TRD工法地下連續(xù)墻在建筑密集地區(qū)的應(yīng)用

1 工藝簡(jiǎn)介

TRD地下連續(xù)墻技術(shù)是國(guó)際上近年來開發(fā)的一種新的施工方法，該設(shè)備由主機(jī)和刀具2大部分組成，主機(jī)可沿造墻的方向移動(dòng)，所帶的鏈鋸式刀具插入地基中并沿刀架橫移，同時(shí)做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在深度方向上將各層土全方位攪拌、混合，灌入水泥漿液并與原狀土進(jìn)行混合攪拌形成等厚度、質(zhì)量均勻的水泥加固土地下連續(xù)墻。

1.1 技術(shù)特點(diǎn)

施工深度大，最大深度可達(dá)60m；適應(yīng)地層廣，對(duì)硬質(zhì)地層（硬土、砂卵礫石、軟巖石等）具有良好的挖掘性能；成墻品質(zhì)好，在墻體深度方向上可保證均勻的水泥土質(zhì)量，強(qiáng)度高、離散性小、截水性能好；設(shè)備高度低(13.5m），高安全性、穩(wěn)定性好；連續(xù)成墻，無縫連接，墻體等厚，H型鋼可以最佳間距設(shè)置；噪音、振動(dòng)較小。

1.2 工藝原理

1）與傳統(tǒng)的單軸或多軸螺旋鉆孔機(jī)所形成的柱列式水泥土攪拌連續(xù)墻工法不同。首先將鏈鋸形切削刀具插入地基，掘削至墻體設(shè)計(jì)深度，然后注入固化劑，與原位土體混合并持續(xù)橫向掘削、攪拌，水平推進(jìn)，構(gòu)筑成高品質(zhì)的水泥土攪拌連續(xù)墻。

2）通過動(dòng)力箱液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)鏈鋸式切割箱，分段連接鉆至預(yù)定深度，水平橫向挖掘推進(jìn)，同時(shí)在切割箱底部注入固化液，使其與原位土體強(qiáng)制混合攪拌，形成的等厚度水泥土攪拌墻，也可插入型鋼以增加攪拌墻的剛度和強(qiáng)度。

3）將水泥土攪拌墻的攪拌方式由傳統(tǒng)的垂直軸螺旋鉆桿水平分層攪拌，改變?yōu)樗捷S鋸鏈?zhǔn)角懈钕溲貕ι畲怪闭w攪拌。

2 工程概況

2.1 工程簡(jiǎn)介

天津市民園體育場(chǎng)提升改造工程位于天津市和平區(qū)重慶道、河北路、大理道與衡陽(yáng)路所圍地塊內(nèi)，地下2層，地下室面積2.5萬m2，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)；地上建筑為框架結(jié)構(gòu)。

工程位于天津五大道風(fēng)情區(qū)的中心，四周均臨近和平區(qū)重要道路，道路以外均為1～4層老建筑物，年代久遠(yuǎn)，大都為磚木結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差。基坑南側(cè)距大理道用地紅線4.7m，距1～3層建筑物約19.0m；西側(cè)距衡陽(yáng)路用地紅線最近處約7.7m，距1～4層建筑物最近處約21.7m；北側(cè)距重慶道用地紅線最近處約10.0m，距2層建筑物最近處約22.4m；東側(cè)距河北路用地紅線最近處約9.4m，距1～2層建筑物最近處約24.4m。

2.2 支護(hù)形式

TRD地下連續(xù)墻，有效墻頂標(biāo)高-1.600m，有效寬度850mm，有效樁長(zhǎng)33.5m，周長(zhǎng)593.55m。固化劑采用P.042.5普硅水泥，摻入比≮25%，水灰比1.0～2.0。700mm×300mm×13mm×24H型鋼，間距 600mm，有效樁頂標(biāo)高-0.300m，有效樁長(zhǎng)24.0m，共789根；有效樁長(zhǎng)21.0m，共197根。

3 主要工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 工藝流程

3.1.1 測(cè)量放線

施工前，先根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和業(yè)主提供的坐標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn)，精確計(jì)算出圍護(hù)墻中心線角點(diǎn)坐標(biāo)，利用測(cè)量?jī)x器進(jìn)行放樣并進(jìn)行坐標(biāo)數(shù)據(jù)復(fù)核，同時(shí)做好護(hù)樁。

