南昌绿地中心广场TRD工法应用

工程概况

工程地质

周边环境概况

本工程基坑西侧主要紧贴已建的 C 区地下室和待 建的 A2 区地块。C 区主要为两层地下室，基底埋深约 10 m 左右，原围护体主要采用Φ900@1100 钻孔灌注桩 结合Ф850@600 三轴水泥土搅拌桩止水帷幕。A2 区则主要为 A 区裙楼区域，3 层地下室，基坑开挖深度约 16 m 左右，待本工程基坑实施完毕后最后再进行开挖。 基坑北侧主要邻近已建的 B 区地下室，基底埋深约 6 m 左右，距离本工程基坑最近约 5 m 左右。基坑东侧及南侧则主要邻近红谷大道和世贸路，道路下埋设有多 条的市政管线，距离基坑边最近约 2~8 m。 

因此，本工程基坑周边环境情况还是相对较为复杂的。支护结构设计时，需重点处理好与邻近地块间的相互关系，并做好对周边道路、管线等的保护工作。 

总体设计方案

针对基坑所面临的上述复杂的工程水文地质条件、复杂的周边环境情况，结合工期要求，总体采用 了以“中心岛”方案为主，内支撑方案为辅，等厚度 型钢水泥土搅拌墙、排桩、预应力锚索、土钉墙支护等多种支护形式相结合的设计方案。 

围护体设计时考虑与邻近地块间的共用，并通过引入由 TRD 工法所构建的等厚度水泥土搅拌墙技术， 形成封闭的隔水帷幕体系来解决地下水问题。 

各区域支护结构设计方案具体如下:

地下二层区域

主要以“中心岛”方案为主，内支撑方案为辅， 并结合等厚度型钢水泥土搅拌墙、临时隔断围护桩、 预应力锚索及坑边留土放坡等多种支护结构或支护方 案，具体各侧支护结构情况如下:

1东侧(红谷大道 侧):坑内两级留土放坡+型钢水泥土搅拌墙+一道双 拼型钢支撑+浅层一道预应力锚索;

2南侧(世贸路 侧):一道水平内支撑+型钢水泥土搅拌墙(见图 3); 

3西侧(紧邻 C 区侧):利用 C 区原有排桩围护及三轴水泥土搅拌桩止水帷幕+一道水平内支撑;

4西侧 (紧邻 A2 区侧):坑内一级留土放坡+临时隔断围护 桩+一道水平砼换撑，该侧围护桩外不专门设止水帷 幕，而与 A2 区综合考虑;

5北侧(紧邻地下一层区 域侧):临时隔断围护桩+浅层一道预应力锚索+等厚度水泥土搅拌墙止水帷幕。

地下一层区域

(1)东侧(红谷大道侧):排桩围护桩+一道预 应力锚索。

(2)南侧(紧邻地下二层区域侧):与地下二层 区域共用。

(3)西侧(内部空地区域):坑外浅层卸土放坡+排桩围护桩+一道预应力锚索。

(4)北侧(紧邻 B 区测):普遍采用土钉墙，局 部紧贴转角区域采用排桩围护桩结合一道型钢角撑， 与土钉墙交界区域采用重力式挡墙作为角撑支座，进行搭接处理。 

图 3 内支撑区域支护结构典型剖面示意图 

关键设计技术

等厚度型钢水泥土搅拌墙 

本工程基坑面临着复杂的地下水问题。由于基底 附近的第3~5层承压含水层与赣江直接连通，止水帷幕设计时需考虑进行隔断。为保证隔断效果，止水帷幕体系需穿透标贯击数达 25 击的深厚砂层和饱和单轴抗压强度达 2.9 MPa 的第61 层强风化岩层，嵌入饱和单轴抗压强度标准值达到 7.9 MPa 的相对隔水基岩层，即第62 中风化砂砾岩内方可。 

考虑到南昌当地在类似“上软下硬”的地层中进行隔水设计的经验不足，本工程引入了由 TRD 工法构 建的等厚度水泥土搅拌墙技术以形成可靠的封闭止水帷幕体系。 

TRD 工法作为一种绿色经济的技术工艺，可通过 在等厚度水泥土搅拌墙内内插型钢来实现围护体受力和止水的双重作用。同时，其内插型钢在基坑实施完 毕后可回收再利用，经济且环保。因此，本项目普遍 范围内采用 850 mm 厚等厚度水泥土搅拌墙止水帷幕内内插H700×300×13×24@600 型钢作围护体(见 图 4 )。 

图 4 等厚型钢水泥土搅拌墙平面节点示意图 

(1)主要设计参数 

结合现场试成墙试验，等厚度水泥土搅拌墙采用 P.O42.5 级普通硅酸盐水泥，水泥掺量 27%，水灰比 1.5，挖掘液采用钠基膨润土拌制，每立方被搅土体掺入约 100 kg/m3 的膨润土。 

