TRD工法與SMW工法技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析

□ 吳 蕊

目前，我國城市化發(fā)展逐漸加速，軌道交通、高層建筑等不斷快速發(fā)展。在基坑施工中，整體隨著“大、深、遠(yuǎn)”的目標(biāo)前進(jìn)。深基坑施工主要采用SMW工法樁的施工工藝，通過連續(xù)墻、MJS工法、高壓旋轉(zhuǎn)噴樁柱等工藝完成。隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)，TRD工法具有明顯的應(yīng)用潛力，可以保障建設(shè)模式，使其形成經(jīng)濟(jì)成本控制。從施工原理方面，由于TRD工法與SMW工法極為接近，為此對(duì)二者的技術(shù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行對(duì)比和比較。

1 TRD工法與SMW工法技術(shù)原理分析

1.1 SMW工法技術(shù)原理

SMW工法技術(shù)原理利用多軸攪拌機(jī)完成土地分割，從鉆頭端部將水泥漿注入土體，完成充分?jǐn)嚢瑁诟魇┕て矫嬷安扇≈丿B塔接施工。水泥土混合體未完全干透前，插入受拉材料（通常選擇H型鋼）作為應(yīng)力加強(qiáng)材料[1]，保證水泥變硬形成強(qiáng)勁的復(fù)合圍護(hù)墻體。該墻體作為地下開挖機(jī)層的止水結(jié)構(gòu)，采用三軸型斷絕攪拌機(jī)。SMW工法構(gòu)造簡(jiǎn)單，具有高效止水性、工期短、造價(jià)低的優(yōu)勢(shì)，對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境影響較小，適用于城市深基坑工程。

1.2 TRD工法技術(shù)原理

TRD工法可在各類土層和砂礫石層中形成墻體，其工作原理是利用鏈鋸式刀具箱豎直插入地層中，做水平橫向運(yùn)動(dòng)。由于鏈條帶動(dòng)刀具上下同轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在攪拌混凝土?xí)r灌入水泥漿，形成特定厚度的墻體，取代工程中常用的高壓噴射灌漿。在使用過程中，TRD工法的明顯特征為墻體連續(xù)、表面平整、厚度一致、墻體均勻性極好。目前主要應(yīng)用于地下工程、戶外工程、大壩防滲處理工程等。

我國TRD工法的施工工藝大致分為以下程序。

一是開挖溝槽。利用挖掘機(jī)對(duì)工程地點(diǎn)開挖施工溝槽，其溝槽寬度為1000mm×1000mm。二是開挖深度。利用挖掘機(jī)開挖深度，同時(shí)下放預(yù)埋箱，將切割箱逐段放入預(yù)埋箱內(nèi)，再進(jìn)行預(yù)埋穴填充。三是樁機(jī)就位。施工場(chǎng)地架設(shè)全站儀，調(diào)整樁機(jī)位置。由指揮人員指揮施工器械，完成對(duì)地理位置的確認(rèn)，如發(fā)現(xiàn)障礙物須及時(shí)清除，以保證后續(xù)工程定位情況。四是切割箱與主體連接。使用固定吊車將切割箱逐段放入預(yù)埋穴，用支撐臺(tái)固定。TRD安裝主機(jī)移至預(yù)埋穴位置，連接切割箱。五是安裝測(cè)斜儀。切割箱埋入設(shè)計(jì)深度后，安裝測(cè)斜儀對(duì)地面的垂直進(jìn)度進(jìn)行管理。六是TRD工法成墻。側(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或固化液，使其與原有土地混合，形成同等水泥厚度的地下連續(xù)墻。七是置換地處理。利用TRD工法，對(duì)廢棄泥漿進(jìn)行統(tǒng)一堆放，并進(jìn)行集中處理。八是拔出切割箱。施工結(jié)束時(shí)將切割箱拔出，重新組裝，完成后續(xù)作業(yè)。需注意，切割箱的拔出應(yīng)選擇遠(yuǎn)離架空線位置進(jìn)行。

2 TRD工法與SMW工法對(duì)比

TRD工法與SMW工法由于工作模式以及機(jī)械高度不同，因此在施工時(shí)，常會(huì)碰到機(jī)械設(shè)備受客觀條件限制的情況[2]。TRD工法對(duì)于施工場(chǎng)地要求較為靈活，與傳統(tǒng)SMW工法相比，TRD工法可以解決地下深度深、地面設(shè)備位置高、安裝不靈活等難題。連續(xù)墻的深度只需完成刀箱節(jié)數(shù)組裝，由于刀箱位于主機(jī)側(cè)面，施工時(shí)其整體沿成墻方向移動(dòng)，因此對(duì)工作面的要求降至最低。在施工過程中，根據(jù)地質(zhì)情況和地下障礙物（如石塊等）情況選擇TRD工法，其可以利用機(jī)械自帶的鏈鋸，對(duì)普通障礙物進(jìn)行切割。而傳統(tǒng)SMW工法則無法處理地質(zhì)問題。TRD工法可勝任各種土層和石質(zhì)地質(zhì)情況，其更注重樁體的間距和垂直度。垂直度應(yīng)小于1%，以保證樁體位置，保證墻體的防滲功能，并通過施工管理系統(tǒng)完成切削箱體深度。經(jīng)過有效測(cè)試，TRD工法與SMW工法的比較分析，TRD具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

