ＴＲＤ工法在超深基坑施工中的应用

摘要：该文详细介绍了ＴＲＤ工法的特点和施工工艺，并结合在硬Ｘ射线工程中的作为隔水墙的运用，论证了ＴＲＤ工法的先进性和可靠性。

关键词：ＴＲＤ工法；超深基坑；止水帷幕；应用研究

ＴＲＤ工法即Ｔｒｅｎｃｈ－ＣｕｔｔｉｎｇａｎｄＲｅ－ｍｉｘｉｎｇＤｅｅｐＷａｌｌＭｅｔｈｏｄ，国内一般称之为等厚度水泥土地下连续墙工法，其切割箱可以插入地下，切割箱带有链传动刀头和注浆管，可进行纵向深度的切割和横向平移切割，同时传动履带可以进行上下运动循环充分搅拌，在往复搅拌的同时灌注水泥浆液，固化后便形成均匀的水泥土地下连续墙。ＴＲＤ工法形成的地下连续墙一般可以作为独立的基坑围护结构，比如在过程中插入Ｈ型钢之类的芯材，可以使连续墙成为基坑挖掘工程中的挡土防渗或承重墙使用的一种止水、防渗支护结构施工技术。但考虑到其成墙连续性好，稳定性高等特点，也可以将其作为单独的止水帷幕，在已经施工好的传统地下连续墙的外侧进行施工，形成一个封闭空间，同地下连续墙一起作为基坑施工时的双重保险，由内侧地下连续墙作为开挖时的围护体系，而外侧ＴＲＤ止水帷幕则作为挡水的屏障，最大限度地阻止由于内侧地下连续墙施工接缝等原因而造成的地下水的渗漏，从而对基坑开挖以及结构施工起到保护的作用。

上海硬Ｘ射线自由电子激光装置四号井就采用了这样的基坑围护方式，其工作井规模５５ｍ×５０ｍ（内净）。基坑开挖深度约为３９．６３７ｍ，采用１２００ｍｍ厚地下连续墙，墙深６１ｍ＋２５ｍ（构造段），共８６ｍ。外侧ＴＲＤ止水帷幕，长
度３２２．６ｍ，设计厚度９００ｍｍ，设计加固范围＋４．５０～－６５．５０ｍ，设计深度７０ｍ，水泥掺量≥３０％，垂直度≤１／３００，２８ｄ无侧限抗压强度≥０．８ＭＰａ，渗透系数＜１０－７ｃｍ／Ｓ。

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根据重型机械承载道路结构，该工程的施工道路采用５０ｃｍ厚度的道渣压实路基，采用Ｃ３０混凝土，浇筑３０ｃｍ厚，配筋为１６＠２００ｍｍ双层双向的钢筋混凝土路面。

Ｆｃｄ＝０．７×βｈ×Ｆｔｄ×４００×２Ｈ＝０．７×１．１×２．２×４００×０．３２＝６１ｔ

式中，Ｆｃｄ为混凝土最大集中反力；βｈ为对于厚度＜３００ｍｍ时，取１；厚度≥３００ｍｍ，≤４００ｍｍ时，取１．１；Ｆｔｄ为轴心抗拉应力（通过查阅混凝土结构设计规范《ＧＢ５００１０—２０１０》，取２．２Ｎ／ｍｍ２）；Ｈ为厚度。

每平方米能承受６１ｔ。

ＴＲＤ－８０Ｅ工法机与地面最小接触面积为１９．３２ｍ２，考虑吊车接地面积的不充分性，履带触地面积一般按２／３计算，故接地面积为１２．８８ｍ２。ＴＲＤ－８０Ｅ工法机带７０ｍ切割箱总重量为约２９０ｔ，２９０／１２．８８＝２２．５２ｔ，小于允许负荷６１ｔ。因此路面满足ＴＲＤ－８０Ｅ工法机行走安全。

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ＴＲＤ－８０Ｅ工法机与地面最小接触面积时为纵向两块步履，两块长度５．６ｍ、宽度１．７２５ｍ。按照４５°角扩散计算，步履１扩散面积＝（ａ＋２Ｈ）×（ｂ＋２Ｈ）＝（１．７２５＋２×０．８）×（５．６＋２×０．８）＝２３．９４ｍ２。

传递到下卧层的应力＝２９０×９．８×１０３／（２３．９４×２）＝５９．３６ｋＰａ

地基承载力特征值ｆａｋ是按照《建筑地基基础设计规范》（ＧＢ５０００７—２０１１）第５．２．３条、《岩土工程勘察规范》（ＤＧＪ０８－３７—２０１２）表１４．４．４中的公式及条文说明１４．４．４，并结合原位测试成果及上海地区工程经验综合确定。根据原位测试报告，人工填土地基承载力取ｆｋ＝９０ｋＰａ。所以５９．３６ｋＰａ小于９０ｋＰａ，满足要求。

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等厚度水泥土搅拌连续墙的施工工艺：

１）导墙施工；

２）切割箱安装以及下放；

３）切割土体以及回撤；

４）喷浆成墙；

重复步骤３）、步骤４）直至形成连续墙体；

５）起拔切割箱。

上述工序中比较重点的工序为：

３）切割土体以及回撤；

４）喷浆成墙，即切割箱安装以及下放至设计深度后，首先注入一定黏度和比重的浆液先行切割土体一段距离（一般为４～６ｍ），然后回撤挖掘至本段切割土体的起始位置，再注入一定配比的水泥浆液，继续向前推进并均匀搅拌，最终形成一定强度的水泥土连续墙。

