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浅谈TRD工法的施工工艺及影响因素

摘要

随着城市内“高”、“大”、“深”等的建设项目越来越多，对基坑的施工质量和要求也越来越高。同时城市对地下空间的利用不断增大，导致深基坑的施工环境越来越复杂多变。因此，对基坑围护施工工艺的要求也越来越高，相比以往基坑围护施工采用的施工工艺，如今TRD工法作为一种新的围护形式逐步推广和运用，TRD工法有着施工深度大、成墙品质好、无缝连接、适用于软土地质的特点，能够给基坑工程带来更多的选择以及更好的质量控制。

关键词：地下空间;基坑围护;TRD;影响因素

引言

TRD工法(Trench-Cutting & Re-mixing Deep Wall Method) 超深等厚度水泥土地下连续搅拌墙工法是能在各类土层和砂砾石层中连续成墙的成套设备和施工方法。其基本原理是利用切割箱外侧的链锯做切削土体，从而将切割箱竖直打入土体中，然后作水平横向运动，同时由链条带动刀具作回转运动，搅拌混合原土并灌入水泥浆，形成一定厚度的墙体。其主要特点是成墙连续、表面平整、厚度一致、墙体均匀性好。如今采用TRD工法做为深基坑围护的项目越来越多，本文通过实例浅谈TRD的施工工艺及影响因素。

一

项目概况

上海某高端住宅项目，地下两层车库，基坑面积约13000平方米，周长约480m，开挖深度约9米。水平围护为两道混凝土支撑;竖向围护采用钻孔灌注桩，外侧施工TRD水泥土搅拌墙作为止水帷幕，TRD设计宽度700mm，深度为30m，水泥掺量25%。

二

施工工艺

2.1 施工准备

1、机械准备:

TRD-D工法机一台、履带吊一台(80t)、挖掘机一台、全自动拌浆后台一套、高压清洗机四台。

2、TRD切割箱配置:

切割箱是由不同规格的箱体组合而成，以达到设计要求的施工深度。

3、材料准备:

挖掘液拌制采用钠基膨润土，挖掘液水灰比为5~10。先行挖掘液浆液比重控制在1.02~1.04，养生段挖掘液浆液比重1.06~1.10。根据泥浆的流动度控制挖掘液配比，从而保持槽壁稳定性。

固化液拌制采用P.O 42.5级普通硅酸盐水泥，每立方被搅拌土体掺入25%的水泥，即每立方米土掺入450kg水泥;水灰比1.2，施工过程每1000kg水泥，掺1200kg水拌制浆液，浆液比重不小于1.57，根据现场浆液情况陆续调小水灰比，从而加强固化液效果。

2.2 切割箱打入拼接

1、测量放线:

根据围护设计图，精确放出TRD水泥土搅拌墙边线位置，同时对施工场地进行铺设钢板等加固处理措施，确保满足机械设备对地基承载力的要求，保证桩机的稳定性。用挖掘机沿试成墙中心线平行方向开挖工作沟槽，槽宽约1.4m，沟槽深度约1.0m。

2、预放切割箱:

在一侧开挖深度约3.5m、长度约2m、宽度约1m的预备穴，利用吊车将切割箱放入预备穴中。

3、拼接切割箱:

桩基就位，将第一节切割箱打入土体，然后分离此切割箱;将桩基挪至预备穴上口，连接第二节切割箱，在第二节切割箱与第一节连接，开动链锯将两节切割箱打入土体。如此往复，直至切割箱达到所定的深度。

4、安装测斜仪:

通过安装在切割箱内部的多段式测斜仪，可进行墙体的垂直精度管理，通常可确保1/250以内的精度。

2.3 TRD工法成墙

TRD工法分1循环成墙和3循环成墙工艺。1循环的方法一开始就注入固化液向前推进挖掘搅拌成墙，本工程采用3循环施工工艺。

1、横向挖掘:开动链锯并沿着预定方向横向移动，同时注入挖掘液以降低挖掘阻力，挖掘速度根据土质和深度的不同，约为40~60mim/m;

