超深TRD工法（水泥土攪拌墻）在軟土地基中的應(yīng)用

上海市機(jī)械施工集團(tuán)有限公司 上海 200072

1 超深TRD工法施工要點(diǎn)

1.1 清障施工

為保證TRD試驗(yàn)段順利進(jìn)行，確保TRD施工質(zhì)量，首先需要對于TRD施工區(qū)域進(jìn)行清障施工[1]，先采用鎬頭機(jī)破除障礙物塊，而后采用挖機(jī)清除破碎的障礙物及碎石等雜物，并及時(shí)外運(yùn)。清障完畢后，為了保證后續(xù)TRD施工質(zhì)量，確保TRD設(shè)備穩(wěn)定性及成墻垂直度，對清障區(qū)域采用10%的水泥土回填并壓實(shí)。

1.2 TRD施工[2-7]

1.2.1 地基處理

先行對地下障礙物進(jìn)行處理，處理完畢后采用10%水泥土回填，場地平整后再鋪設(shè)鋼板。確保施工場地的平整度及地基承載力滿足大型機(jī)械設(shè)備行走的要求。

1.2.2 測量、定位

根據(jù)TRD攪拌墻的軸線開挖導(dǎo)向溝、鋪設(shè)鋼板，在溝槽邊放置攪拌樁定位型鋼，并應(yīng)在定位型鋼上標(biāo)出攪拌樁位置。TRD施工時(shí)墻位應(yīng)對中，在成墻施工前需采用2 臺經(jīng)緯儀對主機(jī)導(dǎo)向架進(jìn)行垂直度校驗(yàn)，以確保成墻達(dá)到1/250的垂直度。

1.2.3 試成墻

施工前應(yīng)進(jìn)行試成墻，確定各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，成樁工藝和步驟，土性差異大的地層，需根據(jù)地質(zhì)報(bào)告驗(yàn)證分層技術(shù)參數(shù)。根據(jù)試成墻結(jié)果，確定挖掘液膨潤土摻量、固化液水泥摻量、水泥漿液水灰比等施工參數(shù)；確定成墻質(zhì)量、水泥攪拌均勻性及膠結(jié)度和強(qiáng)度；確定立柱導(dǎo)向垂直度、攪拌墻成墻的垂直度。

1.2.4 應(yīng)急措施

超深TRD樁施工，由于其施工時(shí)間長，切割箱推力和壓力大，刀頭切削阻力大等原因，容易由于用電量不足、電壓不穩(wěn)等情況導(dǎo)致切割箱失去動力，因此現(xiàn)場必須配備用發(fā)電機(jī)組，在供電不正常的情況下，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。

2 超深TRD質(zhì)量控制

2.1 測量定位

TRD主機(jī)就位后應(yīng)復(fù)測墻位，如有誤差或偏位必須調(diào)整主機(jī)重新就位，只有墻位對中準(zhǔn)確無誤，且主機(jī)導(dǎo)向架保持垂直度偏差≤1/250，方可進(jìn)行TRD施工。

2.2 垂直度控制

2.2.1 校正主機(jī)導(dǎo)桿垂直度

TRD工法機(jī)拼裝完成及移位后，使用經(jīng)緯儀分別從正面、側(cè)面校正樁機(jī)立柱導(dǎo)向架的垂直度，在切割箱打入過程中隨時(shí)對切割箱垂直度進(jìn)行校驗(yàn)[8]。

2.2.2 安裝測斜儀

切割箱打入至設(shè)計(jì)深度后，在切割箱體內(nèi)安裝測斜儀，實(shí)時(shí)監(jiān)控切割箱面內(nèi)與面外的偏差情況，并及時(shí)通過駕駛員操控調(diào)整，確保TRD等厚度水泥土攪拌墻墻體垂直度滿足設(shè)計(jì)要求，如圖1所示。

2.3 拌漿系統(tǒng)控制

嚴(yán)格控制自動拌漿系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)，包括水泥漿配比、氣壓和漿壓等，各項(xiàng)參數(shù)輸入系統(tǒng)后不得隨意更改。

2.4 切割速度控制

圖1 測斜儀安裝示意

嚴(yán)格按照三工序成墻的步序進(jìn)行試成墻施工，控制切割箱橫向推進(jìn)速度及切割鏈轉(zhuǎn)速，確保水泥土均勻攪拌。成墻攪拌時(shí)，做好拌漿記錄，加強(qiáng)水泥摻量控制；同時(shí)控制注漿速率，配合好切割箱推進(jìn)速度進(jìn)行注漿。

