TRD工法結(jié)合高強(qiáng)GZH管樁精確送樁控制研究與應(yīng)用

宋政法

（博爾建設(shè)集團(tuán)有限公司 江蘇泰州 214500）

1 前言

隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各大城市建設(shè)如火如荼，高樓大廈林立而起，深基坑的應(yīng)用亦呈現(xiàn)出井噴態(tài)勢。然而傳統(tǒng)基坑支護(hù)施工工藝在成墻深度、均勻度、連續(xù)性，表面平整度、厚度以及墻體剛度、止水性等方面都已不能滿足工程超大面積一級深基坑設(shè)計(jì)要求。因此，為順應(yīng)建設(shè)工程大潮，沖破深基坑施工瓶頸，引入并不斷完善TRD工法已迫在眉睫。

2 工藝特點(diǎn)及原理

2.1 施工精度高

采取架設(shè)定位架、嚴(yán)控送樁時(shí)間等多項(xiàng)措施精確控制TRD等厚度水泥土墻內(nèi)GZH高強(qiáng)支護(hù)管樁送樁的垂直度和樁身成樁標(biāo)高，確保管樁送樁施工精度。

2.2 施工成本低

與采用H型鋼支護(hù)、排樁+三軸止水支護(hù)、地下連續(xù)墻相比，采用GZH高強(qiáng)支護(hù)管樁可節(jié)約鋼材用量、優(yōu)化施工成本。

2.3 施工穩(wěn)定性好

在注漿成墻后1～2h實(shí)施GZH高強(qiáng)支護(hù)管樁送樁，避免了樁身快速下沉造成質(zhì)量事故，同時(shí)樁機(jī)切削器在整個(gè)施工過程中始終位于地面以下，施工過程側(cè)翻、傾倒事故為零。

2.4 成墻質(zhì)量高

基于TRD工法連續(xù)施工造墻，水泥土攪拌均勻，墻體厚度、密實(shí)度一致，確保了墻體高連續(xù)性和高止水性。

2.5 適應(yīng)性強(qiáng)

適用于建筑基坑圍護(hù)和止水帷幕、建筑物基礎(chǔ)和堤壩基礎(chǔ)、影響截?cái)喙こ涛灰坪透咚俟仿坊够?，適應(yīng)工程范圍廣；同時(shí)可在砂、粉砂、粘土、礫石等一般土層中施工，止水深度可以進(jìn)入軟質(zhì)強(qiáng)風(fēng)化巖隔水層，適應(yīng)地層范圍廣。

2.6 工藝原理

（1）TRD工法將在鏈軌節(jié)上裝有刀具的多節(jié)箱體插入地下，在刀具一邊回轉(zhuǎn)，一邊沿地基作橫向水平移動(dòng)的同時(shí)，由箱體內(nèi)噴射出切削液、固化液，與原位置的土進(jìn)行混合攪拌而形成等厚度水泥連續(xù)墻。TRD工法連續(xù)成墻，接縫較少，墻體等厚，成墻質(zhì)量高。

（2）高強(qiáng)GZH管樁是為滿足深基坑工程支護(hù)需要而設(shè)計(jì)制作的一種新型圍護(hù)樁。與一般的PHC管樁相比，GZH樁可承受更大的彎矩。采用高強(qiáng)GZH管樁代替TRD等厚度水泥土墻中的H型鋼，即可延續(xù)高強(qiáng)度、穩(wěn)定好的優(yōu)點(diǎn)，又可節(jié)約鋼材、優(yōu)化施工成本。

3 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程（見圖1）

3.2 施工操作要點(diǎn)

圖1

3.2.1 施工準(zhǔn)備

（1）施工現(xiàn)場進(jìn)行場地平整，修筑施工臨時(shí)道路。遇暗溝、低洼地等不良地質(zhì)條件時(shí)應(yīng)采取抽水、清淤、回填素土并分層夯實(shí)的方法，確保現(xiàn)場道路承載力滿足樁機(jī)和起重機(jī)械平穩(wěn)行走要求。

（2）遵循“從整體到局部，先控制后碎部”的原則，從甲方所提供的坐標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn)開始，按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行放樣定位及高程引測工作并做好永久或臨時(shí)標(biāo)志。

（3）放樣定位后做好測量技術(shù)復(fù)核單，提請監(jiān)理方進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)收簽證，確認(rèn)無誤后進(jìn)行攪拌施工。

