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TRD工法轨道交通应用案例

湖北饭店暨华邑酒店超深基坑施工过程研究

叶帅

摘要

摘要：随着城市现代化迅猛发展，围护结构设计及施工工艺也得到相应的高速发展，尤其是城市地下空间的开发和利用。本文通过武汉市武昌区湖北饭店暨华邑酒店建设项目超深基坑工程对TRD工法的应用效果进行了分析，其成墙功效高，墙体隔水性能可靠，取得了显著的经济效果。

关键词：超深基坑工程；TRD工法；经济效果

引言

随着现代建筑的基坑向着超大、超深方向发展，深基坑围护施工技术的难题更为突出，尤其是高水位地区的基坑工程的地下水控制问题。水泥土搅拌桩的围护结构不仅要满足深基坑工程截水的需要，其截断或部分截断的承压水层与深基坑水力相联系，控制由于基坑降水而引起的地面沉降，以确保深基坑和周边环境的安全。”TRD”（沟切-再混合-深墙）工法，即渠式切割深层搅拌水泥土地下连续墙施工工法，具有适用于多层、墙体均匀性好、防水性能可靠等优点，在地基防渗、基坑围护等方面具有较强的适应性。

混合均匀性是影响该方法效率和质量的关键指标。然而，由于影响混合均匀性的因素很多，现有的理论不能很好地表达各种因素与混合均匀性之间的关系。Aoi M、Fukunaga J和Yoshizaki H通过对TRD法切割和搅拌过程的分析，得出了影响搅拌均匀性的主要因素。根据白金汉Pi定理，设计并制造了一种模型试验装置。通过模型试验和现场试验结果的对比分析，验证了模型试验装置的有效性。模型试验装置能够模拟TRD法的混合过程。研究结果对TRD方法的推广应用具有一定的指导意义。这种TRD墙作为钢水泥土挡土结构和超深防渗帷幕在我国许多深基坑工程中得到了成功应用。

工程概况

湖北省武汉市武昌区湖北饭店暨华邑酒店建设项目，西邻湖北省教育厅、商务厅，北邻洪山路，东邻东一路，南邻中共湖北省委湖北省人民政府文印中心。地上由一栋129m高的二十九层写字楼、一栋99m高的二十四层酒店及四层酒店裙房组成，并设有整体四层的地下室。采用φ1200/1300厚钻孔灌注桩+TRD水泥土搅拌墙止水+三道钢筋混凝土支撑的基坑围护形式，基坑开挖面积为15927㎡基坑周长为507m，基坑普遍开挖深度为19.5 m～20.9m。场地地下水主要分为三种，一是上层滞水（赋存于杂填土中）；二是承压水（古河道含粉细砂、卵砾石土层中）；三是基岩裂隙水和岩溶水（下部基岩中）。通过对地下水位观测，测得上层滞水稳定水位分别为孔口以下0.8 m～2.3m，承压稳定水位位于地面以下4.00m。T RD止水帷幕墙厚700mm，墙深43.6m。

施工技术

TRD工法的等厚度水泥土地下连续墙，链锯式刀具为主要机具。在插入地基过程，链锯式刀具与主机连接，硬化剂为水泥浆，回旋刀链锯可竖向垂直或横向水平移动对地下土体进行准确切削。按照护壁设计宽度和设计深度对土体进行精确切割，同时刀具端头喷出的水泥浆硬化剂注入土体将原位土体固结，从而在地下形成一道等厚度的连续墙。

2.1施工工艺流程

施工工艺流程和施工器具示意图如图1，2所示。

2.2测量放样，开挖沟槽，导向定位钢板

根据设计图纸和坐标基准点，精确计算出止水帷幕的中心线角点坐标，利用测量仪器放样，并对坐标数据进行复核。并通知相关单位进行放线复核。止水帷幕中心线放样后，施工场地应采用铺设钢板的加固处理措施，以确保施工现场机械设备的重量满足对地基承载力的要求和桩机的稳定性。沿止水帷幕中心线方向开挖工作沟槽，槽宽约1.4m，沟槽深度约1.0m.

2.3吊放预埋箱，钻机就位

预埋穴的开挖深度约4.9 m、长度约2m、宽度约1 m，将预埋箱吊入预埋穴内，移动前明确各方向的安全情况，结束后检查定位情况，确保桩机平稳、平正。

2.4主机与切割箱连接，安装测斜仪

利用支撑台固定，通过履带式吊车将切割箱逐段吊放入预埋穴中。再将TRD主机移至预埋穴位置内连接的切割箱中，再返回预定施工位置，切割箱将自行进行打入挖掘工序。切割箱打入到设计深度后，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实时动态管理。

2.5 TRD工法先行挖掘、回撤挖掘、固化搅拌成墙

测斜仪安装后，主机与切割箱连接，在切割箱底部注入挖掘液。若顺利启动，按照正常操作流程施工。当切割箱启动和切边不顺利，应迅速对挖掘液的水灰比和流动度进行调整。切割箱先行挖掘结束后，再回撤挖掘至原处，注入固化液使其与挖掘液混合泥浆混合均匀搅拌，进而形成等厚度的水泥土搅拌连续墙。回撤横移至成墙位置应尽量减少挖掘排量，以控制换土发生量。

2.6置换土处理，切割箱拔出

施工过程中产生的废弃泥浆集中处理。成墙搅拌结束或转角时，起拔切割箱时间控制在3.5小时内，利用吊车将切割箱分割成段拔出，边分解边拔出，同时向槽内回灌浆量，要均匀补充切割箱拔出的体积，预防槽内的混合泥浆液面下降。

2.7主要技术参数

主要技术参数如表1所示，采用42.5级的普通硅酸盐水泥的固化液。

2.8质量安全控制

建立严格验收控制制度，做好工艺检查、设备检查和施工操作检查等；施工现场专人检查复合桩基垂直度和桩基的移位；施工前检查桩机平稳性，做到固定端正，桩架垂直；制定人员、设备、材料等应急物资和应急处理预案，确保停机、故障检修过程中成墙搭接区域的墙体强度和搅拌的均匀性；等厚度水泥土搅拌墙的墙身强度采用试块结合28天龄期后钻孔取芯进行综合判定。在施工过程中注意地下管线、高低压架空线路、通信设施及设备的保护；根据现场施工实际行情况编制并落实切实可行的应急预案；做好TRD桩机移机的安全监护工作，TRD桩机施工及移机时地基基础必须满足设备的承载力方可施工及移机；做好施工现场洞口、槽段等的临边防护及警示措施；现场施工用电采用三相五线制，配电箱设置总开关，同时做到一机一闸一漏电保护器。施工过程产生的置换土集中存放在堆场，待达到一定强度后及时统一外运，保持现场文明整洁。

结论

采用TRD地下连续墙施工工法为武汉市武昌区湖北饭店暨华邑酒店建设项目工程基坑安全和后期所造成的周边建筑的维修不仅节约一大笔费用，更是避免造成大规模的社会矛盾，特别在复杂地层情况中，相比传统的施工工艺，更能达到设计止水及截水效果，避免传统工艺中重复修补和补救措施所造成的其他经济费用，无视各种复杂地层，操作简单，大大缩短工期、减少工程造价，具有明显的经济效益和社会效益。