TRD等厚度水泥土搅拌墙施工关键技术研究

TRD等厚度水泥土搅拌墙施工关键技术研究

汪银广1，罗轩忠2，魏树梁3，高兴4，陈骁5

(中建四局第六建设有限公司，安徽)

摘要：TRD工法是近年来采用较多的一种新型支护型式，其优点是墙体均匀、厚度一致、止水性能较好，止水性能及连续性优于离散围护桩结构，工程造价相较于传统的地下连续墙又有明显优势，现阶段在深基坑工程实例中运用愈发普遍。本文以某项目为背景，介绍了该工法的施工要点和施工效果，可供类似项目参考。

关键词：深基坑；TRD工法；临近地铁；施工技术；止水效果

0 引言

TRD(中文名：混合搅拌壁式地下连续墙施工法作为一种近年来采用的新型基坑支护型式，目前在全国各大城市及南昌都有运用，其通过切削水泥土搅拌并插入型钢的施工原理，增加了墙体的刚度和强度，是近年来普遍运用的支护型式。TRD工法有着较为明显的优势，向较于地下连续墙，工程造价有所节省，围护结构整体刚度也较大，整体施工质量相较于SMW更容易得到保证，该工法近几年得到较快发展，国内外也有较多针对该工法的研究成果。

安国明将TRD与SMW两种支护型式进行对比研究，发现TRD墙体刚度更好、止防水效果更容易保证、墙体垂直度及连续性更好，以上指标均优于SMW桩[1]。黄成等通过在实际基坑中TRD的施工质量及效果进行分析，将TRD和SMW工法的监测数据进行比对，发现TRD围护墙体在外力作用下的变形整体性要优于SMW工法[2]。李星、谢兆良[3]等通过研究TRD工法在基坑工程中的使用状况。详细介绍了TRD的操作施工工艺、重难点等，并结合全国各地TRD的工程实例对该工法技术可行性和可靠性进行了论证。王卫东、邸国恩[4]TRD形成的等厚度水泥土搅拌墙地层适用性广、墙体均质性好、隔水性能可靠。成果详细介绍了TRD工法的承载变形特性、设计方法、施工关键技术、检测方法等。陈晨[5]在实验室内进行三轴渗透试验，得出满足基坑止水要求时TRD工法的水泥掺量和养护条件等参数，且在止水性能方面，TRD工法优于传统的SMW工法。

本文主要以杭州大会展中心项目基坑为研究背景，结合实际环境条件，开展相应研究。主要内容包括TRD等厚度水泥土搅拌墙施工关键技术和施工效果分析。

1项目简介

杭州大会展中心项目地处钱塘江新区，位于钱塘江南岸，属于近现代钱塘江江滩地貌。一期工程占地约36万㎡，区域南北长约600m，东西宽约600m；总建筑面积：64.32万㎡；地上建筑面积：42.35万㎡；地下建筑面积：21.97万㎡；由一层地下车库和8个展厅、2个登录厅、1个中央廊道（上部为4~5层钢结构）及部分室外展场组成,地下为钢筋混凝土框架结构，地上结构为大跨度钢结构。

地铁1#线隧道将21.97万㎡地下室分成南北两个区块，跨地铁上方通过1个12m宽连通道相连；登录厅及中央廊道东西向位于地铁双线隧道正上方。北区基坑规模（分为北非预留区/北预留区/北地保区）：东西向长约485m，南北向约260m；基坑开挖面积为109150㎡，支护结构延长米约1459m，开挖深度为4.9~6.4m。南区基坑规模（分为南非预留区/南预留区/南地保区）：东西向长约530m，南北向约235m；基坑开挖面积为95950㎡，支护结构延长米约1452m，开挖深度为4.9~6.4m。连通道基坑面积约580~660㎡，开挖深度约4.7m。

图1 基坑示意图

2TRD等厚度水泥土搅拌墙施工关键技术

对于运营地铁保护区范围内（50m范围内）的旁侧基坑工程，特别是严禁基坑降水的砂性土地区，紧邻地铁侧需采取“早隔离”的止水帷幕围护结构施工。南侧基坑邻地铁侧采取TRD内插型钢止水帷幕，北侧基坑邻地铁侧采取TRD+钻孔灌注桩止水帷幕[6]。

TRD施工采用3循环水泥土搅拌墙建造工序，即先行挖掘、回撤挖掘、固化搅拌成墙的施工方法，冷缝位置采用组合式全方位高压旋喷桩嵌缝。内插型钢应保证平整度和垂直度，插入前须在型钢表面涂抹减摩剂，搅拌桩制作后应立即插入H型钢，一般间隔不应超过2h，型钢定位误差不大于30mm，底部标高误差不大于20m，垂直度偏差不大于1/200，H型钢的形心转角应不大于3°。

