TRD技術在民用建筑基坑施工中的應用

朱 賓

（中國十七冶集團有限公司，安徽 馬鞍山 243000）

0 引言

在國內民用建筑迅速發展的過程中，工程遇到基坑地層為松軟富水砂層的頻率越來越高。隨著基坑工程開挖深度的不斷加大，其重要性和復雜性日益顯現出來，人們不斷地對地下空間提出新的功能要求，導致基坑形式變得越來越復雜多樣。在富水地區修建深基坑工程面臨諸多干擾，比如深基坑開挖引起的土體應力環境變化，以及基坑開挖對地下水位線的改變，從而引起基坑周圍土地產生不均勻沉降；基坑施工對環境產生污染和施工器械產生噪音污染等問題；因選擇支護方式不當而引起的基坑倒塌[1]。影響施工安全和進程的重要因素之一是地下水，對此許多技術工作者己進行了大量的研究和應用，其中，止水帷幕TRD是一種非常有效的支護防滲方法。TRD是一種新型支護與防滲止水的初支圍護結構，本文結合民用建筑工程實施中的深基坑開挖與TRD工法施工方案，提出TRD工法施工中需要注意的要點問題。

1 TRD工法

TRD是Trench－Cutting Re-mixing Deep Wall Method的英文全稱，還有很多其他的中文名稱，如攪拌墻地下連續墻施工法、等厚度水泥地連續墻施工法等。該方法是將帶切割鏈和切割頭的切割盒按設計深度插入地面，在縱向切割和橫向進槽的同時，將水泥漿注入基礎，實現與原基礎充分攪拌，形成地下等厚連續墻的施工工藝[2]。

初始的TRD工法是工程研究人員為了在各類地層中快速有效地成墻，20世紀90年代，日本初步研制出符合設計深度的切割鏈和切割頭插入地面的切割盒。在縱切、側向進槽的同時，向地基內注入水泥漿，使其與原有地基充分混合，形成地下等厚連續墻，2007年我國企業與國外企業合作完善了當時的TRD工法。

TRD作為一種新型支護與防滲止水的初支圍護結構，其通過將配制好的水泥漿液與原工程地質土體進行混合凝結成水泥土結構，保證工程結構強度和抗滲性要求前提下，能夠較大程度地節省工期和成本，目前繼續研究和創新TRD工法，是實踐的需要。

2 項目概況

站前廣場超大深基坑凈尺寸(長×寬)約為250m×280m，坑底平均深度為16.8m，基坑最深處為20.7m，周長約為1108m，開挖超大深基坑的面積約為58936m2。此項目基坑主體圍護結構是由東邊、北邊地連墻和西邊、南邊TRD工法攪拌墻構成，圍護結構地連墻總墻體長度尺寸為262m×232m（東側×北側），單塊墻體6m，深度為49.2m，采用H型鋼接頭+高壓旋噴方式作為接頭連接方式；圍護結構TRD工法攪拌墻總墻體長度尺寸為232m×258m（西側×南側），深度為50m，采用282根鉆孔灌注樁的圍護樁支護在TRD工法攪拌墻旁邊[3]。為了該超大深基坑開挖時整個結構的穩定性，在基坑內部設置484根支撐柱和雙道混凝土撐（第1道支撐距離原地面1～2m，第2道支撐距離原地面7～10m），基坑施工示意圖見圖1。

圖1 基坑施工示意圖

據鉆探揭露，勘探深度內，場地地層結構由人工填土（Q4ml）、第四系全新統沖積層（Q4al）、第三系新余群（E×n）泥質粉砂巖、砂礫巖組成。按其巖性及工程特性，自上而下依次劃分為：

（1）雜填土：雜色，稍濕，結構松散，成分以混凝土塊、磚塊、粉質黏土組成，為欠固結土，全場地4個鉆孔揭露，層厚0.50～1.00m。

（2）粉質黏土：黃褐色，可塑，成分以粉粒、黏粒為主、干強度中等，中等壓縮性，層厚0.50～6.30m，平均厚度2.76m。

（3）細砂：黃色，稍密狀，礦物成分以石英、長石、云母為主，分選性較差，礦物成分主要為石英、長石及云母等。層厚為0.70～2.50m，平均厚度1.33m。

（4）淤泥質粉質黏土：灰黑色，飽和，流塑狀，成分以粉粒、黏粒為主，黏結性較好，韌性、干強度較低，高壓縮性，層厚0.80～4.90m，平均厚度2.35m。

（5）粗砂：灰黃色，飽和，稍密狀，礦物成分主要以石英、長石、云母為主。層厚為1.00～9.90m，平均厚度7.00m。

由工程勘察報告可知，此工程項目地下水存在潛水和承壓水。潛水的主要來源是當地的大氣降水受重力影響由高處向低處滲流。潛水以地面蒸發或出露為地表水和泉水的方式排泄。此基坑工程地層中潛水主要位于砂質粉土中，每年水位下降、上升明顯，埋深平均浮動在1.630m上下。

