TRD工法在紧邻地铁深基坑工程中的应用

▍摘 要

摘要:世纪盛荟广场［新闸路(西斯文里)项目］东侧邻近地铁区间隧道，深基坑工程围护结构已施工完成，现场抽水试验结果表明坑内外仍存在较明显水文联系，为确保基坑开挖的安全及对地铁隧道和周边建筑的保护，设计采用TＲD工法作为新增止水帷幕隔断⑦层承压含水层。现场进行了原位试成墙试验以确定施工参数，并在正式施工阶段对地铁隧道进行补充检测，优化施工参数，最终控制坑外土体分层沉降量在5mm以内，满足地铁监护的要求。新增TＲD止水帷幕有效的隔断了承压含水层，且施工过程对周边环境的影响较小，在环境敏感地带采用TＲD工法技术是一种可靠的选择。

关键词:TＲD工法;紧邻地铁;深基坑;止水帷幕

▍1 引 言

随着新型城镇化开发向纵深方向发展，大规模城市综合体、超大型城市交通枢纽以及超高层建筑等地下空间的开发，超大超深基坑不断涌现在轨道交通、地下管线、老旧建筑等环境敏感的旧城区改造地段，超大超深基坑对围护体形式的稳定性、安全性、经济性以及基坑周边环境的保护要求越来越高。TＲD工法等厚度水泥土搅拌墙技术作为一种新型基坑围护止水帷幕，既能够隔断深度30～60m深层承压水，又能有效控制对周边环境的影响，是一种可持续发展、循环经济的绿色工法。

▍2 工程概况

世纪盛荟广场［新闸路(西斯文里)项目］位于上海市静安区，基坑面积约1．01万平方米，周长约491 m，3～4层地下室，开挖深度15．75～18．65 m。原围护设计采用宽度800～1 000 mm地墙，地墙两侧设置Ф850三轴搅拌桩，深度25 m。外围钢砼墙进入坑底下深度12．75～14．5 m，钢砼墙下设置素地墙隔断⑦层承压水，素地墙底深47 m。

原设计的围护墙、立柱桩以及坑内加固于2010年实施完成。随着临近13号线地铁隧道的建设，基坑增设分隔墙、加固及首道砼支撑于2013年3月全部完成，9月先后实施了4次坑内承压水试抽试验均表明坑内外承压水存在较明显的水力联系。围护设计采用TＲD工法等厚度水泥土搅拌墙在基坑东侧、北侧以及南侧、西侧局部原夹心搅拌桩外侧新增设一道止水帷幕，并结合必要的降水、回灌方案确保基坑开挖自身安全，并尽量减轻对周边环境的影响。

▍3 周边环境

本工程属于城区改建项目，周边环境极其复杂。基坑北侧为1～4层商铺和一栋超高层住宅楼，距离基坑约13．2 m;西侧为2层老式里弄住宅，距离基坑最近处约11．2 m;南侧距离基坑约37 m为另一在建项目。东侧地下室外墙距离已建地铁13号线隧道约6．0 m，原设计且已完成的地下连续墙外边距离地铁13号线隧道约4．2 m，新增TＲD工法止水帷幕距离13号线隧道仅2．6 m，其中隧道埋深约20～25 m。

▍4 试成墙施工

4．1试成墙目的

采用原位试成墙，试成墙位置选定在距离地铁隧道约100 m的基坑西北角，以验证TＲD设备在强透水地层条件下的施工能力、施工工序和施工参数、成墙质量及对周边环境的影响，为工程墙体进入地铁影响范围内及紧邻地铁隧道施工提供可靠依据。

4．2试成墙参数

4．2．1基本参数

TＲD工法等厚度水泥土搅拌墙厚度700 mm;墙深50 m，穿过厚约17 m的⑦层密实砂性土层，进入⑧1灰色粘土层不小于3 m;试验墙体水平延长12 m。TＲD施工采用三循环(即先行挖掘、回撤挖掘、固化成墙)的施工工艺。挖掘液采用钠基膨润土，掺量100 kg/m3，W/B=10～20;固化液采用P．O42．5普通硅酸盐水泥，掺量450 kg/m3，W/C=1．2～1．5。

4．2．2检测要求

试验墙体选取2个位置各制作6组规格70．7 mm×70．7 mm×70．7 mm水泥土试块，每个位置选取3组分别进行14 d和28 d无侧限抗压强度试验。试验墙体平均分布1～9个钻孔取芯点，其中2、4、6、8号孔进行14 d检测，1、3、5、7、9号孔进行28 d检测。TＲD墙体28 d浆液试块无侧限抗压强度标准值不小于1．0 MPa，28 d钻孔取芯无侧限抗压强度标准值不小于0．8 MPa，墙体抗渗系数不大于10－7 cm/s。地铁监护要求TＲD施工对周边土体沉降日变化不超过0．5 mm，累计变化不超过5 mm。

