TRD工法在深基坑圍護止水中的應用及質(zhì)量管控

喬桂軍（上海市工程建設咨詢監(jiān)理有限公司， 上海 200433）

0 引 言

TRD 等厚水泥土攪拌墻止水帷幕是目前比較先進的地下結構施工過程中采用的止水體系，其通過與基坑圍護系統(tǒng)的結合，在城市水位較高的情況下，可切實有效地阻斷承壓水。由于 TRD 工法實施完成之后為連續(xù)性墻體，且墻體品質(zhì)均勻，工法所需要的相關措施及施工費用相對較少。在選用止水保護時，SMW 工法、鉆孔灌注樁+高壓旋噴樁、地下連續(xù)墻（以下簡稱“地連墻”）+RJP 工法、咬合樁施工工藝的止水效果及圍護形式造價的經(jīng)濟指標分析，都沒有 TRD 工法經(jīng)濟。在環(huán)境保護方面，TRD 工法也優(yōu)于其他工法。筆者在上海浦東前灘 49-01 地塊項目基坑圍護及止水帷幕的施工監(jiān)理過程中，結合 TRD 水泥土攪拌墻止水帷幕的施工監(jiān)理，取得了一些關于 TRD 工法施工及質(zhì)量管控方面的的經(jīng)驗。在此與建筑業(yè)同行一起分享。

1 TRD 簡介

TRD 是等厚水泥土連續(xù)墻工法的英文縮寫。在 20 世紀 90 年代中期，日本已開始將其應用于基坑圍護及止水工程的施工。其施工周期短、工程造價低于地連墻和 SMW工法，加插型鋼要比 SMW 工法方便，可根據(jù)設計需要的間距隨意加插型鋼或芯材；工藝原材料消耗少，對環(huán)境污染小，適應地層范圍廣，整體性強，防滲性能好；H型鋼可循環(huán)使用，也是符合現(xiàn)行要求綠色施工的好工法。在基坑支護結構的施工中，比常用的鉆孔灌注樁形式可降低造價約 15%；比鋼筋混凝土地連墻形式可降低造價約35%～40%。在基坑圍護及止水方面，具備阻隔地下水能力強、滿足支護結構深度大的功能特點，能有效控制并減少基坑降水施工引起的地面沉降，確?；又苓叚h(huán)境的安全，解決了深基坑一定范圍內(nèi)承壓水或礫石層水泥土攪拌樁不易施工的難題。由于 TRD 工法較優(yōu)于其他止水帷幕的工法，所以 TRD 工法已成為基坑支護施工的一種值得優(yōu)先選擇的工法。

2 TRD 工藝特點

2.1 TRD 機械形式

行走方式有履帶式和步履式兩種，由主機通過鏈條傳動，切割刀安裝在傳動鏈上，一般有寬窄不一的 8 把刀頭組成 1 組。其切割刀組數(shù)的多少，可根據(jù)切削土體的入土深度和整體鏈長確定；刀頭形式有標準刀頭、齒形刀頭和圓錐形刀頭 3 種。通過液壓電動機帶動鏈鋸，以帶鋸式推進進行土體的豎向切割和橫向推進，并完成攪拌成墻。

2.2 TRD 工法的原理

由主機液壓馬達驅(qū)動鏈鋸式切割箱，分段連接鉆至預定深度，豎向切割、水平橫向推進。同時在切割箱底部注入挖掘液或固化液，使其與原位土體強制混合攪拌，形成等厚的水泥土地連墻，以作為止水帷幕；也可通過插入型鋼或加大水泥的用量，以增加地連墻的剛度和強度，使其形成深基坑支護體系。

2.3 TRD 工法的特點

施工安全性高主機機高一般在 10 m 左右，重心低且切割刀箱埋在土體中機身不易傾覆，穩(wěn)定性好。施工深度大，最深可達 60 m，墻厚可達 850 mm。刀具采用堅硬耐磨的鎢鋼刀頭，能適應各種地層切削、攪拌和成墻的施工，具有良好的挖掘性能。在墻體深度方向上切削成墻，水泥漿注漿口位于切割箱的底部，漿液會通過傳動鏈及刀具的上下循環(huán)，使固化液與原土充分攪拌均勻。因此，成墻后其強度一致，離散性小，阻水性能好。墻體厚度相等連續(xù)，不像水泥土攪拌樁呈圓柱體且搭接處有截面變小的止水薄弱點，而是無縫連接，可根據(jù)需要任意設定芯材間距。施工噪音及振動小、泥漿污染面窄（機架高度低）。成墻的垂直度、水平方向直線度實時隨鉆測量，實現(xiàn)了施工全過程對 TRD 工法墻體的自動控制。這是其他傳統(tǒng)工法無法比擬的優(yōu)點。