承壓水依賴降水和江湖水通過潛水回灌，受防水屋面限制，在靜水壓力作用下，存在一個受防水層屋面限制且高于防水層屋面壓力水平（即回灌溉區和泄放區水位線）的承壓水面。承壓水從靜水壓力高的地方流向靜水壓力低的地方。承壓水埋藏較深，受氣候直接影響較小，流量穩定，不易被污染，水質較好。此基坑工程地層中承壓水有兩層，第一層主要埋藏在地下5m上下的砂質粉土和粉砂土質中，第二層主要埋藏在地下20m上下的中砂和粉砂土質中[4]。

3 TRD工法地下連續墻的施工

3.1 地下連續墻施工前期準備工作

測量放線、開挖溝槽、吊放預埋箱。施工前，先根據設計圖紙坐標，精確計算出圍護墻中心線角點坐標，利用全站儀或RTK進行放樣，樁位放樣完成后，由技術員采用線繩拉設護樁，護樁設置在基坑內側，距離墻體0.5m位置。并通知相關單位進行放線復核。圍護墻中心線放樣后，根據現場施工范圍內地基情況，采用混凝土樓板、灰土處理或鋪設鋼板等方式進行地基加固處理，保證施工現場機械設備滿足地基承載力要求，保證打樁機的穩定性。用挖掘機沿擋土墻中心線平行方向挖掘工作溝[5]。溝寬約1.2m，溝深約0.5m。預埋箱由挖深約3m、長約2m、寬約1m的預埋孔施工而成。用吊車將預埋箱吊入預埋孔內，對預埋箱周圍土體回填夯實。

3.2 地下連續墻施工的具體實施

實施內容包括：樁機就位、切割箱與主機連接、安裝測斜儀、TRD工法成墻。樁基就位前需對切割機桿件尺寸進行復核，并在割刀上方設置定位鋼筋，定位鋼筋長度與護樁放置距離相同，由值班主管統一指揮樁機就位，移動前查看上、下、左、右等各方面情況，發現障礙物應及時清除，移動監測定位后及時糾正，樁機應平順到位，技術人員根據現場情況進行拉拔定位和護樁加固樁基礎就位的關系，用100T履帶式起重機將切割盒一段一段地吊入預埋孔內，用支撐臺固定。將TRD主機移至預埋位置連接切割盒，然后主機返回預定施工位置，自行驅動切割盒進入挖掘過程[6]。切割盒自行驅動至設計深度后，安裝測斜儀。墻面垂直度應由安裝在切割盒內的多級測斜儀測量，且不應大于1/250。測斜儀安裝完成后，將主機與切割盒連接。在切割盒底部注入開挖液，將土層提前切割一段距離，然后將開挖物拉回原位，迫使凝固液與原位土體混合，在等厚的水泥土下形成連續墻[7]。

4 TRD工法圍護墻的施工要點

（1）先行挖掘距離不得大于10m，防止切割距離過長，后續成墻施工不連續，導致塌孔等現象。

（2）在施工期間，必須保持水平TRD打樁機底盤和垂直導桿。施工前用測量儀對軸線進行檢測，使TRD打樁機處于正確位置，打樁機立柱導架垂直偏差小于1/250。

（3）該工程等厚水泥土攪拌墻設計深度為50m，切割箱每段長度為3.65m。共需14段，分段繼續開箱開挖穿透設計深度。

（4）單獨掘進切割箱時，在保證垂直精度的同時，盡量減少掘進液量，使料漿混合物處于高濃度黏度狀態，以應對地層變化。

（5）施工時必須在切割箱內安裝測斜儀，監測墻體垂直度的精度，確保墻體垂直度不大于1/250。

（6）測斜儀安裝完畢后，應進行水泥土墻施工。同一天成型的墻體應與成型墻體重疊不小于50cm，重疊墻體施工時間間隔不超過24h。如果疊置墻不能長期疊置或疊置墻質量不能保證，則應采用冷接頭，后期采用高壓旋噴注漿樁進行處理。搭接區應嚴格控制開挖速度，使養護液與混合泥漿充分混合攪拌，搭接施工時應放慢攪拌速度，保證搭接質量。搭接施工示意圖見圖2。

圖2 TRD墻體搭接施工圖

（7）結合TRD施工方法后，切割箱距離墻體區域不小于4m，并注入高濃度的開挖液進行臨時疏散和衛生操作，防止切割箱被卡住。

（8）工作面一段施工完成后，由TRD主機依次拔出切割箱，時間控制在3h以內。同時，將等體積的混合泥漿注入切割箱底部。

（9）拔出切割箱時，孔內不應產生負壓，應固定周圍的地基，并根據切割箱的速度調整注漿泵的工作流程。（10）TRD工法墻質量控制要求見表1。

表1 質量控制要求

5 結束語

綜上所述，TRD工法攪拌墻與基坑圍護樁的組合，不僅具有防滲止水作用，還能確保基坑的穩定性和安全性，因此對TRD工法攪拌墻的施工質量要求極其嚴格。為了提高TRD工法攪拌墻的防滲止水和防護保護的質量，本文分析了TRD工法攪拌墻情況下整個基坑的支護結構穩定性，形成TRD工法攪拌墻的施工方案，可為以后類似工程提供一定的參考價值。