3 TRD工法與SMW工法的造價(jià)指標(biāo)對(duì)比

SMW工法造價(jià)約為800元/m3，常規(guī)深度最深為30m，需額外增加高壓旋噴樁止水帷幕，造價(jià)為800元/m3。如地下連續(xù)墻滿足深度要求，在30m左右深度，地下連續(xù)墻造價(jià)指標(biāo)為25007/m3[3]。TRD工法考慮到H型鋼造價(jià)指標(biāo)為1500元/m3。根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)比可得知，如采用深度不深的維護(hù)施工時(shí)，TRD工法與SMW工法相比較，兩者差異不大，但與地下連續(xù)墻造價(jià)相比，SMW工法則節(jié)省一定費(fèi)用。此外，SMW工法采用三軸攪拌樁施工，其工藝特性在水泥漿加固中為三根一組，每組之間需進(jìn)行搭接；而TRD工法采用切割箱，到達(dá)預(yù)定深度后可注入固化液向前推進(jìn)挖掘攪拌成墻。經(jīng)比較，TRD工法水泥漿使用比SMW工法更經(jīng)濟(jì)合理。TRD攪拌樁所需要的水泥加工面積小于SMW工法樁的面積，且隨著SMW工法樁加長(zhǎng)，可以完成組數(shù)之間的組裝。其已成型的連續(xù)墻與TRD連接，連接數(shù)目比SMW工法少，TRD工法在模數(shù)布置裝備上更為經(jīng)濟(jì)合理。

（1）在工期方面。針對(duì)普通地質(zhì)深度不深、場(chǎng)地不受限制情況，可采用SMW工法。其構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工速度極快，對(duì)比TRD工法可節(jié)約工期。但由于總體工期時(shí)間差異不大，可考慮機(jī)械降效費(fèi)用，根據(jù)機(jī)械的相關(guān)指標(biāo)考量，可節(jié)約成本20%。

（2）在余土外運(yùn)方面。TRD工法與SMW工法均存在一定程度的置換土的工作內(nèi)容，由于兩種工法均使用水泥噴漿與原有土體攪拌，因此，在加固方式上大致相同。TRD工法與SMW工法在成槽方面，可節(jié)約成本30%左右。

（3）在空間受限方面。如遇上方空間受限情況，在高架橋梁下方、高壓線下方進(jìn)行基坑維護(hù)實(shí)施過程中，傳統(tǒng)SMW工法攪拌樁機(jī)械無法滿足，而在城內(nèi)實(shí)施此類工程時(shí)，可采用MJS水平旋噴柱地基加固。目前，MJS價(jià)格為1500元/m3。在水泥加固單價(jià)中，TRD工法包含插拔型鋼和鉆孔樁等費(fèi)用，而MJS以單軸、單根進(jìn)行地基加固，在加固量中，MJS工法與SMW工法存在大量搭接問題。

（4）在周邊建筑物管線保護(hù)方面。由于TRD工法噴漿過程整體壓力較小，可有效保障基坑安全等級(jí)保護(hù)和周邊建筑物保護(hù)。如選用SMW工法，則有可能會(huì)對(duì)周圍的管線進(jìn)行臨時(shí)搬遷。因此，在施工進(jìn)度和費(fèi)用控制方面，TRD工法具有明顯優(yōu)勢(shì)。

（5）在止水費(fèi)用方面，TRD工法品質(zhì)均勻。如果需要運(yùn)用額外的水帷幕保護(hù)，則TRD工法的相關(guān)費(fèi)用比SMW工法的費(fèi)用少。在例如上海市等高水位城市，在基坑維護(hù)中，考量其整體工程質(zhì)量的要求，均采用TRD工法。TRD工法整體造價(jià)指標(biāo)在止水保護(hù)中優(yōu)于SMW工法。因此，在成本和施工質(zhì)量中更具使用優(yōu)勢(shì)。

總體而言，TRD工法比SMW工法具有以下8大優(yōu)勢(shì)。一是設(shè)備高度較低，一般不超過13m，具有極高的安全性。二是施工深度大，施工最高深度可達(dá)60m。三是適用地層廣泛，適用于黏土、沙土、沙礫地層中。四是墻體垂直度高，可以使用插入式切斜計(jì)，對(duì)墻體情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。五是成型墻體厚度模塊數(shù)量調(diào)整。六是墻體連續(xù)無冷縫，通過內(nèi)插的H型鋼可完成間距調(diào)整。七是成墻方向、品質(zhì)統(tǒng)一，可以完成攪拌，形成均勻的水泥土攪拌墻。TRD工法在攪拌成墻過程中，噴注水泥漿壓力比SMW工法小，對(duì)周圍土地影響較小。八是造價(jià)指標(biāo)。在約30m的深坑工程中，TRD工法與SMW工法造價(jià)指標(biāo)相同，如遇堅(jiān)硬土地、地下障礙物等情況時(shí)，可以選擇TRD工法，其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)于SMW工法。

4 結(jié)語

綜上所述，在TRD工法與SMW工法經(jīng)濟(jì)對(duì)比中，可得知兩者均具有各自的優(yōu)點(diǎn)。其經(jīng)濟(jì)比較以總體施工深度為考量，如深度30m，推薦使用SMW工法；深度超過30m，且地形多為石沙混合地形，則推薦使用TRD工法。