等厚度水泥土搅拌墙采用 TRD-III型设备进行施工，墙厚 850 mm，墙体普遍穿过第61 层强风化岩层嵌入与第62 层中风化岩层交界面(见图 5)。 

图5 TRD-III型工法机 施工实景图

(2)止水帷幕体系设计 

考虑到 A2 区基坑最后施工，且与 D 区紧贴，为避免在临时隔断位置二次隔水，故在止水帷幕设计时， 将 D 区与 A2 区基坑进行整体隔水设计，即对 D 区的 南侧、东侧及北侧地下一、二层分界位置，以及 A2 区北侧均采用等厚度水泥土搅拌墙进行隔水处理，其他侧则利用 C 区、A1 区原有止水帷幕体系，从而形 成包含 D 区及 A2 区整体基坑的封闭止水帷幕体系(见图1及表2)。基坑降水时，只需对场地范围内承压水 进行相应的疏干抽降，满足相应的开挖需要即可。 

表 2 止水帷幕设计情况一览表 

(3)墙体强度检测 

等厚度水泥土搅拌墙的墙身强度采用试块试验并 结合28d龄期后钻孔取芯来综合判定。根据28d龄 期浆液试块抗压强度试验，水泥土搅拌墙墙身强度平 均值约达到 1.5 MPa，而 28d 龄期透孔取芯检测的墙 身强度约达到 1.28 MPa，两者均较好的满足了设计强 度要求(见图 6，7)。 

图 6 南昌绿地中央广场试验墙段及取芯检测点平面图 

图 7 等厚度水泥土搅拌墙 28 d 无侧限抗压强度 

另外，从现场钻孔取芯芯样照片来看，芯样自上 而下较为完整，成柱状体，胶结度及连续性较好，破碎较小，总体呈灰色、硬、均匀度较好、含灰量较高。 

“中心岛”方案 

考虑到 D 区工期要求紧迫，常规的先支护后开挖 的支护方案已不能适用。同时，由于 D 区基坑南北长约 425 m，大范围的进行支锚经济性明显要差，且施 工周期较长。因此，对 D 区地下二层区域总体采用了 与主体结构设计相结合的“中心岛”方案(见图 8)， 即:基坑周边先卸土放坡开挖至基底，形成中部区域地下结构，而后在围护体与中心岛结构间对称架设临 时型钢支撑及混凝土水平换撑杆件进行传力，再开挖 基坑周边留土，施工周边地下结构。待地下一层结构 施工完毕且形成换撑后，最后拆除型钢支撑，继续施 工周边地下结构至顶板，完成地下室的整体施工。 

图 8 “中心岛”方案结构支护剖面示意 

为确保“中心岛”区域主体结构的完整性，基坑周边留土放坡的宽度及高度不足，按 1∶1.5 两级放坡， 最大留土放坡宽度约 15 m，留土高度约 6.5 m，从而导致浅层悬臂约 2 m 左右。考虑到红谷大道侧存在大 量的市政管线，且主要分布在浅层较厚的填土层中， 若不采取相应的技术措施，则对管线的保护较为不利。 同时，后期型钢支撑拆除以后，换撑板至地坪的悬臂 高度也较大，对管线的保护也较为不利。 

  因此，在“中心岛”方案的基础上，考虑对红谷大道侧浅层采用一道预应力锚索结合等厚度型钢水泥土搅拌墙的支护方案，从而形成竖向的撑、锚相结合的支护结构形式，以控制围护变形及管线沉降。

实施效果

本项目基坑开挖后，等厚度水泥土搅拌墙墙体非 常平整，墙面无渗漏，坑外地下水位也无明显下降， 坑内降水效果良好(见图 9)。根据其他项目已有的室内抗渗性试验结果，水泥土搅拌墙的渗透系数可达 到 10-7 cm/s 量级，基本处于不透水的状态。 

图 9 等厚度水泥土搅拌墙墙身实景图

从本项目的止水效果来看，也较好的验证了这一结果。另外，从基坑变形监测情况来看，基坑开挖至基础底板施工结束，“中心岛”区域等厚度型钢水泥土搅拌墙墙身测斜最大水平位移约为 22 mm，局部内支撑区域测斜最大水平位移约为 19 mm。“中心岛”区域 东侧红谷大道侧市政管线最大水平位移约 9 mm，最大沉降量约 6 mm。基坑本身及周边环境各项监测数据均在合理、可控范围之内(见图 10，11)。 

图 10 基坑实施实景图 

图 11 支护结构测斜曲线 

结  语

针对南昌绿地中央广场项目D区基坑所涉及的复杂工程水文地质情况、复杂的周边环境情况，成功地运 用了以 TRD 工法所构建的等厚度水泥土搅拌墙为止水 帷幕等关键技术来解决“上软下硬”地层中地下水的处 理。另外，从实施效果来看，采用以“中心岛”方案为主、内支撑方案为辅，多种支护结构相结合的设计方案 在本基坑工程中也得到了良好的实践。 

TRD工法