TRD等厚水泥土地下连续墙施工工法

PAGE1PAGETRD等厚水泥土地下连续墙施工工法1前言1.1随着城市地下空间得开发和利用，超大、超深基坑越来越多的出现在各类建设工程中，但是超深基坑围护施工技术方面的难题日益突出，尤其是基坑围护止水问题。为克服超深基坑止水难的问题，一种新型的基坑止水帷幕施工工艺——“TRD等厚水泥土地下连续墙”被引进国内并予应用。TRD等厚水泥土地下连续墙施工技术相对于传统的基坑支护技术而言有，有适用地层范围更广、施工深度更深、施工更安全等优势，施工最大深度可达60m，能够适用于复杂的底层条件可以克服超深基坑止水难的难题。1.2本文通过TRD等厚水泥土地下连续墙施工技术的应用在某市井筒式超深基坑支护中应用，积累了一定的施工经验，在此基础上编制形成了本工法，最后结合本工程的应用实例，综合分析TRD等厚水泥土地下连续墙施工技术所产生的经济效益和社会效益，将所积累的施工经验进行介绍，以供公司后续类似项目施工参考。2工法特点2.1稳定性好，与传统工法比较，机械的高度和深度没有关联（机器高度约10m），稳定性高、通过性好。侧翻事故为“0”，施工过程中切割箱插在地下不会发生倾倒，并适用于高度有限制的场所。2.2成墙品质均一，连续性刀锯向垂直方向一次性的挖掘、混合搅拌及横向推进，在复杂地层也可以保证均一质量的地下连续墙。2.3施工精度高，与传统工法相比，施工精度受深度影响很小。通过施工管理系统，实时监测切削箱体各深度X、Y方向数据，实时操纵调节，确保成墙精度。2.4成墙质量好，与传统工法相比，搅拌更均匀，连续性施工，不存在咬合不良，确保墙体连续性和高止水性。成墙连续、等厚度，可成墙厚度为450mm～850mm，是真正意义上的“墙”而不是“篱笆”。2.5止水性能强，切割箱连续横向搅拌混合，可得到没有接口的连续墙，且墙体各处等厚度，具备良好的止水性能。2.6与传统工法比，噪音小，振动小。2.7适应性强，不仅适用于N值小于100击得软土地层，还可以在直径不小于100mm得卵石层、泥岩、强风化、砂层、粉砂层、粘土层等地层施工。2.8施工深度大，最深可达60m。3适用范围本工法适用于建筑、高速公路、地铁等深基坑止水帷幕工程，水利堤坝护岸及止水工程。4施工原理4.1TRD工法首先通过动力箱液压马达驱动链锯式切割箱，分段连接钻至预定深度，将链锯型切削刀具插入地基，掘削至墙体设计深度，然后在切割箱底部注入固化液，使其与原位土体强制混合搅拌，并持续横向掘削、搅拌，水平推进，构筑成高品质的水泥土搅拌连续墙。4.2根据施工深度、地层情况以及止水要求，TRD工法施工可分为一步施工法、两步施工法、三步施工法3种施工工艺。一步施工法即开挖、建造（混合、搅拌）通过单向一步施工完成，两步施工法即开挖、建造（混合、搅拌）通过往返两步施工完成，三步施工法即开挖。横向回位。建造（混合、搅拌）通过往返往3步完成。一步施工法在切割、搅拌土体的过程中同时注入切割液和固化液；两步成墙法即第一步横向前进注入切割液，然后反向回切并注入固化液；三步成墙法中第一步横向切割时注入固化液切割，一定距离后切割终止，主机回切（第二步），即向相反方向移动，移动过程中链式刀具旋转，使切割土进一步混合搅拌，此工况可根据土层性质选择是否再次注入切割液；主机正向回位（第三步），通过压浆泵注入切割箱刀具底端与挖掘液混合泥浆进行混合搅拌、固化成墙。图1为三步成墙施工法流程图。1.先行挖掘1.先行挖掘2.回撤挖掘3.搭接成型部30-50cm4.成墙搅拌5.退避挖掘图1三步成墙施工法流程图。两步施工法施工的起点和终点一致，一般仅在短施工段采用，实际工程中，一般采用一步和三步施工法。