3 TRD 工法施工工藝及工序循環(huán)

3.1 TRD 工法施工工藝

（1）開挖溝槽，定位放線。挖機開挖施工溝槽，溝槽寬度和深度為 0.8 m～1 m，以利于成墻過程中的土體置換。

（2）預埋箱設置。采用挖機開挖深度約 3 m、長度約2 m、寬度約 1 m 的預埋穴，下放預埋箱；利用吊機配合將切割箱逐節(jié)放入預埋箱內(nèi)；TRD 主機平移對位后逐節(jié)連接安裝切割箱、連接加長傳動鏈，并回到原位進行切割沉箱；待切割箱全部安裝完成，把切割箱沉至所需標高后，密實回填預埋穴。

（3）樁機就位。在施工場地一側架設全站儀，調(diào)整樁機的位置，由當班班長統(tǒng)一指揮樁機就位。移動前看清上、下、左、右的情況，發(fā)現(xiàn)有障礙物應及時清除。移動結束后校正定位位置，要求場地應保證平整，樁機應垂直平穩(wěn)。

（4）切割箱與主機連接。用指定的履帶式吊車將切割箱逐節(jié)放入預埋穴。TRD 主機移動至預埋穴位置連接切割箱，主機再返回預定施工位置進行切割箱自行打入挖掘。

（5）安裝測斜儀。在主機與切割箱連接完成，切割箱自行打入到設計深度后，安裝測斜儀。通過安裝在切割箱內(nèi)部的多段式測斜儀，可進行墻體的垂直精度控制，確保1/250 的控制精度。

（6）TRD 工法成墻。測斜儀安裝完畢，檢測成墻的垂直度符合要求后，在切割箱底部注入挖掘液或固化液，使其與原位土體強制混合攪拌，形成等厚的水泥土地連墻。

（7）置換土處理。在 TRD 成墻設備推進的前端約5 m 處，將 TRD 工法施工過程中產(chǎn)生的廢棄泥漿統(tǒng)一堆放，集中處理（不宜在后端舀漿，以避免已完工程的墻體受損）。

（8）拔出切割箱。在當前施工區(qū)段施工結束或遇到墻體轉(zhuǎn)彎時，將切割箱拔出，再重新組裝切割箱進行后續(xù)作業(yè)。切割箱的拔出應選擇遠離架空線的位置進行。

3.2 工序循環(huán)

TRD 工法的施工工序包括以下幾個方面。

（1）切割箱下沉的挖掘。主機與切割箱、鏈鋸分段連接，注入挖掘液（水或稀水泥漿）進行豎向切割，將箱底部埋到設計深度。

（2）TRD 工法三循環(huán)水泥土攪拌墻施工方法。此工法共分三個施工過程（先行挖掘、回撤挖掘、成墻攪拌）：①注入挖掘液，開始進行橫向切割；②切割 5 m～8 m 后回撤到原地；③再向前切割，同時開始注入固化液并進行切割攪拌（按設計水灰比要求配置水泥漿）后進行芯材（型鋼）插入。

該工法一般適用在墻體深度深、卵礫石層或有地下障礙物的工況。

（3）TRD 工法一循環(huán)水泥土攪拌墻施工方法。箱底部埋到設計深度后開始切割，機身推進時就開始注入固化液向前挖掘攪拌成墻。該工法一般使用在墻體深度較淺、土層分布均勻、無地下障礙物的工況。采用一循環(huán)的判斷依據(jù)是，能否確保切割箱橫向推進速度達到 1.7 m/h。

（4）設備停運及養(yǎng)生。當天工作量完成后，在停運設備前，再繼續(xù)前行一段距離，進行原土切割并注入挖掘液，使刀具上的固化液摩擦干凈；然后注入設備養(yǎng)生液，進行設備養(yǎng)生并結束當天工作。

（5）臺班間接縫的處理。前后工作臺班的間隔時間不宜過長，一般不宜超過 10 h。開機后先回撤到昨日成墻位置，搭接長度大于 50 cm，重新切割并注入固化液后繼續(xù)推進。