3.1.2 開挖溝槽

根據(jù)TRD設(shè)備重量，圍護(hù)墻中心線放樣后，對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行鋪設(shè)鋼板等加固處理措施，確保施工場(chǎng)地滿足機(jī)械設(shè)備對(duì)地基承載力的要求，確保樁機(jī)的穩(wěn)定性。用挖掘機(jī)沿圍護(hù)墻中心線平行方向開挖工作溝槽，槽寬約1.4m，溝槽深度約1.0m。

3.1.3 吊放預(yù)埋箱

用挖掘機(jī)開挖深度約5m、長(zhǎng)度約2m、寬度約1m的預(yù)埋穴，利用吊車并將預(yù)埋箱吊放入預(yù)埋穴內(nèi)。

3.1.4 樁機(jī)就位

統(tǒng)一指揮樁機(jī)就位，移動(dòng)前看清上下左右各方面的情況，發(fā)現(xiàn)有障礙物應(yīng)及時(shí)清除，移動(dòng)結(jié)束后檢查定位情況并及時(shí)糾正，樁機(jī)應(yīng)平穩(wěn)、平正。

3.1.5 切割箱與主機(jī)連接

用指定的履帶式吊車將切割箱逐段吊放入預(yù)埋穴，利用支撐臺(tái)固定；TRD主機(jī)移動(dòng)至預(yù)埋穴位置連接切割箱，主機(jī)再返回預(yù)定施工位置進(jìn)行切割箱自行打入挖掘工序。

3.1.6 安裝測(cè)斜儀

切割箱自行打入到設(shè)計(jì)深度后，安裝測(cè)斜儀。通過安裝在切割箱內(nèi)部的多段式測(cè)斜儀，可進(jìn)行墻體的垂直精度管理，通?？纱_保1/250以內(nèi)的精度。

3.1.7 成墻

測(cè)斜儀安裝完畢后，主機(jī)與切割箱連接。在切割箱底部注入挖掘液預(yù)先切割土層一段距離，再回撤挖掘至原處，開始固化液使其與原位土體強(qiáng)制混合攪拌，形成等厚水泥土地下連續(xù)墻。

3.1.8 漿液流動(dòng)度測(cè)試

通過測(cè)試混合泥漿的流動(dòng)度進(jìn)行成墻品質(zhì)的管理。

3.1.9 插入型鋼

待施工至一定工作面后，進(jìn)行型鋼插入作業(yè)。采用55 t履帶吊機(jī)起吊H型鋼，型鋼必須保持垂直狀態(tài)，將H型鋼底部中心對(duì)正樁位中心，沿定位卡慢慢垂直插入水泥土攪拌樁體內(nèi)。內(nèi)插H型鋼，型鋼插入垂直度偏差不得＞1/300，H型鋼插入時(shí)間必須控制在攪拌墻施工完畢3 h內(nèi)。

當(dāng)H型鋼插入到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，用14mm吊筋將H型鋼固定。溢出的水泥土進(jìn)行處理，控制到一定標(biāo)高，以便進(jìn)行下道工序施工。待水泥土攪拌樁硬化到一定程度后，將吊筋與溝槽定位型鋼撤除。

若H型鋼插放達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，可采用輔助措施下沉，嚴(yán)禁采用多次重復(fù)起吊型鋼并松鉤下落的插入方法，見圖1-圖4。

圖1 H型鋼吊放

圖2 H型鋼定位

圖3 H型鋼固定

圖4 H型鋼成型

3.1.10 置換土處理

將施工過程中產(chǎn)生的廢棄泥漿統(tǒng)一堆放，集中處理。

3.1.11 拔出切割箱

一段工作面施工結(jié)束后，利用TRD主機(jī)將切割箱分段拔出。

3.1.12 型鋼拔除

在圍護(hù)結(jié)構(gòu)完成使用功能后，由總包方書面通知進(jìn)場(chǎng)拔除。型鋼拔除應(yīng)事先采取減阻措施，拔除后應(yīng)注漿填實(shí)樁孔。