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４．１测量放线

施工前，根据设计图纸及该工程测绘成果资料，计算出ＴＲＤ工法施工区域的中心线交点坐标，利用经纬仪或者全站仪进行放样，与图纸以及测绘成果资料的数据进行坐标复核，在现场施工区域做好相应的标识并予以保护，通知监理方以及进行复核确认，并及时完成测量资料的报验手续。

４．２样沟开挖

测量放样以及复核工作完成后，进行施工场地平整并铺设钢板，确保施工场地满足ＴＲＤ设备、大吨位履带式起重机等机械设备稳定行走的要求。利用挖掘机沿ＴＲＤ工法止水帷幕中心线平行方向开挖工作沟槽至原状土深度，如遇浅层渣土、石块等障碍物应进行清除，并根据挖深情况适当回填素土。沟槽开挖宽度一般为１．２ｍ，深度为１．２ｍ。

４．３导墙施工

导墙采用现浇钢筋混凝土结构、导墙的结构形式采用倒“Ｌ”形，采用单边形式，导墙制作完成后，在导墙内设置两根圆木或钢筋混凝土支撑。利用全站仪将导墙中心点放出，用钢筋及喷漆在路面上做好标记，根据做好的标记，用石灰将导墙的大致范围在路面上撒出，挖机将石灰范围内的路面破除，并挖出样沟。在挖好的样沟前后两侧中心位置打入一根木桩，再次利用全站仪精确放出导墙中心点位置并在木桩上用水泥钉做好标记，再用线绷紧，根据已经固定好的底膜位置，进行绑扎钢筋，模板立好后校准，并用木方或钢管进行固定，导墙顶面需有２／１０００～３／１０００的坡度，避免地面积水流入导墙中，影响泥浆质量。

４．３安装切割箱

首先用挖机沿ＴＲＤ工法止水帷幕中心线开挖一个深约３～５ｍ、长约２ｍ、宽约１ｍ的沟槽，用吊车将切割箱吊放入该沟槽内，上紧切割箱及链条连接螺栓。下钻一节切割箱，解体切割箱，并连接第二节切割箱。重复上述步骤，直至达到设计深度。

４．４桩机就位

桩机的位置应在安装和下放切割箱的同时完成，注意桩机周边的情况，及时清除桩机各个方向的障碍物，并有专人对桩机的移动路线进行定位、检查和纠偏，桩机在平移的过程中应当平稳并保持一定的角度以适应切割、回撤和喷浆的整个施工过程。

４．５设置测斜仪

切割箱安装并下放至设计深度之后须安装测斜仪。测斜仪是在整个ＴＲＤ施工过程中对墙体的垂直度进行控制的主要手段，安装于切割箱的内部，与驾驶室内的电子显示仪进行联通，在施工时可以实时观察、实时纠偏。一般设计要求的垂直度控制在１／３００以内。

４．６ＴＲＤ工法成墙

在测斜仪安装以及调试完毕后，桩机即与切割箱进行连接，进行先行切割、回撤挖掘以及喷浆成墙的施工过程。

（１）先行切割：通过压浆泵注入一定黏度和比重的膨润土浆液，同时切割箱向前推进，搅动原状土层，由膨润土浆液进行填充防止塌孔，切割成槽一段行程。该工程每幅先行切割６ｍ，宽度为９００ｍｍ，深度为７０ｍ，搭接长度为５０ｃｍ。

（２）回撤挖掘：６ｍ一段先行切割成槽完成后，切割箱停止向前切割，回撤至本段土体切割的起始点。该工程每幅回撤６ｍ，约３ｍ／ｈ。切割到位后，通过压浆泵注入挖掘液（清水），切割箱回撤挖掘，并与已成墙幅搭接５０ｃｍ。

（３）喷浆成墙：切割箱回撤至本段土体的起始点后须更换浆液，通过

压浆泵注入一定比重的水泥浆液，此时切割箱再次向前推进并与水泥浆液混合搅拌，与经搅拌过的土体形成等厚水泥土搅拌墙。利用全自动拌浆仪拌制水泥浆液，并对水灰比进行检测。后台开始供浆后，初始位置定搅２ｍｉｎ，保证初始位置的水泥掺量。喷浆成墙，过程中根据切割力及垂直度控制行走速度，并跟后台供浆匹配，保证水泥掺量。该工程成墙搅拌每幅６ｍ，约１．５ｍ／ｈ。喷浆６ｍ完成后，立即撤离喷浆区域，继续切

割，进入安全区。

４．７置换泥浆处理

ＴＲＤ工法施工产生的置换泥浆的比例约为１３０％～１６０％，由于其中掺有一定的水泥、膨润土等材料，其强度较高，可以优先作为回填、置换设备行走道路的材料，施工现场应按照需要设置一定容量的集土坑，用

于置换泥浆的临时储存，待达到一定的强度后统一进行处理。

４．８起拔切割箱

喷浆成墙结束后，在拟定切割箱起拔的区域（该工程围绕地下连续墙外侧进行施工，有三条长边二条短边，因此设置了五个起拔切割箱的区域，在每条边起拔切割箱的部位设置蝴蝶结交叉段以保证搭接部位的强度）注入同配比的固化液，边起拔边注浆，确保对切割箱占据空洞进行密实填充和有效加固。起拔切割箱，并同步注浆，保持液面平衡。利用２００ｔ履带吊将分解的切割箱吊至指定位置。重复以上步骤，直至将切割箱全部拔出。

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