3.2.2 開挖溝槽、樁機(jī)就位

（1）根據(jù)基坑圍護(hù)內(nèi)邊控制線，利用挖掘機(jī)沿墻體水平延長方向開挖施工溝槽；

（2）在樁機(jī)行走區(qū)域回填表層土，用履帶式機(jī)械反復(fù)壓實(shí)5次；

（3）在溝槽兩側(cè)及樁機(jī)停留區(qū)域鋪設(shè)鋼板分散壓力，從而保證TRD工法正常施工；

（4）溝槽開挖完成后，清除溝槽內(nèi)石塊、余土等影響TRD工法施工的雜物；

（5）根據(jù)樁位信息設(shè)置定位線；

（6）在工程指定位置組裝TRD主機(jī)與刀具；

（7）指揮樁機(jī)移位，在樁機(jī)移動(dòng)前，應(yīng)看清上下、左右各方面的情況，若發(fā)現(xiàn)有障礙物應(yīng)及時(shí)清除；

（8）移位結(jié)束后，檢查樁機(jī)定位偏差，并按樁機(jī)上的電子水平和垂直器及時(shí)調(diào)整樁機(jī)和刀具的水平度和垂直度。

3.2.3 土體切削、注漿攪拌成墻

（1）用挖掘機(jī)開挖深3m、長2m、寬1m的預(yù)埋穴；

（2）根據(jù)水泥土墻設(shè)計(jì)深度依次連接并自行打入切割箱以滿足施工深度要求。切割箱自行打入過程中，從切割箱的前端端部注入挖掘液，隨切割鏈條的旋轉(zhuǎn)與原位置土進(jìn)行混合攪拌；

（3）挖掘地基達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，切割箱開始橫向挖掘至計(jì)劃水平延長范圍后（通常為5m）；

（4）切割箱回撤橫移，充分?jǐn)嚢杌旌贤诰蛞耗酀{（在先行挖掘與回撤橫移過程中均需注入挖掘液）；

（5）切割箱回撤橫移至切割箱打入位置后，停止注入挖掘液；

（6）切割箱前端端部開始注入固化液進(jìn)行固化成墻；

（7）固化成墻范圍至計(jì)劃水平延長范圍后，停止注入固化液；

（8）重復(fù)（3）～（7）步驟進(jìn)行下一段土體切削、注漿攪拌成墻。

施工過程中，TRD等厚度水泥墻垂直度由安裝在切割箱內(nèi)的測斜儀全程檢測。若發(fā)現(xiàn)傾斜，及時(shí)用機(jī)身斜支撐和門架支撐修正切割箱，確保墻體的垂直度，斜支架能調(diào)整機(jī)身的前后向垂直度，門架能調(diào)整機(jī)身的左右向垂直度，通過反復(fù)的調(diào)整斜支架和門架，把成墻的垂直度控制在1/250以內(nèi)。

此外，挖掘液和固化液均應(yīng)按設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格控制配備，注漿系統(tǒng)監(jiān)控固化液注入量，以確保土體攪拌質(zhì)量和墻體強(qiáng)度。在挖掘液和固化液注入過程中應(yīng)保證輸漿管道不發(fā)生堵塞現(xiàn)象，若發(fā)現(xiàn)有管道堵塞現(xiàn)象，應(yīng)立即停泵以便進(jìn)行處理。待處理結(jié)束后，刀具往回噴漿50cm后，再開始送漿。

3.2.4 靜置1～2h、架設(shè)定位架

（1）RD等厚度水泥土墻成墻后靜置1～2h；

（3）考慮插樁過程中管樁壁碰擦定位架會(huì)造成位置偏移，現(xiàn)場采用土釘將定位鋼架固定在溝槽外地面上。

3.2.5 管樁起吊

（1）采用三點(diǎn)起吊法緩慢抬起高強(qiáng)GZH管樁；

（2）小鉤下放，大鉤緩慢起吊，直至樁身完全吊起成垂直狀態(tài)；

（3）移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)履帶吊機(jī)將高強(qiáng)GZH管樁移動(dòng)至樁位上方。

在管樁起吊過程中，應(yīng)拉設(shè)安全警戒線，安全線范圍內(nèi)禁止站人，保證安全施工。

3.2.6 開始送樁、垂直度控制

（1）微調(diào)樁身位置，直至其對準(zhǔn)定位鋼架中的預(yù)留定位孔；

另外，組委會(huì)綜合“中國家電消費(fèi)行為大普查”調(diào)研結(jié)果、專業(yè)評審和奧維云網(wǎng)（AVC）家電零售大數(shù)據(jù)對表現(xiàn)優(yōu)異的家電企業(yè)和家電產(chǎn)品進(jìn)行了評選，在大會(huì)的最后對獲獎(jiǎng)企業(yè)進(jìn)行了頒獎(jiǎng)。