图2 TRD施工流程

2.1TRD浆液配比设计

具体浆液配比如表1所示。

表1 TRD浆液配比

2.2TRD成墙施工技术

先行挖掘：通过注浆泵注入挖掘液，切割箱向前推进6m，挖掘切割成槽，切削速度0.025m/min，链条转速5转/min[7]。

回撤挖掘：完成一段行程成槽后，切割箱回撤至切割起始点。

搅拌成墙：切割箱调换浆液，通过压浆泵注入固化液，向前推进5m（一幅）并与挖掘液混合泥浆搅拌，形成等厚水泥土搅拌墙。幅与幅搭接不小于50cm。

对于紧邻地铁一侧的TRD施工，8h内成墙进尺应≤5m，24h内成墙进尺≤10m；对于远离地铁一侧的TRD施工，24h内成墙进尺应≤15m。

2.3 内插型钢施工技术

在TRD水泥土搅拌墙施工后2h内，完成型钢的插入，型钢在插入前需预热涂减摩剂。对于型钢插入达不到设计标高情形，采用提升H型钢，反复插入直至达到设计标高的方式，型钢垂直度偏差不得大于1/200[8]。

2.4转角处施工技术

对于TRD施工过程遇到转角问题时，可采用外拔或内拔方式。外拔即在设计墙体外侧修建1.5m的防护区域注入固化液（防护区域用以确保成型墙体的浆液均匀性），在拔出切割箱过程中注入挖掘液。内拔即先在挖掘土层及回撤过程注入挖掘液，固化成墙及从转角处回撤至拔出位置过程注入固化液。

值得注意的是，无论是内拔或外拔切割箱，为保障止水效果，每个拐角处都必须延设计墙体外侧多修建2m的保障区域。并且，拔出切割箱过程的注浆量应满足填充切割箱的体积以及控制液面的沉降量。

2.5 TRD节点施工技术

针对TRD冷缝部位、TRD转角部位、不同围护结构形式搭接部位，采用不同直径的组合式全方位高压旋喷桩进行搭接止水处理。

3施工效果分析

3.1 止水帷幕施工过程对紧邻隧道变形影响分析

以大会展南I-2区、南I-7区基坑北侧TRD施工为例，止水帷幕外边缘线至既有隧道净距约为4m-6m。其中，南I-2区基坑北侧止水帷幕形式为TRD水泥土搅拌墙内插型钢，南I-7区基坑北侧止水帷幕形式为TRD水泥土搅拌墙+钻孔灌注桩。监测对象包括道床沉降、水平位移、收敛变形等。

监测结果发现，上、下行线隧道道床累计变形最大值分别为1.5mm、1.0mm（竖向位移限值15mm）；上、下行线隧道水平位移最大值1.2mm、-1.9mm（水平位移限值15mm）；上、下行线隧道收敛变形最大值0.9mm、1.3mm（收敛变形限值15mm）。隧道累计变形量相较于变形限值较小，起到了良好的微扰动施工效果。

3.2 TRD止水帷幕施工止水效果

由此看出，对于运营地铁保护区范围内（50m范围内）的旁侧基坑工程，特别是严禁基坑降水的砂性土地区，紧邻地铁侧采取“早隔离”的TRD止水帷幕施工后，能够起到良好的止水效果。

4结论

本文以杭州大会展中心项目基坑为研究背景，结合实际环境条件，开展TRD等厚度水泥土搅拌墙施工关键技术和施工效果分析两方面的研究工作。研究表明，对于运营地铁保护区范围内（50m范围内）的旁侧基坑工程，特别是严禁基坑降水的砂性土地区，紧邻地铁侧采取“早隔离”的TRD止水帷幕施工后，不仅可以极大的减小施工对临近隧道的扰动，而且可以够起到良好的止水效果。

课题：紧邻地铁长线结构防隧道扰动关键技术研究及示范（CSCEC-KTA-2022-10）

参考文献

[1]安国明.防渗止水地下连续墙-TRD工法[J].建筑技术开发,2013,40(01):62-79.

[2]黄成.TRD工法在基坑支护工程中的应用效果分析[J].建筑技术,2010,41(12):1145-1147.

[3]李星,谢兆良,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(05):945-950+995.

[4] 王卫东,邸国恩.TRD工法等厚度水泥土搅拌墙技术与工程实践[J].岩土工程学报,2012,34(S1):628-633.

[5]陈晨,赵文,庞宇斌.TRD工法水泥土墙现场取芯的三轴渗透试验[J].沈阳工业大学学报, 2015,37(01): 116-120.

[6]Geng D, Dai N, Guo P, et al. Implicit numerical integration of highly nonlinear plasticity models[J]. Computers and Geotechnics, 2021, 132: 103961.

[7]Zhao X, Geng D, Cheng Z, et al. Study on the Performance of Active Embedded Steel Wire Knot Form in Silicone Graphene Composite Thermal Insulation Structure Integrated System[J]. Buildings, 2023, 13(3): 705.

[8]Zhang J, Geng D, Zhao X, et al. Impact of fully rotating steel casing bored pile on adjacent tunnels[J]. Open Geosciences, 2024, 16(1): 20220600.