沈杰
三方建设集团有限公司 浙江杭州 310016
摘要:TRD工法是在各种土层和砂砾石层中连续成墙的成套设备和施工方法。其基本原理是利用切割箱外侧的链锯切割土壤,使切割箱垂直打入土壤中,然后切割箱水平、水平移动,链条带动切割机旋转,搅拌混合土,注入水泥浆,形成一定厚度的墙。其主要特点是壁厚连续、表面光滑、厚度一致、壁厚均匀性好。目前,越来越多的工程采用TRD法作为深基坑围护结构。本文分析了TRD法在深基坑工程中的应用。
关键词: TRD施工方法;深基坑工程
1 TRD施工方法的应用基本内涵概述
TRD施工方法也称为等厚水泥土地下连续墙施工方法,首先,从日本引进了一种新的施工技术,即用链锯切割箱,然后将水泥浆喷入土中,形成等厚度的地下搅拌墙,该技术具有很大的施工优势,可适用于各种土层。一般砂层施工深度在55米以上,搅拌墙最大厚度接近850mm,也可用于部分碎石、漂石下卧层的施工。TRD施工法于2005年在我国引进,目前已得到广泛应用。传统的施工方法是采用单轴或多轴螺旋钻机,按照链锯式刀具插入地面至墙体设计深度的程序,制作出适用范围较窄的柱式水泥土地下连续施工技术,其施工工艺简单易行该方法是将水泥浆注入水闸,将原位土注入水闸,逐步形成高度连续的搅拌过程,以达到预期的功能和效果。TRD施工过程中通过分步施工,可以实现有效交换和快速搅拌,从而形成等厚度水泥土搅拌墙自然形成。由于无缝水封施工质量和水封效果都很好,所以应用越来越广泛。
2工程概况
某地南北两侧为地上3层,西侧为地上2层,东侧地上为1层走廊,中部为标准足球场,拟建体育场整体地下2层,拟采用框架结构、桩基础。基坑面积约为24000m2,周长约为600m,基坑深度达10.85~12.4m。本工程特点是基坑四周均紧邻市政道路,道路以外为1~4层市重点保护建筑,年代久远,大都为砖木结构,结构稳定性差。南侧:拟建基坑距大理道用地红线约4.7m,距南侧1~3层建筑物约19.0m;西侧:拟建基坑距衡阳路用地红线最近处约7.7m,距西侧1~4层建筑物最近处约21.7m;北侧:拟建基坑距重庆道用地红线最近处约10.0m,距北侧2层建筑物最近处约22.4m;东侧:拟建基坑距河北路用地红线最近处约9.4m,距东侧1~2层建筑物最近处约24.4m。此外,基坑周边管线密集、四周道路、管线及建筑对地面位移、沉降极为敏感,场地狭小,设计施工难度大,支护体系变形控制要求高。
3 T R D工艺流程
3.1测量放线
放样前,根据设计图纸和工程测绘成果,采用T R D法计算出施工区中心线交点坐标,采用经纬仪或全站仪进行放样,与测绘成果的图纸、资料协调核对,做好现场施工区域的标识和保护工作,通知监理人并进行核对确认,及时完成测量资料的核对手续。
3.2样槽开挖
测量放线检查后,对施工场地进行平整,铺设钢板,确保施工场地满足TRD设备、大吨位履带吊等机械设备稳定行走的要求。采用挖掘机沿止水帷幕中心线采用T R D法开挖沟槽至原土深度,如清除浅层残积土、石块等障碍物,并根据开挖深度适当填筑素土。沟槽开挖宽度为1.2m,深度为1.2m。
3.3导墙施工
导墙采用现浇钢筋混凝土结构,采用倒“l”形。导墙制作完成后,在导墙内设置两根圆木或钢筋混凝土支架。导墙中心点由全站仪放出,用钢筋和喷漆在路面上做标记。根据标记,导墙的大致范围撒在路面上。在样板沟前后两侧的中心位置做成木桩,再用全站仪准确放出导墙中心位置,并在木桩上用水泥钉标记,然后拉紧线,根据底膜的固定位置,导墙顶部应具有一定的坡度2/1000~3/1000,避免地下水流入导墙,影响泥浆质量。
