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TRD插型钢水泥土搅拌墙施工技术研究范恩菠

发表时间：2020/6/17 来源：《基层建设》2020年第4期作者：范恩菠

[导读] 摘要：青岛地铁1号线土建二标九工区流亭机场站位于青岛市城阳区，该地区地质条件主要为富水砂层，依托于流亭机场站1号风亭作为实例背景，针对地铁围护结构新工艺TRD插型钢技术进行研究总结，可为相关工程建设提供参考和建议。

        青岛市崂山区科苑纬三路25号,中铁二十五局集团第五工程有限公司 266100
        摘要：青岛地铁1号线土建二标九工区流亭机场站位于青岛市城阳区，该地区地质条件主要为富水砂层，依托于流亭机场站1号风亭作为实例背景，针对地铁围护结构新工艺TRD插型钢技术进行研究总结，可为相关工程建设提供参考和建议。
        关键字：地铁车站；TRD插型钢；止水帷幕；富水砂层
        1工程概况
        青岛地铁1号线流亭机场站1号风亭采用明挖法施工，基坑宽28.60m，基坑深9.96m（最深11.46m），采用支护TRD插型钢水泥土搅拌墙+钢管支撑形式。风亭结构主要分布于中砂~粗砂、粗砂~砾砂、含卵石粗砾砂中。地下水为孔隙潜水，地下水位埋深2.00～7.50 m，绝对标高4.34～7.56 m，含水层连通，形成相互径流补给，水量大。

        图1 地质剖面图
        2 TRD插型钢水泥搅拌墙工法原理
        2.1 施工工法原理
        TRD工法其基本原理是自地面切割土体至设计深度，主机沿设计线移动同时带动链刀切割土体，切割完成后注入水泥浆液，回切搅拌，将已加工至设计长度的H型钢安装吊具，使用50吨吊机起吊，H型钢下放贴近基坑的背水面，依靠型钢的自重插入墙体。水泥浆液凝固后形成止水帷幕+围护结构墙体，从而发挥出止水帷幕的防渗、防漏作用和围护结构支护作用。其主要特点是成墙厚度均匀、止水效果明显，插入型钢后兼具围护支撑作用。

        图2 TRD工艺适用范围
        2.2 TRD适用范围
        根据本工程符合TRD施工地质条件为：①回填土、黏性土、淤泥土、粉土、砂土、卵砾石土层；标贯值N<100，粒径<100 mm，其中粗砾砂≤40 mm，含碎石粗砾砂≤100 mm，特别适用于富水、软土地质条件下防渗、挡土地下连续墙体的建造；②总体无侧限抗压强度
        ≤5MPa的软岩层； ③成墙最大深度可达60m，厚度550mm～850mm。
        2.3 TRD工法特点
        根据青岛地铁TRD工法的应用，该工法主要具备以下特点：
        特点1—设备具有良好的稳定性
        TRD设备整机的地面高度一般在12m以下，施工时链刀及刀箱位于地下，使得设备的抗倾覆能力增加，大大增强了施工的安全性。

        （6）先行挖掘：向下切割至设计深度，移动设备沿设计方向横向切削，视地质情况添加膨润土，膨润土掺入量在30～50 kg/ m3，注浆压力控制在1.5 Mpa。
        （7）回撤搅拌：回切搅拌，使膨润土与土体搅拌均匀，泥浆流动度控制在160mm～240mm。
        （8）注浆、搅拌、固化成墙：水泥掺量根据设计计算，本次施工采用25%。水灰比取1.0～1.4。水泥浆流动度控制在180mm～220mm，注浆压力控制在0.8-1Mpa。
        （9）H型钢下插
        A、制作H型钢：型钢顶部开孔，开孔位置周边焊接钢板进行加强。H型钢加工采用拼接焊，坡口满焊，焊缝处采用砂轮打磨处理，实体工程完成后，型钢回收全部拔出，为方便拨出，施工H型钢使用前涂抹减摩剂。
        B、H型钢通过设置定位卡，控制型钢下放的准备位置，H型钢底部中心沿桩位中心垂直插入施工完成的水泥土搅拌墙内，使用线锤控制垂直度。
        C、用50吨吊车吊起型钢，紧贴基坑背水面，靠自重插入。因为墙体H型钢置换出部分水泥土，需进行清理。
        D、施工中如遇型钢插入深度不足情况，需将型钢及时拔出，复切后再次进行型钢施工，个别情况下可以借助动力头进行型钢的插入施工。
        （11）置换土清运：置换出混合浆液挖机倒入指定地点，晾晒后外运。
        （12）刀盘拆解：施工完成后刀箱拆卸、清洗、整理。
        （13）H型钢拔除施工工艺：场地准备→安装千斤顶→吊车就位→型钢拔除→回填孔隙
        A、将两个千斤顶（型号为：QD-200T）放置在冠梁上，采用吊车吊住型钢，向上拔起。
        B、两侧千斤顶同时启动，同时上升，待达到千斤顶行程后，起拔架复原。第二次起拔吊车通过型钢上圆孔吊住型钢。重复以上工序将H型钢拔出。
        4 TRD插型钢水泥搅拌墙质量检测
        4.1 取芯、雷达检测
        TRD水泥搅拌墙检测部位为施工、回撤挖掘衔接处中心处取芯和雷达检测，检测结果如下：①钻孔内壁均匀，钻芯完整度大；②富水砂土层强度普遍比粘土层强度高，整体性好，芯样强度：0.8-3.0Mpa，平均1.5Mpa，满足设计要求。

        （2）施工搭接长度不小于500 mm， TRD施工速度严格按照设计进行，水泥浆液搅拌均匀，保证搭接质量，水泥混合浆液初凝时间约2～3 d，终凝控制时间为8～10 d；
        （3）每施工到转角处，墙体向外增加1延米，转角搭接按照设计为”十”字接头；
        （4）按照设计墙深精度控制为+30 mm，定位精度为±25 mm，厚度偏差±30 mm，垂直度设计小于1/250，抗渗系数应≤1×10-7 cm/ s， 28 d无侧限抗压强度应≥0.8 MPa。。
        （5）型钢加工及下插误差控制：单根型钢长度偏差不得超过1cm，底标高偏差不超过3cm。型钢插入平面误差平行方向需不超过50 mm，垂直度偏差不得高于0.4%，定位误差不得超出±30 mm。
        6 结语
        本文以青岛地铁一号线土建二标流亭机场站1号风亭为工程实例为依托，对TRD插型钢工法施工做了分析和说明。通过插入型钢提高了水泥土搅拌墙的刚度，在保证起适用性、隔水性的情况下，提高了其可靠性、安全性。能更好的应对各种类似复杂地层施工，做到质优、安全、经济。
        参考文献
        [1]王卫东,邸国恩，王向军.TRD工法构建的等厚度型钢水泥土搅拌墙支护工程实践[J].建筑结构,2012,42(5):168－171.
        [2] 李星,谢兆梁，李进军，等.TRD工法及其在深基坑工程中的应用[J].地下空间与工程学报,2011,7(5):945-950.
        [3] 郑刚.水泥土抗渗性能研究[D].上海：同济大学,2006.
        作者简介：姓名：范恩菠，参加学会名称：，工作单位：中铁二十五局集团第五工程有限公司。