三步施工法搅拌时间长、搅拌均匀，可用于土层较硬、墙体深度大、防渗求高的水泥土墙；一步成墙法直接注入固化液，易出现箱式刀具周边水泥土固化的问题，一般用于较浅的水泥土墙施工。本工法针对TRD等厚水泥土地下连续墙三步施工法进行叙述。5工艺流程及施工要点施工墙面或深度变更周期实地调查桩机就位，设置定位线机械进场场地平整、机械拼装及后台布置测量放线导向槽、预埋穴挖掘，吊放预埋箱施工墙面或深度变更周期实地调查桩机就位，设置定位线机械进场场地平整、机械拼装及后台布置测量放线导向槽、预埋穴挖掘，吊放预埋箱切割箱的自行打入挖掘工序安装测斜仪先行挖掘回撤挖掘固化搅拌成墙先行退避挖掘，切割箱养生切割箱拔出分割工序机械退场正常施工周期三循环成墙5.2施工要点（工法中应尽量减少图片，除非必须通过照片说明工序和做法范例05.2.1施工准备1）TRD水泥土地下连续墙施工前，应详细研究设计内容、设计要求、地勘报告中的地层条件以及现场环境条件；2）清理平整标高,清理现场遗留的垃圾、大块建筑障碍物及废料等。使用挖掘机对施工范围进行翻槽及清障工作，若遇到大型障碍物，要先用镐头机破碎，再用渣土车清运出场。对于翻槽及清障过程形成的沟槽，采用10%水泥土回填压实，避免施工过程中用水和泥浆使场地软化。3）施工前根据TRD工法设备重量，对施工场地进行铺设钢板等加固处理措施，钢板铺设不应少于2层，分别平行与垂直于沟槽方向铺设，确保施工场地满足机械设备地基承载力的要求；确保桩机、切割箱的垂直度。5.2.2测量放线1）导槽定位：施工前，根据设计图纸或甲方提供的坐标基准点，精确计算出试成墙中心线角点坐标，正式施工前进行TRD中心线定位，并进行复核，复核无误后方可进行导槽开挖工作。

2）施工定位：首先测量钻具中心到行走履带外边的距离，根据TRD中心线与履带外边的关系计算坐标，然后进行履带外边(定位线)的放样。3）定位复核：利用5m卷尺沿导槽方向每隔5m对辅助线与定位线之间的距离进行复核，确保放样准确。另外,施工过程中每天至少对辅助线与定位线之间的距离复核一次，防止施工中扰动放样点造成定位误差。5.2.3开挖沟槽TRD施工时需根据定位控制线开挖导向沟，用挖掘机沿成墙中心线平行方向开挖工作沟槽，沟槽宜比水泥土墙宽40～60mm，并在沟槽边设置水泥土墙定位标志。5.2.4吊放预埋箱用挖掘机开挖深度3m、长度2m、宽度约1m的预埋穴，利用吊车并将预埋箱吊放入预埋穴内，然后由TRD工法机班长指挥桩机按照定位线就位，桩机应平稳、平正。5.2.5桩机就位：当班班长统一指挥桩机就位，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现有障碍物应及时清除，移动结束后检查定位情况并及时纠正，桩机应平稳、平正。5.2.6切割箱与主机连接：用指定的履带式吊车将切割箱逐段吊放入预埋穴，利用支撑台固定。TRD主机移动至预埋穴位置连接切割箱，主机再返回预定施工位置进行切割箱自行打入挖掘工序。5.2.7安装测斜仪：切割箱自行打入到设计深度后，安装测斜仪。通过安装在切割箱内部的多段式测斜仪，可进行墙体的垂直精度管理，通常可确保1/200以内的精度。5.2.8TRD工法成墙：测斜仪安装完毕后，主机与切割箱连接。考虑到防渗要求高、墙体深度大的实际工况，采用3步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。三步成墙法第一步先行挖掘，切割箱自行打入到设计深度后，进行水平挖掘推进，推行速度为0.5～1.0m/h，当天挖掘长度控制在5～7m，并根据土层特点，每1m3搅拌土掺入120～150kg/m3钙基膨润土和6～9kg/m3纯碱（膨润土与纯碱掺量需根据实际土层确定）。