胡 琦 何品品 劉雨冰

(1.浙江工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院，浙江 杭州 310012; 2.東通巖土科技股份有限公司，浙江 杭州 310020)

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

杭州市某工程位于江干區(qū)新塘社區(qū)嚴(yán)家弄，新塘路以西，新苑路以東，嚴(yán)家弄路以南，景芳四區(qū)以北。項(xiàng)目用地面積9 895.0 m2，總建筑面積約41 261.9 m2。擬建建筑分為1號(hào)～5號(hào)樓，1號(hào)樓為配套公建和物業(yè)經(jīng)營(yíng)用房及消控中心,層高1層～3層，單柱最大荷載2 800 kN；2號(hào)樓為20層的高層住宅樓，3號(hào)、4號(hào)樓為2幢18層住宅樓，單柱最大荷載10 000 kN；5號(hào)樓為配套公建和物管用房等，層高1層～3層，單柱最大荷載3 400 kN。全場(chǎng)下設(shè)2層地下室，擬建建筑設(shè)計(jì)室內(nèi)±0.00為1985國(guó)家高程6.75 m～7.05 m，基坑自±0.00向下開挖深度約為9.40 m，地下室底板標(biāo)高為-2.50 m左右。

該建設(shè)工程有以下特點(diǎn)：

1)本工程基坑周邊環(huán)境西、北兩側(cè)為已建道路，東側(cè)距用地紅線較近，南側(cè)靠近居民房，不具備放坡條件，為避免施工擾動(dòng)對(duì)周邊環(huán)境的影響，建設(shè)工程對(duì)于施工工藝工法有更高的要求；

2)場(chǎng)地下設(shè)2層地下室，基坑自±0.00向下開挖深度約為9.40 m，地下室底板標(biāo)高為-2.50 m左右，需大面積基坑開挖，因此自基坑開挖后，應(yīng)加強(qiáng)基坑及其周邊的檢測(cè)，確?；臃€(wěn)定和施工安全。

1.2 工程地質(zhì)條件

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，擬建場(chǎng)地上部主要為沖海積相粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土層，中部為海陸相交互沉積的粘性土層及砂礫石層，下伏基巖為白堊系泥質(zhì)粉砂巖。

根據(jù)外業(yè)勘探、室內(nèi)土工試驗(yàn)成果、雙橋靜力觸探線型以及場(chǎng)地土成因類型，場(chǎng)地勘探深度范圍內(nèi)巖土層可劃分為7個(gè)工程地質(zhì)層，細(xì)分為17個(gè)工程地質(zhì)亞層，影響基坑開挖的巖土層從上往下分層及其特性如下：

①雜填土：雜色，松散，層厚1.10 m～3.40 m。②-1粘質(zhì)粉土：灰黃色，稍濕～濕，稍密～中密，層厚0 m～3.40 m。②-2砂質(zhì)粉土：灰色，中密，濕，層厚5.00 m～8.20 m。②-3砂質(zhì)粉土夾粉砂：灰色，濕，中密～密實(shí)，層厚6.00 m～8.90 m。②-4砂質(zhì)粉土：灰色，濕，中密，層厚1.60 m～6.10 m。③淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：灰色，層厚7.30 m～12.00 m。④-1粉質(zhì)粘土：青灰色，層厚1.90 m～5.40 m。④-2粉質(zhì)粘土：灰黃色，層厚0.80 m～6.40 m。⑥-1粉砂：灰黃色，中密，層厚0.0 m～0.90 m。⑥-2圓礫：灰黃色，中密～密實(shí)，礫石含量約50%～55%，局部含量稍低，粒徑一般在2 cm～4 cm，層厚3.40 m～11.50 m。⑥-2夾粉砂：灰黃、黃褐色，中密，層厚0.0 m～3.90 m。⑦-1粉質(zhì)粘土：灰色、灰綠色，軟可塑，層厚0.0 m～3.50 m。⑦-2粉砂：灰色，中密～密實(shí)，層厚0.0 m～5.90 m。⑦-3圓礫：灰黃色，密實(shí)。礫石含量約60%～70%，粒徑2 cm～4 cm為主，個(gè)別達(dá)6 cm～10 cm，亞圓狀，層厚3.60 m～7.60 m。⑩-1全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖：磚紅色，硬可塑。層厚0 m～1.30 m。⑩-2強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖：磚紅色，稍硬，層厚0.00 m～2.40 m。⑩-3中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖：磚紅色，較硬，控制厚度3.30 m～7.90 m。