型鋼兩面用鋼板貼焊加強(qiáng)，頂升夾具將H型鋼夾緊后，用千斤頂反復(fù)頂升夾具，直至吊車配合將H型鋼拔除。

樁頭兩面應(yīng)有鋼板貼焊，增加強(qiáng)度，檢查樁頭φ100 mm圓孔是否符合要求，若孔徑不足必須改成φ100mm；如孔徑超過則應(yīng)該割除樁頭并重新開孔，每根樁頭必須待兩面貼焊鋼板后才能進(jìn)行拔除施工。

3.2 施工要點(diǎn)

1）施工前利用水準(zhǔn)儀實(shí)測(cè)場(chǎng)地標(biāo)高，利用挖掘機(jī)進(jìn)行場(chǎng)地平整；對(duì)影響TRD工法成墻質(zhì)量的不良地質(zhì)和地下障礙物，應(yīng)事先予以處理；同時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高水泥摻量。

2）局部土層松軟、低洼的區(qū)域，必須及時(shí)回填素土并用挖機(jī)分層夯實(shí)，施工前根據(jù)TRD設(shè)備重量，對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行鋪設(shè)鋼板等加固處理措施，鋼板鋪設(shè)不應(yīng)少于2層，分別平行與垂直于溝槽方向鋪設(shè)，確保施工場(chǎng)地滿足機(jī)械設(shè)備地基承載力的要求；確保樁機(jī)、切割箱的垂直度。

3）采用三循環(huán)成墻的施工方法(即先行挖掘、回撤挖掘、成墻攪拌)，對(duì)地基土充分混合、攪拌松動(dòng)后再進(jìn)行固化成墻攪拌。

（1）施工時(shí)應(yīng)保持TRD樁機(jī)底盤的水平和導(dǎo)桿的垂直，施工前采用測(cè)量?jī)x器進(jìn)行軸線引測(cè)，使TRD樁機(jī)正確就位并校驗(yàn)樁機(jī)立柱導(dǎo)向架垂直度偏差＜1/250。

（2）根據(jù)等厚度水泥土攪拌墻的設(shè)計(jì)墻深進(jìn)行切割箱數(shù)量的準(zhǔn)備并通過分段續(xù)接切割箱挖掘，打入到設(shè)計(jì)深度。

（3）切割箱自行打入時(shí)，在確保垂直精度的同時(shí)，將挖掘液的注入量控制到最小，使混合泥漿處于高濃度、高粘度狀態(tài)，以便應(yīng)對(duì)急劇的地層變化。

（4）施工過程中通過安裝在切割箱體內(nèi)部的測(cè)斜儀，可進(jìn)行墻體的垂直精度管理，墻體的垂直度偏差≯1/250。

（5）測(cè)斜儀安裝完畢后，進(jìn)行型鋼水泥土墻體的施工。當(dāng)天成型墻體應(yīng)搭接已成型墻體約50 cm；搭接區(qū)域應(yīng)嚴(yán)格控制挖掘速度，使固化液與混合泥漿充分混合、攪拌，搭接施工中須放慢攪拌速度，保證搭接質(zhì)量，見圖5。

圖5 搭接施工

4）型鋼插入。在H型鋼頂端雙面焊接加強(qiáng)板且在距H型鋼頂端0.2m處開一個(gè)圓形孔，孔徑約10 cm。若所需H型鋼長(zhǎng)度不夠，需進(jìn)行拼焊，焊縫應(yīng)均為坡口滿焊。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本圍護(hù)樁的H型鋼在主體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，必須全部拔出回收。H型鋼在使用前必須涂刷減摩劑，以利拔出；要求型鋼表面均勻涂刷減摩劑。減摩劑必須用電熱棒加熱至完全融化，才能涂敷于H型鋼上，否則涂層不均勻，易剝落。一旦發(fā)現(xiàn)涂層開裂、剝落，必須將其鏟除，重新涂刷減摩劑。

型鋼宜采取整材，當(dāng)需采用分段焊接時(shí)，應(yīng)采用坡口焊接，焊縫質(zhì)量等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)。單根型鋼中焊接接頭不宜超過2個(gè)，焊接接頭的位置應(yīng)避免在型鋼受力較大處(如支撐位置或基底開挖面上下5m范圍)，相鄰型鋼的接頭豎向位置宜相互錯(cuò)開，錯(cuò)開距離不宜＜1m。

