TRD工法在平直槽壁加固工程中的技術分析

摘要：為探究適宜城市地區明挖槽壁加固設計及施工方案，文章以溫州市域鐵路S1線明挖區段為依托，對平直槽壁加固設計及施工方式進行了比選。通過對區段內地質水文條件、機械、施工工藝和造價的綜合比較，推薦該明挖區段采用TRD工法進行加固，直接形成表面平整、厚度一致、墻體均勻的加固體，平衡了工期和造價要求，達到了槽壁加固工程設計及施工要求。

[作者簡介]鄭中保（1984—），男，本科，工程師，從事土木工程技術管理工作。

隨著城市地鐵建設的快速發展，地鐵深基坑的設計、施工也朝著更加復雜、安全的方向發展，對此，許多學者根據實際工程進行了深入的研究。范正春[1]、姜葉翔等[2]對城市施工中常見基坑支護形式的優缺點進行了對比分析，認為基坑支護需要根據周邊環境、地質條件、承受荷載和造價等多個條件來確定;同時，在了解工程實際條件后，數值模擬也能被深入應用到深基坑支護研究中，羅智勇等[3]依托成都錦城廣場地下停車場項目，通過基坑施工的全過程數值模擬，論證了深基坑支護方案的可行性。在眾多深基坑支護措施中，TRD工法以其施工深度大、適應地層廣、成墻質量好和穩定性高的優勢在近年來被廣泛運用。陳思慧[4]通過引入深度達65 m的TRD工法墻，有效控制了地鐵線路施工對臨近車站的變形影響;葛永超[5]對TRD工法的原理、特點、工序和應用前景進行了詳細的分析，特別是在深基坑止水帷幕中的顯著優勢;項敏[6]通過對我國TRD工法應用的統計，以及對TRD工法機械設備的研究，認為在高密度城市地區，TRD工法機械國產化將有力推動該工法更加廣泛地運用;陳秀鳴等[7]采用數值模擬對TRD工法墻施工引起的周邊土體變形數據進行了分析，總體與實測值保持一致;吳蕊[8]綜合工期、余土外運、空間受限、止水費用等多個方面，將TRD工法與SMW工法進行技術經濟對比分析，細化了兩種工法的應用場景。

以上研究對TRD工法在城市深基坑支護應用和發展形成了有力的支撐，在此基礎上，本文結合溫州市域鐵路S1線一期工程實際和地質水文條件，對TRD工法在深基坑槽壁加固中的應用進行分析，并與三軸攪拌樁技術指標的比對，通過對施工原理、機械、工藝和經濟性進行分析，推薦適宜的設計及施工方案。

1 工程概況

溫州市域鐵路S1線一期工程土建施工SG13標段范圍為明挖區間，起止里程為DK39+700～DK41+231.97，全長1 531.97 m。該區段內明挖深度為8～10 m，基坑支護結構主要穿過淤泥層，支撐在淤泥質黏土層中，如圖1所示。

該基坑工程最初設計采用地下連續墻支護工藝，但由于槽段內泥漿壓力不足以支撐槽壁，在抓斗上下挖掘的沖擊下極易造成槽壁失穩塌孔，造成地下連續墻混凝土超灌，使墻體出現較大的突出，給地下連續墻施工及后續基坑土方開挖帶來困難。因此，需要采取措施對地下連續墻兩側土體進行加固處理。

2 方案比選

在結合現場施工條件、周邊環境和水文地質條件分析后，對地下連續墻兩側土體加固提出2種方案：①三軸深層水泥攪拌樁;②TRD工法。下文從施工機械及原理、工藝和造價3個方面對兩種方案進行比選，并推薦較優的設計及施工方案，為類似工程提供借鑒。

2.1 施工機械及原理

三軸深層水泥攪拌樁是通過3條螺旋鉆孔同時向下施工，在分割土體的同時將水泥漿注入土體，在水泥土混合體未充分硬化前，插入受拉材料進行應力加強，獲得復合加固墻體。

TRD工法，又稱超深等厚度水泥土地下連續攪拌墻工法，是通過鏈鋸式刀具在地層中進行橫向切割，由于鏈條帶動刀具上下同轉運動，在攪拌土層的同時灌入水泥漿，從而形成特定厚度的圍護墻體，達到加固作用。

兩個方案都是利用機械切割土層的同時對地基進行加固，由于切割土層的方式不同，三軸深層水泥攪拌樁利用3條螺旋鉆，TRD工法利用鏈條帶動刀箱轉動攪拌切削，在同等條件下，在淤泥質地層中，TRD工法更能保證水泥土的連續性和均勻性，也不會導致劈叉錯臺等現象。