1.3 工程地質(zhì)條件

擬建場(chǎng)地區(qū)域內(nèi)主要分布三層地下水，上層地下水性質(zhì)屬孔隙潛水，下層地下水性質(zhì)屬孔隙承壓水和基巖裂隙水?？辈炱陂g各勘探孔終孔后24 h測(cè)得的潛水含水層的穩(wěn)定地下水位一般埋深于地表下1.20 m～2.10 m左右，水位年變幅在1.0 m～1.50 m左右，該潛水水位升降主要受大氣降水及地表水補(bǔ)給，以側(cè)向徑流、蒸發(fā)為主要排泄途徑。地下水位動(dòng)態(tài)變化隨氣候、季節(jié)性變化，受地表水影響較大，水量貧乏，水力坡度小，透水性差。承壓水賦存于下部砂土和礫石層中，承壓含水層與上部潛水含水層水力聯(lián)系微弱，承壓水受氣候影響不明顯，其主要補(bǔ)給來源為側(cè)向潛水，側(cè)向徑流緩慢。根據(jù)地下水水位長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)資料及本次在鉆孔ZK23孔中做的承壓水頭觀測(cè)，場(chǎng)地承壓含水層平均水位埋深約14.50 m，富水性相對(duì)較好，對(duì)工程降水和基礎(chǔ)抗浮無影響，對(duì)鉆孔灌注樁施工有一定影響，施工時(shí)應(yīng)引起重視，必要時(shí)采取相應(yīng)的護(hù)壁措施。總體上，承壓含水層對(duì)地基評(píng)價(jià)影響小，對(duì)本工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工影響較小。巖裂隙水主要賦存于基巖風(fēng)化、節(jié)理裂隙內(nèi)，水量一般較貧乏，場(chǎng)地下伏基巖為白堊系泥質(zhì)粉砂巖，層頂埋深一般在58.0 m左右，風(fēng)化層中泥質(zhì)含量高，滲透性較差。主要受側(cè)向補(bǔ)給和上部孔隙潛水下滲補(bǔ)給，水量微弱，徑流緩慢，埋深大，對(duì)工程影響小。

1.4 不良地質(zhì)作用

場(chǎng)地所在區(qū)域?yàn)闆_海積平原區(qū)，地形平坦，場(chǎng)地及附近無崩塌、滑坡、泥石流等山地型地質(zhì)災(zāi)害，未發(fā)現(xiàn)因巖溶、地下采空引起的地面塌陷、地裂縫地質(zhì)災(zāi)害，也沒有因過量抽取地下水引起的區(qū)域地面沉降，因此場(chǎng)地內(nèi)及附近無不良地質(zhì)作用。

本場(chǎng)地以前為住宅區(qū)，表部分布建筑垃圾，普遍留有淺基礎(chǔ)，局部遺留有樁基礎(chǔ)，對(duì)本項(xiàng)目施工存在一定的影響；無其他不利于本工程建設(shè)的地下埋藏物。

2 TRD工法介紹

2.1 工藝簡(jiǎn)介

TRD工法(Trench-Cutting Re-mixing Deep Wall Method，等厚度水泥土地下連續(xù)墻工法)是把插入地基中的鏈鋸式刀具與主機(jī)進(jìn)行連接，并橫向移動(dòng)、切割及灌注水泥漿，使水泥漿在槽內(nèi)形成對(duì)流，從而混合、攪拌和固結(jié)在原來位置上的泥土的一種施工方法。該工法源于日本，21世紀(jì)以來TRD工法迅速在美國(guó)、西歐和東南亞世界各地得到廣泛應(yīng)用，近年來國(guó)內(nèi)引進(jìn)了等厚度水泥土攪拌墻施工技術(shù)及配套設(shè)備，并已在上海、杭州、蘇州、武漢等地應(yīng)用。該工法可用作止水帷幕，也可插入型鋼以增加地連墻的剛度和強(qiáng)度作為基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。TRD工法用于止水帷幕時(shí)，其主要特點(diǎn)是成墻連續(xù)、表面平整、墻體均勻性好、止水效果佳、安全性高。由TRD 工法構(gòu)建的等厚度水泥土連續(xù)墻地層適用地層廣、隔水性能可靠其優(yōu)越的止水性能可以用于垃圾填埋場(chǎng)防止?jié)B濾液污染地下水，建造大壩防滲墻防止壩體滲透破壞。

2.2 施工工藝

渠式切割水泥土連續(xù)墻的垂直度高，墻面平整度好，通過鏈狀刀具內(nèi)安裝的多段式傾斜儀可以對(duì)墻體進(jìn)行平面內(nèi)和平面外實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以控制垂直度，從而實(shí)現(xiàn)高精度施工。圖1為渠式切割水泥土墻施工順序示意圖。

在國(guó)內(nèi)的工程實(shí)踐中該工法多采用TRD工法施工三步法：第一步橫向前行時(shí)注入切割液切割，一定距離后切割終止；第二步主機(jī)反向回切，即向相反方向移動(dòng)；移動(dòng)過程中鏈?zhǔn)降毒咝D(zhuǎn)，使切割土進(jìn)一步混合攪拌，此工況可根據(jù)土層性質(zhì)選擇是否再次注入切割液；第三步主機(jī)正向回位，箱式刀具底端注入固化液，使切割土與固化液混合攪拌。

