超深TRD工法（水泥土攪拌墻）在軟土地基中的應用

上海市機械施工集團有限公司 上海 200072

1 超深TRD工法施工要點

1.1 清障施工

為保證TRD試驗段順利進行，確保TRD施工質量，首先需要對于TRD施工區域進行清障施工[1]，先采用鎬頭機破除障礙物塊，而后采用挖機清除破碎的障礙物及碎石等雜物，并及時外運。清障完畢后，為了保證后續TRD施工質量，確保TRD設備穩定性及成墻垂直度，對清障區域采用10%的水泥土回填并壓實。

1.2 TRD施工[2-7]

1.2.1 地基處理

先行對地下障礙物進行處理，處理完畢后采用10%水泥土回填，場地平整后再鋪設鋼板。確保施工場地的平整度及地基承載力滿足大型機械設備行走的要求。

1.2.2 測量、定位

根據TRD攪拌墻的軸線開挖導向溝、鋪設鋼板，在溝槽邊放置攪拌樁定位型鋼，并應在定位型鋼上標出攪拌樁位置。TRD施工時墻位應對中，在成墻施工前需采用2 臺經緯儀對主機導向架進行垂直度校驗，以確保成墻達到1/250的垂直度。

1.2.3 試成墻

施工前應進行試成墻，確定各項技術參數，成樁工藝和步驟，土性差異大的地層，需根據地質報告驗證分層技術參數。根據試成墻結果，確定挖掘液膨潤土摻量、固化液水泥摻量、水泥漿液水灰比等施工參數；確定成墻質量、水泥攪拌均勻性及膠結度和強度；確定立柱導向垂直度、攪拌墻成墻的垂直度。

1.2.4 應急措施

超深TRD樁施工，由于其施工時間長，切割箱推力和壓力大，刀頭切削阻力大等原因，容易由于用電量不足、電壓不穩等情況導致切割箱失去動力，因此現場必須配備用發電機組，在供電不正常的情況下，可及時恢復供漿、壓氣、正常攪拌作業，避免延誤時間造成埋鉆事故。

2 超深TRD質量控制

2.1 測量定位

TRD主機就位后應復測墻位，如有誤差或偏位必須調整主機重新就位，只有墻位對中準確無誤，且主機導向架保持垂直度偏差≤1/250，方可進行TRD施工。

2.2 垂直度控制

2.2.1 校正主機導桿垂直度

TRD工法機拼裝完成及移位后，使用經緯儀分別從正面、側面校正樁機立柱導向架的垂直度，在切割箱打入過程中隨時對切割箱垂直度進行校驗[8]。

2.2.2 安裝測斜儀

切割箱打入至設計深度后，在切割箱體內安裝測斜儀，實時監控切割箱面內與面外的偏差情況，并及時通過駕駛員操控調整，確保TRD等厚度水泥土攪拌墻墻體垂直度滿足設計要求，如圖1所示。

2.3 拌漿系統控制

嚴格控制自動拌漿系統的各項參數，包括水泥漿配比、氣壓和漿壓等，各項參數輸入系統后不得隨意更改。

2.4 切割速度控制

圖1 測斜儀安裝示意

嚴格按照三工序成墻的步序進行試成墻施工，控制切割箱橫向推進速度及切割鏈轉速，確保水泥土均勻攪拌。成墻攪拌時，做好拌漿記錄，加強水泥摻量控制；同時控制注漿速率，配合好切割箱推進速度進行注漿。

3 工程實例

3.1 工程概況

上海某工程基坑總面積約46 090 m2，基坑總延長約890 m，開挖深度約為17 m。周邊圍護體采用灌注樁排樁圍護墻結合外側TRD工法止水帷幕，基坑內豎向設置3 道混凝土支撐體系。灌注樁排樁圍護墻外側設置單排厚800 mm 的TRD工法止水帷幕，采用三循環水泥土攪拌墻建造工序連續成墻，標高范圍－0.5～－40.5 m（－45.5 m、－49.5 m），水泥摻量25%，采用P.O42.5水泥，樁長40 m、45 m、49 m。

3.2 施工策劃

本工程原有設計采用的是三軸攪拌樁止水帷幕，經過專家論證以及參建各方與業主、設計進行討論，最終改進施工工藝，采用新型TRD工法進行超深止水帷幕的施工，同時為保證TRD止水帷幕施工質量，先進行一段8 m長的TRD試驗段，深52 m，厚為800 mm。

3.3 監測成果分析

3.3.1 地表垂直位移監測

從監測數據分析，成墻施工引起的地表變形量相對較小，變化幅度在±5.0 mm 內。試驗段施工過程中的地表變形具體表現為：從成槽開始至成墻結束，地面處于小幅上抬中，其中上抬相對明顯測點為2.2～4.4 mm；成墻結束后，地面變形處于恢復下沉中，其中成墻結束24 h內，變形恢復最快，集體出現由上抬至下沉的轉變。成墻結束36 h后，地面變形雖略有發展，但隨著時間推移，基本趨于穩定。

3.3.2 深層土體測斜

從土體深層水平位移監測成果分析，成墻施工引起的土體側移規律與預期相同，從成槽開始至成墻結束，受墻體噴漿擠壓，土體深層水平位移多為遠離墻體方向位移，離試驗墻段距離越近，位移幅度相對越大；位移最大值達－10.4 mm，對應深度為35 m；由各監測點深層水平位移所處深度分析，位移較大值所處深度在30～50 m 之間。成墻結束24 h后，位移速率放緩，變形逐步趨于穩定。

3.3.3 土體分層沉降

從土體分層沉降監測成果匯總表和曲線分析，成墻施工引起的土體不同深度垂直位移規律與預期相同，土體分層垂直位移在試驗段成槽、成墻階段，總體表現為上抬，其中最大值為累積上抬達7.1 mm。成墻結束后，各土層總體呈現下沉，其中最大值為累積下沉達10.2 mm；從各測點恢復下沉幅度來看，離基坑越近恢復下沉幅度越大，反之越小。

3.3.4 監測結論

（a）TRD 施工與常規攪拌樁施工引起的周圍土體變形規律一致，均包括兩階段，即擠壓變形和變形恢復，但該工藝引起的土體變形數值更小，恢復更快，該規律性表現對隨后即將大面積開展的TRD 圍護施工具有顯著的指導意義。

（b）土體各類變形在數值量級上均不大，對TRD正式施工期間周邊環境安全有利，但亦應考慮受試驗段規模限制，導致土體變形數值偏小的因素。

（c）結構松散的表層巨厚雜填土的存在，較大程度上可以消散土體中瞬時增加的擠壓應力，對控制周邊管線和地表變形有利。

4 結語

本文詳細介紹了超深TRD水泥土攪拌墻的施工工藝、要點及質量控制措施，并結合其在上海某工程實例中的應用，對其在解決超深基坑開挖工程中承壓水問題方面的適用性有了更進一步的認識。