（2）吊機(jī)大鉤緩慢下放，高強(qiáng)GZH管樁樁端接觸、通過定位鋼架中的預(yù)留定位孔；

（3）觀察管樁樁端與預(yù)留定位孔的接觸，若出現(xiàn)樁身碰撞定位鋼架則應(yīng)及時(shí)調(diào)整樁身位置并復(fù)查管樁樁端損傷；

（4）重復(fù)（2）、（3）步驟直至管樁樁端垂直、無碰撞進(jìn)入預(yù)留定位孔；

（5）繼續(xù)緩慢下放吊機(jī)大鉤，管樁樁端通過定位鋼架進(jìn)入TRD等厚度水泥土墻；

（6）采用經(jīng)緯儀實(shí)時(shí)監(jiān)測樁身垂直度，在沉樁初期若垂直度偏差小于限制，則繼續(xù)緩慢下沉管樁；若垂直度偏差超過限制，則需拔樁重新施工。

由于沉樁中后期高強(qiáng)GZH管樁樁身垂直度偏差較難修正，故開始送樁階段是TRD等厚度水泥土墻內(nèi)高強(qiáng)GZH管樁送樁垂直度精確控制的關(guān)鍵階段，要求施工人員嚴(yán)格操作，實(shí)時(shí)監(jiān)測并及時(shí)采取步驟（4）、（6）中垂直度修正措施，確保高強(qiáng)GZH管樁樁端及樁身垂直、無碰撞通過預(yù)留定位孔進(jìn)入水泥土墻。

3.2.7 繼續(xù)送樁、成樁標(biāo)高控制

（1）繼續(xù)下放吊機(jī)大鉤，高強(qiáng)GZH管樁樁身在自重作用下緩慢下沉；

（2）開始沉樁1h時(shí)間后錘擊打樁機(jī)就位；

（3）當(dāng)管樁靠自重?zé)o法繼續(xù)下沉后，拆掉吊機(jī)大勾，移走吊機(jī)；

（4）水準(zhǔn)儀檢測樁頂標(biāo)高，若管樁樁頂下沉至設(shè)計(jì)成樁標(biāo)高，則結(jié)束本根高強(qiáng)GZH管樁沉樁；

（5）若管樁樁頂未下沉至設(shè)計(jì)成樁標(biāo)高，先行試探性錘擊沉樁：若樁身下降速度大于50cm/錘，需適當(dāng)減低柴油錘頭閥門；若樁身下降速度維持在30～50cm/錘，則可正常錘擊沉樁；

（6）按30～50cm/錘的下降速度繼續(xù)輔助沉樁，水準(zhǔn)儀實(shí)時(shí)檢測樁頂標(biāo)高，當(dāng)管樁樁頂下沉至設(shè)計(jì)成樁標(biāo)高結(jié)束沉樁；

（7）重復(fù)（4）～（6）步驟，逐根完成管樁沉樁。

TRD等厚度水泥土墻內(nèi)高強(qiáng)GZH管樁送樁成樁標(biāo)高精確控制需做到三嚴(yán)控：嚴(yán)控TRD等厚度水泥土墻成墻時(shí)間和沉樁時(shí)間間隔；嚴(yán)控振動(dòng)錘擊樁機(jī)輔助送樁介入時(shí)間；嚴(yán)控錘擊打樁機(jī)輔助沉樁時(shí)樁身下沉速度。

5 小結(jié)

本方法比傳統(tǒng)工藝施工節(jié)約成本：工期短、造價(jià)低、多用途、環(huán)境影響小、可用作建筑物本體，止水圍護(hù)效果好，節(jié)省了混凝土與鋼材資源，不存在地下障礙物造成二次污染，提高了施工管理水平，促進(jìn)基坑圍護(hù)施工技術(shù)的發(fā)展。如采用其它工法建造的相同性能墻體厚度為1.0～1.3m，而且厚度難以控制。采用本方法墻體厚度僅需0.8m且厚度均勻可控，可節(jié)約土地、鋼材、水泥，減少臨時(shí)埋設(shè)物拆除和場地復(fù)原的工作量，明顯降低造價(jià)。