（6）切割箱拔出及分解。在施工區(qū)段施工結束或遇到墻體轉(zhuǎn)彎時，將切割箱提升一節(jié)箱體高度；箱體沖洗干凈后由汽車吊配合移位，卸除一節(jié)切割箱，然后逐節(jié)拔出。切割箱拔出應選擇遠離架空線進行拆卸和分解。

（7）TRD 水泥土攪拌墻的養(yǎng)護。一般季節(jié)施工的 TRD水泥土攪拌墻只需常溫下進行自然養(yǎng)護。在冬季或雨季施工時，應對已完成 TRD 水泥土攪拌墻頂面進行保溫和遮蓋防護，以防止墻體受凍或雨水的侵入而降低墻體的強度。

4 監(jiān)理的質(zhì)量管控

4.1 前期預控

（1）工程開工前，總監(jiān)理工程師應按照程序性、符合性、針對性的要求，審核施工總包或經(jīng)施工總包審核的專業(yè)分包單位呈報的專項施工方案。

（2）安全監(jiān)理工程師應對進場的施工機械設備的型號、出廠合格證、檢測報告等相關的證明材料進行審核；符合要求后簽署設備報審表。

（3）審核 TRD 施工作業(yè)人員上崗證書及相關特殊作業(yè)人員操作證書。

（4）質(zhì)量監(jiān)理人員應及時檢查進場膨潤土、水泥等材料質(zhì)量證明文件，并由見證人員對材料進行見證取樣送檢。

（5）測量監(jiān)理工程師應對施工定位、測量放線、溝槽位置進行復核；符合要求后方可進行開挖。

4.2 過程監(jiān)控

（1）在施工過程中，監(jiān)理工程師應查驗 TRD 挖掘機械的垂直度和水平度，并通過檢查測斜儀的相關數(shù)據(jù)，控制墻體垂直度在 1/250 以內(nèi)。

（2）每天抽查墻深偏差、墻位軸線偏差、檢查刀具磨損情況不少于 2 次，以保證墻深、軸線位置和墻體厚度符合規(guī)范規(guī)定；發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，應及時要求施工單位采取有效措施落實整改。

（3）檢查固化液、養(yǎng)生液的水灰比，漿液的黏稠度、注漿壓力和注漿時間，以控制漿液質(zhì)量及注漿量，保證墻體中的水泥含量滿足設計要求。

（4）檢查先行挖掘、回撤挖掘及成墻攪拌時間，確保拌合物的和易性和均勻性。

（5）檢查前后工作臺班的停機時間、成墻面的搭接位置，避免產(chǎn)生因長時間的停機造成墻體冷縫的形成，以及搭接位置脫節(jié)而造成滲水的問題。

（6）監(jiān)督施工單位對已完墻體的養(yǎng)護，在冬季或雨季施工時，應對已完成的 TRD 水泥土攪拌墻頂面進行保溫和遮蓋防護，以防止墻體受凍或雨水的侵入而降低墻體的強度。

（7）關注施工單位定期對設備的維修和保養(yǎng)。

（8）及時收集施工過程資料，對施工單位上報的相關技術資料及每天完成的工作量進行核實和簽認。

4.3 事后控制

（1）對完成 TRD 成墻且齡期達到規(guī)定要求的區(qū)段附近，予以重點關注；嚴禁進行土體開挖、打樁等產(chǎn)生土體擾動的施工作業(yè)，以防止墻體受損或開裂的現(xiàn)象發(fā)生。

（2）發(fā)現(xiàn)嚴重質(zhì)量問題，應及時上報業(yè)主并采取補救措施。

（3）見證施工完成 28 d 后墻體取芯試驗。

（4）及時匯總相關的施工技術資料，對施工過程資料進行整理歸檔。

5 結 語

當前，我國的建筑業(yè)正致力于構建可持續(xù)發(fā)展和建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會。TRD 工法的推廣,為建造地下連續(xù)防滲墻提供了一種全新的施工理念。隨著近年來地下空間開發(fā)的不斷加快，以及深基坑施工、河流湖泊防滲堤防建設的發(fā)展，TRD 工法以其獨有的優(yōu)勢，必將在我國的建設領域得到迅速的推廣和應用。監(jiān)理應及時對出現(xiàn)的新技術、新工藝等進行學習，不斷提高監(jiān)理服務水平，確保所監(jiān)理工程的質(zhì)量。