5）成墻攪拌結(jié)束后或因故停待，切割箱體應(yīng)遠(yuǎn)離成墻區(qū)域不少于3.4m并注入高濃度的挖掘液進(jìn)行臨時(shí)退避養(yǎng)生操作，防止切割箱被抱死。

6）一段工作面施工完成后，進(jìn)行拔出切割箱施工，利用TRD主機(jī)依次拔出，時(shí)間應(yīng)控制在3 h以內(nèi)，同時(shí)在切割箱底部注入等體積的混合泥漿。

7）拔出切割箱時(shí)不應(yīng)使孔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓而造成周邊地基沉降，注漿泵工作流量應(yīng)根據(jù)拔切割箱的速度做調(diào)整。

8）加強(qiáng)設(shè)備的維修保養(yǎng)，特別是在硬質(zhì)地層作業(yè)，鉆具磨耗大，要準(zhǔn)備各類備件，及時(shí)更換鑲補(bǔ)，確保正常施工。同時(shí)必須配置備用發(fā)電機(jī)組，在市電供給不正常的情況下，一旦停電可及時(shí)恢復(fù)供漿、壓氣、正常攪拌作業(yè)，避免延誤時(shí)間造成埋鉆事故。

9）加強(qiáng)對(duì)TRD工法施工過程的監(jiān)理及對(duì)成型墻體的質(zhì)量檢測(cè)工作，如發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題應(yīng)主動(dòng)與業(yè)主及設(shè)計(jì)單位聯(lián)系，以便及時(shí)采取補(bǔ)救措施，避免造成不必要的損失。

3.3 質(zhì)量控制

1）做到工藝檢查、設(shè)備檢查、施工操作檢查，建立嚴(yán)格驗(yàn)收把關(guān)制度。

2）施工現(xiàn)場(chǎng)專人檢查復(fù)核樁機(jī)垂直度、樁機(jī)的移位，切割箱的鉆進(jìn)深度、挖掘速度，檢查漿液的拌制、控制水灰比。

3）切割箱打入、拔出由現(xiàn)場(chǎng)指揮負(fù)責(zé)，施工前需檢查樁機(jī)平穩(wěn)性，做到固定端正，樁架垂直并采用測(cè)量?jī)x器或其他手段，完成樁架的水平度，樁架的垂直度確認(rèn)，在確認(rèn)無誤后，指揮下達(dá)操作命令。

4）整個(gè)施工接受監(jiān)理的監(jiān)督，聽從監(jiān)理有益的建議并與工程有關(guān)協(xié)作單位建立良好協(xié)作關(guān)系，確保工程順利進(jìn)行。

4 應(yīng)用效果

民園體育場(chǎng)提升改造工程是天津市重點(diǎn)工程，施工現(xiàn)場(chǎng)四周皆為天津市歷史風(fēng)貌建筑，通過使用TRD地下連續(xù)墻技術(shù)，有效減小了基坑支護(hù)位移，水平位移監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)小于報(bào)警值；同時(shí)減輕了基礎(chǔ)施工對(duì)周邊道路及已有建筑的影響，有效保護(hù)了五大道歷史風(fēng)貌建筑。

TRD工法與目前經(jīng)常采用的單軸或多軸螺旋鉆孔所形成的柱列式地下連續(xù)墻工法相比，成墻連續(xù)、表面平整、厚度一致、墻體均勻性好、H型鋼間距可任意設(shè)置。另TRD樁機(jī)采用液壓作為動(dòng)力較傳統(tǒng)的單軸或多軸螺旋鉆孔以電為動(dòng)力更穩(wěn)定強(qiáng)勁，其強(qiáng)勁的動(dòng)力確保了其能在雜填土、地下障礙物等各類土層以及砂礫石層甚至巖層中的成墻施工，施工深度最大可達(dá)60m且TRD樁機(jī)整體高度僅為10m，對(duì)于高度受限的施工現(xiàn)場(chǎng)和靠近周邊建筑物的施工十分有利。