3.4安装切割箱
先用挖掘机沿止水帷幕中心线开挖深约3~5m、长2m、宽1m的沟槽。用吊车将切割箱下放到沟槽中,然后拧紧切割箱和链条连接螺栓。钻一节切盒,拆下切割盒,连接第二节切盒。重复这些步骤,直到达到设计深度。
3.5桩机就位
打桩机的定位应在安装和下放切割箱的同时完成,注意打桩机周围的情况,并及时清除打桩机各个方向的障碍物,在平移过程中,打桩机应保持稳定并保持一定的角度以适应整个施工过程包括切割、抽出和灌浆。测斜仪应在切割箱安装完毕并降到设计深度后安装。倾斜仪是TRD施工全过程控制墙体垂直度的主要手段,安装在切割箱内部,与司机室电子显示仪表通讯。一般设计要求的垂直度控制在1/300以内。
3.6TRD工法成墙
测斜仪安装调试后,桩机与切割箱连接,进行先切割、退挖、喷混凝土的施工过程。(1) 第一次下料:通过泥浆泵将具有一定粘度和比重的膨润土泥浆注入,同时下料箱向前推进,搅拌原土层,使膨润土泥浆充填,防止塌孔,下料一段行程。本工程每片先切6M,宽900m,深70m,搭接长度50cm。(2)回挖:第一段6M切槽后,切割箱停止向前切割,回缩至该段土壤切割起点。本工程每片后退6m,约3m/H,切割到位后,通过灌浆泵进入开挖(水),切割箱反开挖,并已搭接至墙内50cm。(3)喷射混凝土墙:切割箱撤回至该段土体起点后,应更换泥浆,并通过浆液泵注入一定比例的水泥浆。此时,再次将切割箱向前推,与水泥浆混合,混合土体形成等厚的水泥土搅拌墙。水泥浆采用自动搅拌设备配制,并进行水灰比试验。后台开始供应砂浆后,初始位置搅拌2m,保证初始位置的水泥含量。喷混凝土墙时,工艺根据切割力和垂直度控制行走速度,并与背景进行浆液配比,保证水泥用量。壁面搅拌为6m,每帧约为1.5m/h。6米喷射完成后,立即撤离喷射区,继续切割,进入安全区域。
3.7置换泥浆处理技术研发
施工产生的置换泥浆比例约为130%~160%。由于掺入一定的水泥、膨润土等材料,换填泥浆处理t r d施工强度较高,可作为道路回填换填设备的材料,施工现场应根据需要设置一定容量的集水井临时存放置换泥浆,达到一定强度后统一处理。
3.8起拔切割箱
在掏槽喷墙后,在拟建路堑箱上拉区(本工程在地下连续墙施工外围,共有3个长边2个短边,故设5个上拉切箱区,在每侧上拉式切割箱具有弓形截面,以保证搭接部分的强度)注入相同比例的养护液,同时进行拉拔和灌浆,确保切割箱的补孔和有效加固。拔出切割箱,同时灌浆,保持液位平衡。采用200t履带吊将拆下的切割箱吊至指定位置。重复上述步骤,直到切割盒完全拉出。
4结论
TRD施工方法为现场搅拌施工法,施工形成的墙体为等厚连续墙,传统的多轴搅拌桩为位移施工法,施工形成的防水帷幕为柱状遮挡,前者优于后者止水、防渗。与多轴搅拌桩相比,TRD工法机不需要提升切箱,机械施工高度小于5m,可在有限高度的施工现场自由使用。目前,TRD方法的相应标准和规范相对空洞,希望业内专家能及时填补这一空白,为TRD方法的进一步推广打下坚实的基础。
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