3 工程實(shí)例

3.1 工程概況

上海某工程基坑總面積約46 090 m2，基坑總延長約890 m，開挖深度約為17 m。周邊圍護(hù)體采用灌注樁排樁圍護(hù)墻結(jié)合外側(cè)TRD工法止水帷幕，基坑內(nèi)豎向設(shè)置3 道混凝土支撐體系。灌注樁排樁圍護(hù)墻外側(cè)設(shè)置單排厚800 mm 的TRD工法止水帷幕，采用三循環(huán)水泥土攪拌墻建造工序連續(xù)成墻，標(biāo)高范圍－0.5～－40.5 m（－45.5 m、－49.5 m），水泥摻量25%，采用P.O42.5水泥，樁長40 m、45 m、49 m。

3.2 施工策劃

本工程原有設(shè)計(jì)采用的是三軸攪拌樁止水帷幕，經(jīng)過專家論證以及參建各方與業(yè)主、設(shè)計(jì)進(jìn)行討論，最終改進(jìn)施工工藝，采用新型TRD工法進(jìn)行超深止水帷幕的施工，同時(shí)為保證TRD止水帷幕施工質(zhì)量，先進(jìn)行一段8 m長的TRD試驗(yàn)段，深52 m，厚為800 mm。

3.3 監(jiān)測成果分析

3.3.1 地表垂直位移監(jiān)測

從監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，成墻施工引起的地表變形量相對較小，變化幅度在±5.0 mm 內(nèi)。試驗(yàn)段施工過程中的地表變形具體表現(xiàn)為：從成槽開始至成墻結(jié)束，地面處于小幅上抬中，其中上抬相對明顯測點(diǎn)為2.2～4.4 mm；成墻結(jié)束后，地面變形處于恢復(fù)下沉中，其中成墻結(jié)束24 h內(nèi)，變形恢復(fù)最快，集體出現(xiàn)由上抬至下沉的轉(zhuǎn)變。成墻結(jié)束36 h后，地面變形雖略有發(fā)展，但隨著時(shí)間推移，基本趨于穩(wěn)定。

3.3.2 深層土體測斜

從土體深層水平位移監(jiān)測成果分析，成墻施工引起的土體側(cè)移規(guī)律與預(yù)期相同，從成槽開始至成墻結(jié)束，受墻體噴漿擠壓，土體深層水平位移多為遠(yuǎn)離墻體方向位移，離試驗(yàn)墻段距離越近，位移幅度相對越大；位移最大值達(dá)－10.4 mm，對應(yīng)深度為35 m；由各監(jiān)測點(diǎn)深層水平位移所處深度分析，位移較大值所處深度在30～50 m 之間。成墻結(jié)束24 h后，位移速率放緩，變形逐步趨于穩(wěn)定。

3.3.3 土體分層沉降

從土體分層沉降監(jiān)測成果匯總表和曲線分析，成墻施工引起的土體不同深度垂直位移規(guī)律與預(yù)期相同，土體分層垂直位移在試驗(yàn)段成槽、成墻階段，總體表現(xiàn)為上抬，其中最大值為累積上抬達(dá)7.1 mm。成墻結(jié)束后，各土層總體呈現(xiàn)下沉，其中最大值為累積下沉達(dá)10.2 mm；從各測點(diǎn)恢復(fù)下沉幅度來看，離基坑越近恢復(fù)下沉幅度越大，反之越小。

3.3.4 監(jiān)測結(jié)論

（a）TRD 施工與常規(guī)攪拌樁施工引起的周圍土體變形規(guī)律一致，均包括兩階段，即擠壓變形和變形恢復(fù)，但該工藝引起的土體變形數(shù)值更小，恢復(fù)更快，該規(guī)律性表現(xiàn)對隨后即將大面積開展的TRD 圍護(hù)施工具有顯著的指導(dǎo)意義。

（b）土體各類變形在數(shù)值量級上均不大，對TRD正式施工期間周邊環(huán)境安全有利，但亦應(yīng)考慮受試驗(yàn)段規(guī)模限制，導(dǎo)致土體變形數(shù)值偏小的因素。

（c）結(jié)構(gòu)松散的表層巨厚雜填土的存在，較大程度上可以消散土體中瞬時(shí)增加的擠壓應(yīng)力，對控制周邊管線和地表變形有利。

4 結(jié)語

本文詳細(xì)介紹了超深TRD水泥土攪拌墻的施工工藝、要點(diǎn)及質(zhì)量控制措施，并結(jié)合其在上海某工程實(shí)例中的應(yīng)用，對其在解決超深基坑開挖工程中承壓水問題方面的適用性有了更進(jìn)一步的認(rèn)識。