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水泥加固土地下連續墻(TRD工法)施工技術

發布日期:2020-05-18 09:24:08 瀏覽量:522
隨著城市化的不斷推進,土地資源的日益稀少與成本的飆升,促使了人們不得不最大限度地利用地下空間,而地下空間的科學、安全與合理利用,基坑支護將起到重要的作用,而其造價占工程的建設成本的比例也隨著深度、地質及周圍環境等發生變化,且變化巨大。目前行業內的深基坑支護普遍使用鋼筋混凝土地下連續墻、鉆孔灌注樁+水泥攪拌樁止水帷幕、SMW工法樁支護體系以及水泥加固土地下連續墻(TRD工法)支護等技術,由于這些支護體系技術無論是理論上還是實戰性,其安全性、成熟性的優越表現越來越得到行業內的認可,使用范圍也擴大到房屋建筑、交通、水利、電力等工程領域。

水泥加固土地下連續墻澆筑施工法(TRD,Trench cutting Re-mixing Deep wall method工法)最早于上世紀90年代在日本研究成功,我國則于本世紀初引進,先后在上海、杭州等地開始推廣,因其適用于在各類土層和砂礫石層中,可以應用在各類建筑工程、地下工程、護岸工程、大壩、堤防的基礎加固、防滲處理等方面具有其它支護體系不可取代的特點而越來越得到了廣泛的應用,本公司監理的杭州轉塘某工程的支護體系就是成功應用了水泥加固土地下連續墻澆筑施工法(TRD工法)技術的其中之一,根據筆者對TRD工法技術的理解,結合該工程的監理實踐,現將TRD工法技術做一些介紹,供大家參考。

01

TRD工法技術的工作原理與特點

  1.1 TRD工法技術的工作原理
  TRD工法技術是以鏈鋸式刀具為主要機具,利用可連接、拆卸的鏈鋸式刀具箱豎直插入到預定土層,然后沿水平方向移動切割、攪拌。鏈條帶動刀具上、下回轉運動,在地下挖出窄而深的溝槽,同時注入水泥漿,形成真正意義上的地下連續墻。然后根據需要在水泥土硬結前按照設計間距插入H型鋼作為應力加強材料,待水泥土硬結后形成一道具有一定剛度和強度的型鋼水泥土復合擋土墻或只進行止水,然后在水泥土墻內側再施工支護樁進行側壓力的支護,基坑內側可用鋼管或鋼筋混凝土梁支撐,形成整體的基坑支護體系。

圖1 TRD工法樁設備及構成

  1.2 TRD工法的特點
  TRD工法的主要特點如下:
  1.2.1施工過程中穩定性高,不會發生側翻事故。由于TRD工法施工過程中,鏈鋸式刀具箱始終豎直插入地層中,設備高度僅10m左右,重心低,穩定性好,適用于高度有限制的場所,故具有穩定性高、通過性好,不會發生傾倒。

圖2 TRD設備施工狀況

  1.2.2 成墻質量好,施工效率高。與傳統工法相比,攪拌更均勻,保證連續性施工, 不存在咬合不良, 確保墻體高連續性和高止水性。成墻連續、等厚度,是真正意義上的“墻”而絕不是“籬笆”,可在任意間隔插入H型鋼等芯材,可節省施工材料,提高施工效率。

圖3 與傳統工藝比較

  1.2.3 施工精度高。由于機械本身配備有自動施工精度監測與糾偏系統,在施工過程中可以通過施工管理系統,實時監測切削箱體各深度X、Y方向數據,實時操縱調節,且施工精度不受深度影響,從而保證了成墻的精度。


圖4 實時監測儀  

  1.2.4 適應性強。與傳統工法比較,由于其鏈鋸刀頭可以根據土層的強度、硬度等進行調換,使其對地質的適應能力更強,可以適用于N值100擊以內的土層,還可在粒徑小于100mm的卵礫石層和無側限抗壓強度不大于5MPa的軟巖層中施工。
  1.2.5 成墻品質均勻。在墻體深度方向上,水泥土攪拌均勻,水泥土的強度離散性小,強度提高。


02

TRD工法的施工工藝

TRD工法施工三步施工法:

第一步橫向前行時注入切割液切割,一定距離后切割終止;主機反向回切(第二步),即向相反方向移動;移動過程中鏈式刀具旋轉,使切割土進一步混合攪拌,此工況可根據土層性質選擇是否再次注入切割液;主機正向回位(第三步),箱式刀具底端注入固化液,使切割土與固化液混合攪拌。


圖5 TRD攪拌樁墻施工工藝流程圖
  2.1測量放樣
  根據坐標基點,按設計圖放出樁位,并設臨時控制樁,填好技術復核單,提請驗收。
  2.2 開挖溝槽,設置定位鋼板
  導槽主要起定位和導向的作用,是控制TRD工法樁墻垂直度偏差的關鍵。一般施工中垂直度偏差控制在5‰以內,為確保攪拌樁及型鋼能準確定位,施工時,先制作導墻,再進行TRD樁施工。導墻溝槽開挖過程中,將基坑圍護內邊作為控制線,采用挖掘機開挖,并清除地下障礙物,開挖溝槽余土及時處理。