2.2 施工工藝

采用三軸深層水泥攪拌樁進行槽壁加固，設計如圖2所示。采用TRD工法進行槽壁加固，施工工藝如圖3所示。

TRD工法施工第一步是開挖溝槽，見圖3（a）;第二步是回刀切割，開挖到預定深度，放入切割箱，見圖3（b）;第三步是切割箱與主體連接，利用支撐臺固定，見圖3（c）;第四步是切割、攪拌、插入芯材成墻，見圖3（d）;第五步是拔出切割箱，見圖3（e）。

對于槽壁加固工程中，三軸深層水泥攪拌樁加固區域本身不平整，現場成樁如圖4所示，需要進一步對其表面進行鑿除，并在后期防水施工時進行抹面處理。

對于三軸深層水泥攪拌樁造成的加固表面不平整問題，TRD工法借助其切割刀具連續切割的優勢，能直接形成表面平整、厚度一致、墻體均勻的加固體，如圖5所示。

因此，對于平直槽壁加固而言，TRD工法在施工工藝方面要優于三軸深層水泥攪拌樁。

2.3 施工造價

根據加固深度為8～10 m的加固深度，三軸深層水泥攪拌樁和TRD工法每延米施工報價分別為12 500元和13 000元，差價為500元。但考慮到三軸深層水泥攪拌樁表面不平整引起的鑿除費用和混凝土超灌費用分別為每延米400元和150元。TRD工法每延米比三軸深層水泥攪拌樁低50元，并且在鑿除攪拌樁形成的表面不平整還會增加施工工期，造成人工成本增加。因此，TRD工法每延米在施工造價方面是更優的選擇。

2.4 綜合比較

上文分別對三軸深層水泥攪拌樁和TRD工法在槽壁加固時的原理、機械、工藝和造價進行了比較和計算，現分析如下：兩種方案的原理相近，均采用機械施工形成水泥土復合地基，適用于城市深基坑處理，TRD工法因其切割刀箱組裝而成，能在更小的空間發揮作用;在施工工藝方面，TRD工法能直接形成厚度均勻、表面平直的墻體，避免了后期表面處理，更適于平直槽壁加固;在造價方面，TRD工法雖然每延米施工費用更高，但不會產生混凝土超灌、后期鑿除和工期延后費用，也是更優的選擇。因此，本次溫州市域鐵路S1線一期明挖區段采用TRD工法進行槽壁加固。

3 結論與建議

在城市地區進行明挖槽壁的加固時，其基坑支護的設計及施工方案需要結合多方面進行綜合考慮：

（1）區段內的地質水文條件和周圍環境是選擇施工機械的重要參考，正確選擇施工機械是安全和工期的保證;

（2）施工工藝比選對后期加固效果有決定性作用，對于槽壁型的平直加固，TRD工法是較優選擇;

（3）施工造價分析，對基坑支護是否合理提供了重要參考。

本文綜合以上因素，推薦溫州市域鐵路S1線一期明挖區段采用TRD工法進行槽壁加固，精簡了槽壁加固的設計及施工方案，可為類似工程提供借鑒。

參考文獻

[1] 范正春，邵金威.淺談不同基坑支護形式的對比分析[J].四川建筑，2020，40（6）：120-121.

[2] 姜葉翔，李瑛，顧翀.不同地基加固工藝對周邊環境變形影響分析[J].地基處理，2020，31（4）：335-339.

[3] 羅智勇，宋林波，丁增志，等.復雜地鐵車站深基坑體系的變形分析[J].四川建筑，2021，41（1）：99-101.

[4] 陳思慧.超深TRD工法墻在地鐵保護區工程施工中的應用[J].建筑科技，2018，2（3）：38-40.

[5] 葛永超.TRD工法原理及其在深基坑止水帷幕中的應用[J].工程建設與設計，2021（9）：29-31.

[6] 項敏. TRD工法在國內基坑圍護工程中的典型優勢應用[C]//中國建筑業協會深基礎與地下空間工程分會、中國工程機械工業協會樁工機械分會、中國工程機械學會樁工機械分會、中國土木工程學會土力學及巖土工程分會.第十一屆深基礎工程發展論壇論文集.中國建筑業協會深基礎與地下空間工程分會、中國工程機械工業協會樁工機械分會、中國工程機械學會樁工機械分會、中國土木工程學會土力學及巖土工程分會：中國建筑工業出版社數字出版中心，2021：5.

[7] 陳秀鳴，陳潔瑤，周順新，等.TRD工法墻施工引起的周邊土體變形數值模擬分析[J].四川建材，2021，47（7）：67-69.

[8] 吳蕊.TRD工法與SMW工法技術經濟對比分析[J].廣西城鎮建設，2021（3）：86-87.F537B350-DA07-46C9-A6F3-C8B543A5D090