施工主要工藝流程如下：機(jī)械組裝→放樣復(fù)核→樁機(jī)定位→打入切割箱→先行挖掘(注入切削液)→回撤挖掘→攪拌成墻(注入固化液)→插入H型鋼→拔除型鋼。

2.3 TRD工法特點(diǎn)

TRD工法樁基設(shè)備最大高度10 m，施工深度可達(dá)60 m；相比于三軸攪拌樁(SMW工法)，TRD工法是等厚的連續(xù)墻體，止水效果好(無縫、無缺陷)；相比于地連墻和灌注樁，TRD工法泥漿排放少、施工速度快(一晝夜施工10延米～20延米)、節(jié)約成本(造價(jià)降低20%～50%)。

此外，TRD工法還有以下典型特點(diǎn)：1)適用范圍廣，整機(jī)高度僅10.1 m，特別適宜架空高壓線下方等高度受限部位施工；2)超群的設(shè)備穩(wěn)定性，通過低重心設(shè)計(jì)，與其他方法相比，機(jī)械設(shè)備的高度大大降低，施工安全性提高；3)高精度施工，在水平方向和垂直方向可以進(jìn)行高精度施工；4)連續(xù)墻深度方向的品質(zhì)均一，離散性??；5)適應(yīng)地層比較廣，對(duì)硬質(zhì)地層(硬土、砂卵礫石、軟巖等)具有良好的挖掘能力；6)止水性能優(yōu)異，墻體等厚，無縫連接；7)通過角度調(diào)節(jié)，可施工斜墻；8)優(yōu)良的環(huán)保性能，節(jié)省材料。

3 基坑圍護(hù)方案及項(xiàng)目跟蹤結(jié)果

3.1 基坑圍護(hù)方案

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，基坑邊緣四側(cè)均緊鄰用地紅線，北側(cè)距離用地紅線最短凈距僅6.6 m，南側(cè)距離用地紅線最短凈距僅4.9 m，西側(cè)距離用地紅線最短凈距僅1.7 m，東側(cè)緊貼用地紅線，基坑工作面有限，周邊環(huán)境復(fù)雜，對(duì)施工技術(shù)有較高要求。

基坑支護(hù)方案如圖2所示。

3.2 TRD工法設(shè)計(jì)參數(shù)

1)TRD等厚水泥土攪拌墻可采用連續(xù)施工的渠式切割水泥土連續(xù)墻，墻厚850 mm。2)TRD水泥土攪拌墻采用P.O42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥摻量不小于25%，膨潤(rùn)土摻量不小于5%，水灰比1.0～2.0，水泥土28 d的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于1.0 MPa。3)渠式切割機(jī)主機(jī)平穩(wěn)、平正，機(jī)架垂直度偏差不大于1/250。水泥土連續(xù)墻采用三步施工法，應(yīng)根據(jù)周邊環(huán)境、土質(zhì)條件、機(jī)具功率等因素確定渠式切割的水平推進(jìn)速度和鏈狀刀具的旋轉(zhuǎn)速度，步進(jìn)距離不大于50 mm。

3.3 項(xiàng)目跟蹤結(jié)果

1)在該項(xiàng)目中，TRD水泥土墻均勻等厚成墻。作為止水帷幕，滲透系數(shù)小于3×10-7cm/s，本工程全周期中未出現(xiàn)墻體破裂漏水情況，有效起到了止水作用；

2)根據(jù)基坑內(nèi)外監(jiān)測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)統(tǒng)計(jì)，基坑變形穩(wěn)定，安全可控，基坑各項(xiàng)變形指標(biāo)均未超過規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，基坑外路面無明顯沉降，施工微擾動(dòng)對(duì)周邊環(huán)境造成影響處于正常范圍內(nèi)；

3)在節(jié)能環(huán)保要求上，相對(duì)比鋼筋混凝土鉆孔灌注樁工藝，平均節(jié)能約30%，節(jié)約成本約20%，在施工過程中實(shí)現(xiàn)了施工現(xiàn)場(chǎng)整潔，符合文明施工各項(xiàng)要求。

4 結(jié)語

隨著TRD工法在我國(guó)應(yīng)用越來越廣泛，在順應(yīng)時(shí)代綠色轉(zhuǎn)型的潮流下，由TRD工法技術(shù)構(gòu)建的等厚度水泥土攪拌墻地層適用性廣、隔水性能可靠，在深基坑工程的運(yùn)用中具有顯著的優(yōu)點(diǎn)和實(shí)用性，使得該工藝技術(shù)有望成為未來支護(hù)工程中的主流。本文詳細(xì)介紹了TRD工法的特點(diǎn)，施工工藝，并結(jié)合TRD工法在杭州市某工程項(xiàng)目的成功運(yùn)用，論證了TRD工法的先進(jìn)性和可靠性。