圖6開挖溝槽,設置定位鋼板

2.3吊放預埋箱

用挖掘機開挖深度約3m、長度約2m、寬度約1m的預埋穴,并將預埋箱吊放入預埋穴內。

圖7 吊放預埋箱

2.4 TRD主機架設、與切割箱連接

通過激光經緯儀調整好主機的位置,應保證機器平穩、平正,將切割箱逐段吊放入預埋穴,移動TRD主機至預埋穴位置與切割箱連接,主機再返回預定施工位置進行切割箱自行打入挖掘工序。

圖8 與切割箱連接

2.5 安裝測斜儀

切割箱自行打入到設計深度后,安裝測斜儀。通過安裝在切割箱內部的多段式測斜儀,可進行墻體的垂直精度管理,通常可確保1/250以內的精度。
  2.6 TRD工法成墻

當測斜儀安裝完畢,主機與切割箱連接試車合格后,按照設計要求,拌制水泥漿液,送漿至回旋刀鏈鋸端頭,在回旋刀鏈鋸切割土體的同時將噴出的水泥漿液與土體攪拌混合,從而形成等厚水泥土地下連續墻。按照切割箱前行的速度是否達到一定值進行分類,主要有:
  2.6.1 一循環的方法:將切割箱鉆至預定的設計深度后,直接開始注入固化液,同時向前推進挖掘攪拌成墻的施工方法。
  2.6.2 三循環的方法:先行挖掘、回撤挖掘、成墻攪拌,即將鋸鏈式切割箱鉆至預定的設計深度后,同時注入挖掘液,先行挖掘一段距離,然后挖掘返回至開始處,再注入固化液向前推進而攪拌成墻的方法;
  2.7 插入H型鋼

H型鋼按照設計要求選擇使用,為了便于重復使用與吊裝,在距型鋼頂端處中心出開圓孔,孔徑約為8㎝,并在此處型鋼兩面加焊厚≥12㎜的加強板,加強板尺寸一般為400㎜×300㎜,其中心的開孔應與型鋼上的孔同軸線。若所需的H型鋼長度不夠,可以進行對焊,但焊縫應與型鋼截面一致,質量符合相關要求。一般在地下結構完成后,其支護結構中的H型鋼一般應予拔出回收,故在H型鋼使用前必須涂刷減摩劑,以利拔出。
  2.8 拔出切割箱

在當前施工區段施工結束時,將切割箱拔出,再重新組裝切割箱進行后續的作業。切割箱的拔出應選擇遠離架空線的位置進行。



03

TRD工法施工技術要點



3.1 根據建設單位提供的坐標基準點和水準點,做好每段墻體的軸線位置及高程的復測工作,并做好相應的穩固標志。

3.2 根據工程的地質勘察報告及周邊管線布置狀況,在施工前,應對不良地質、障礙物及市政管線等早做預案、早做處理,以保證TRD工法樁的施工質量。
  3.3 要處理好清除障礙物位置土體質量,必須及時回填素土并用挖機分層夯實,施工前根據TRD工法設備重量,對施工場地進行鋪設鋼板等加固處理措施,確保樁機的垂直度,確保切割箱的垂直度。
  3.3 為保證TRD樁墻的垂直度,導槽的施工質量必須得到保證,同時在TRD機械安裝與調試時,應確保其底盤的水平和導桿的垂直度滿足要求。并根據TRD工法圍護墻設計所要求的深度安裝切割箱的數量與長度的配備,通過分段續接切割箱掘削至設計深度。
  3.4 在施工過程中,應通過安裝在切割箱體內部的多段式隨鉆測斜儀,實時監測墻體的垂直度,發現超差應及時停機處理,等處理好再進行施工。
  3.5 進場水泥應按照規定完成檢測與報審工作,嚴格按照設計要求的配合比做好水泥漿的攪拌工作,對相鄰兩幅TRD墻體的搭接宜不小于50cm,并嚴格控制搭接區域的推進速度,使固化液與混合泥漿充分混合攪拌。圖示如下:

圖10 相鄰兩幅墻體之間的搭接
  3.6 施工完畢拔出切割箱時應注意拔出速度,不應使孔內產生負壓而造成周邊地基沉降,注漿泵工作流量應根據拔切割箱的速度作調整。
  3.7 做好TRD工法樁墻施工過程中的施工記錄與質量檢測工作,便于追蹤,施工過程中如發現異常問題除了留下相應的影像資料外,尚應主動與相關單位報告,以便及時采取補救措施,避免造成不必要的損失。
圖11 開挖后的實景


04

結語

由于TRD工法施工時不擾動鄰近土體,不會導致鄰近地面下沉、房屋傾斜、道路裂損及地下設施移位等危害的優點,可使水泥系強化劑與土得到充分攪拌,墻體全長無接縫,從而使它與傳統的連續墻具有更可靠的止水性,垂直精度高、廢棄污泥量少、適用于任何地質、可縮短工期、噪音低、振動小、可緊鄰建筑施工、施工深度長、施工簡便、品質容易保證、成本較低等優點在現代工程圍護施工中被廣泛采用。




文章來源: 永年加固公司
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