2、回撤挖掘:横向挖掘至当天预定的工作量后，链锯反转，回撤到开始挖掘的位置。若之前已有完成的墙体，则搭接30~50cm，回撤速度约20~30mim/m。

3、成墙搅拌:注入固化液(即水泥浆)，边搅拌边横向移动，将固化液与泥浆充分混合均匀，成墙搅拌速度约30~35min/m。

4、废浆处理:注入固化液后，采用挖机在TRD工法机成墙搅拌过后的位置将置换出的废浆舀出，堆至挖好的废浆池中，统一处理。

5、退避养护:当天施工完成后，退避两个切割箱的宽度并注入挖掘液养护，防止再次开动机器时扰动已成型的水泥土墙。

退避养护

6、拔出切割箱:TRD工法的工作段施工结束后或遇转角处时，需利用吊车将切割箱分段拔出，每三个切割箱为一段，并冲洗干净，设备转移至下一工作面准备施工或拆解出场。

三

影响TRD施工的因素及措施

3.1 转角

TRD工法机遇到转角时，需要将切割箱拔起并拆解，此过程约需4~5小时;然后机器转向重新按照本文2.2节“切割箱打入拼接”的工序进行操作，此过程约需24小时。故每多一个转角，算上休息时间，需多增加2天工期。

解决措施: 在设计阶段尽量将基坑设计成横平竖直的形式，减少转角;若图纸已下发，则与设计沟通，可将距离较近的两个折角改为一个直角，以达到缩短工期的目的。

3.2 地质环境

TRD工法机可以适用于N值100击以内的土层，还可在粒径小于100mm的卵砾石层和单轴抗压强度≤5MPa的泥岩、强风化基岩中施工。地质情况也直接影响挖掘速度，土质越硬速度越慢。而且，一旦地下出现较大的石块或其他障碍物，非常容易损伤刀片，甚至卡住链锯，造成设备故障。

解决措施: 设计前详读地勘报告以确定围护方案，当土质较硬或有岩层等情况时，采用其它施工工艺替代TRD工法。施工前做好清障，避免表层杂填土中出现障碍物。

3.3 成墙规模

TRD工法机最大施工深度可达60m，成墙宽度为550mm~900mm。深度越深、宽度越大需要挖掘搅拌的土体就越多，进度也就越慢。同时由于刀具的面积小，带动的泥浆量也少，成墙规模越大搅拌充分的时间也不可避免延长。

解决措施: 改进TRD工法机的适用范围及刀具尺寸等。

3.4 水泥浆泵送速度

本工程采用机器型号TRD-D，配备2台BW450注浆泵，该型号最大泵送能力为0.45立方米/分钟(27方/小时)。设计水泥掺量25%，水灰比1.2(即泥浆比重=1.435，每立方泥浆水泥含量0.625吨)。

解决措施: 换成2台BW600注浆泵(36方/小时)

由以下公式:泵送速度*每立方水泥含量=成墙宽度*成墙深度*最快成墙搅拌速度*土容重*水泥掺量，即2x27x0.625=0.7*30*最快成墙搅拌速度*1.8*0.25，得出最快成墙搅拌速度为3.57m/h。

采用2台BW600注浆泵时，2x36x0.625=0.7*30*最快成墙搅拌速度*1.8*0.25，得出最快成墙搅拌速度为4.76m/h。

对比可知，较原先的成墙搅拌速度快了0.3倍。

3.5水泥掺量

三轴搅拌桩作为止水帷幕时，水泥掺量一般为20%，而TRD水泥土搅拌墙成墙的连续性和均匀性好于三轴，水泥掺量确为25%。水泥掺量越高，泵送水泥浆的时间和搅拌的时间也就越长。

解决措施: 与设计沟通，合理的减少水泥掺量，20%仍是保守建议值，毕竟TRD工法的成墙品质要高于三轴搅拌桩。

四

结语

TRD工法为原位置搅拌工法，施工所形成的墙是等厚连续的;传统的多轴搅拌桩为置换型工法，施工所形成的止水帷幕为柱状咬合形式，前者连续成墙的止水防渗效果明显较后者更为优异。而且相比于多轴搅拌桩，TRD工法机不需要抬起切割箱，机械的施工高度不到5m，使其在高度受限的施工场地也能适用自如。目前，TRD工法相应的标准规范比较空缺，希望业内的专家能及时填补这方面的空白，为TRD工法的进一步推广打下坚实的基础。