4．2．3施工情况

试成墙实际施工深度达50．5 m，总延长12．5 m。试验段施工参数如下:挖掘液比重1．03～1．11，挖掘液混合泥浆比重1．4～1．5，固化液比重1．37～1．44;先行挖掘速度60～70 min/m。

4．3试成墙检测

4．3．1浆液试块强度检测

28 d浆液试块无侧限抗压强度平均值1．1～1.2 MPa，满足设计要求。

4．3．2钻孔取芯强度检测

1、3、5、7、9号孔进行28天钻孔取芯强度检测，无侧限抗压强度均满足设计要求。

4．3．3渗透性检测

TＲD原位渗透性检测孔采用钻孔取芯孔，试验采取降水头注水试验。分段钻孔至试验段标高后孔口下套管至设计要求的试验段顶标高，采用向套管内注满清水，每隔一定时间测量孔内水头值，计算水位下降速率。渗透试验(注水试验)测得渗透系数不大于10－7 cm/s，符合设计要求。

4．4试成墙监测

为了掌握TＲD施工对周边环境的影响程度，获取经验参数以期指导TＲD在地铁影响范围内及紧邻地铁隧道侧施工，试成墙施工前分别平行于试验槽段2m、4．2m、7．2m处各布置1组地表沉降监测(D1～D3)、深层水平位移监测(TX1～TX3)、深层土体分层沉降监测(FC1～FC3)，并且结合TＲD工序每4小时进行一次监测。

试成墙监测数据统计汇总如表2。

从以上数据可以看出，坑外土体水平方向向TＲD施工区域发生位移，且位移量随着距离的增加而减小。TＲD施工引起的土体沉降和地表沉降最终为下沉，其中深层土体分层沉降最大累计值达－13 mm，且在区间地铁埋深25 m左右下沉8 mm。

▍5 正式施工

5．1参数调整

在试成墙的基础上，挖掘液水灰比由10～20调整为5，即增大挖掘液混合泥浆比重至1．5～1．6，尽量使挖掘槽段内混合泥浆与原状土比重平衡;同时适当减慢挖掘推进速度，由试成墙60～70 min/m调整为80 min/m以上，做到慢速均匀搅拌，并控制挖掘开放长度，遵循“少量多次”的原则。

5．2补充监测

TＲD试成墙监测数据大部分指标均能达到要求，除土体分层沉降外，在地铁埋深25 m处约为8 mm，不满足地铁监护的要求。经与设计协调，分别在远离地铁隧道50 m和30 m处布置监测孔，监测孔位置与新增TＲD工法止水帷幕水平距离2．0 m，待TＲD施工至监测孔位置时按调整参数施工并收集监测数据，确保TＲD实际施工至地铁侧时，对地铁的影响最小。

5．3监测结果

TＲD试成墙完成1个月后对监测数据分析，在地铁隧道深度范围20～25 m，距离墙体4．2 m处测点TX2土体深层水平位移最大累计值由原4．09 mm恢复至3 mm，距离墙体7．2m处测点FC3土体分层沉降最大累计值－6 mm恢复至－4 mm(注:TX1因被返浆土覆盖不能监测)。通过正式墙补充监测数据分析，在地铁隧道深度范围20～25 m，距离墙体2．0 m处测点FC4、FC5、FC6土体分层沉降呈现一定规律，即TＲD工法采用三循环施工时，在下放切割箱过程中引起的土体分层沉降总体表现为初期上抬，在先行挖掘、回撤挖掘与成墙搅拌步序中逐渐恢复，待成墙喷浆后土体已趋于稳定，整个过程可控制在4～5 mm内，基本满足地铁监护的要求。

▍6 结 语

世纪盛荟广场［新闸路(西斯文里)项目］采用TＲD工法等厚度水泥土搅拌墙作为新增止水帷幕，通过现场试成墙试验初步确定了施工工艺和各项施工参数，并掌握了施工对周边环境的影响规律。正式施工时通过不断调整、优化施工参数及适当降低工效，控制挖掘槽段内外土体比重平衡，遵循“少量多次”的原则，最终控制坑外土体分层沉降量在5 mm以内，满足地铁监护的要求。本工程TＲD工法等厚度水泥土搅拌墙的成功实施，对在类似复杂环境下施工有一定的参考意义。