价
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