施工过程中应对TF值（泥浆流动度）进行监控和调整，一般控制在16～18区间，确保墙体质量及成产效率，防止切割壁槽发生塌方，保证施工质量。第二步回撤挖掘，切割箱先行挖掘至指定后结束，回撤横移至成墙开始位置，平均回撤速度为30min/m，回撤挖掘过程中视土层性质选择是否再次注入切割液，并尽量控制挖掘排量，控制置换土比例在30%以内。第三步成墙搅拌，由于本工程地质土层存在粉土及粉砂层，为保证成墙质量，杜绝渗漏隐患，止水帷幕的采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，水泥掺量不小于25%，水灰比为1.6。成墙搅拌固化液的流动速度控制在18～22，以确保成墙的均匀性。第一步和第二步现行挖掘、回撤挖掘时被加固土体已经松动，成墙搅拌时，需要保持较快的推进速度，泵的压力及浆液流量应保持匹配，防止箱体“报死”事故发生。5.2.9水泥浆搅拌参数1）挖掘液挖掘液拌制采用钠基膨润土，每立方被搅拌土体掺入100～150kg/m3钙基膨润土，钙基膨润土需掺加一定比例的纯碱，纯碱纯度要求98%，掺加比例为15:1。2）固化液水泥掺量：每立方米土重量的25%，即每立方米土水泥掺量约450kg；水灰比：1.0～2.0，混合泥浆的比重不宜小于1.6，即每桶浆按1600kg水、1000kg水泥进行配制，水泥型号采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。5.2.10浆液流动度及比重测试现行切割步序中，通过测试挖掘液混合泥浆的流动度进行成墙品质的管理。5.2.11拔出切割箱试成墙及TRD工法止水帷幕各工作段施工结束后，利用吊车将切割箱分段拔出，设备转移至下一工作面准备施工。5.2.12搭接处施工当天成型墙体应搭接已成型墙体500～600mm，搭接区应严格控制挖掘速度，使固化液与混合泥浆充分混合、搅拌，搭接施工中必须放慢搅拌速度，保证搭接质量。5.2.13成墙转角及拔出箱体TRD遇到转角时，有外拔切割箱和内拔切割箱两种处理方案，本工程优先选择内拔处理方案，在选择上内拔切割箱体更为经济，通常情况下选择内拔施工工艺。内拔施工流程示意如下：添加图名起拔切割箱时间控制在24h之内，起吊设备采用150T履带吊车，根据现场操作空间将切割箱分为2～4节分段拔出，拔出切割箱时必须控制拔出速度和注浆量，注浆量要能够补充切割箱拔出的体积，防止因拔出速度过快引起沟槽泥浆的液面降低切割箱的前端出现真空状态，从而发生沟槽壁坍塌及水份流失等现象，进而影响成墙质量。5.2.14置换土处理：将水泥土搅拌连续墙施工过程中产生水泥土墙体积30%的废弃泥浆，泥浆统一堆放，安排泥浆转运车集中处理。6材料与设备6.1固化灰浆种类固化浆液主要有水泥、膨润土及其他外加剂组成，水泥通常采用普通硅酸盐水泥。6.2挖掘液和固化液配合6.2.1挖掘液1）挖掘液采用拌制钙基膨润土，每立方被搅拌土体掺入100~150kg/m³钙基膨润土，钙基膨润土需掺加一定比例的纯碱，纯碱纯度要求98%，掺加比例为15：1。2）挖掘液混合泥浆流动度宜控制在16~18mm。6.2.2固化液6.2.2.1根据设计要求，水泥掺入量不小于25%每立方被搅拌土体，水灰比（W/C）为1.0~2.0，现场按1600kg水、1000kg水泥拌制。6.2.2.2固化液混合泥浆流动度宜控制在18~20mm。6.2.2.3固化液混合泥浆比重宜控制在1.6~1.8t/m³。6.3、主要机具设备配置表1：(材料和设备的数量取决于工作量，建议不写具体数量)主要机具设备配置表1序号设备名称规格型号单位备注1TRD设备TRD—D台2履带吊130t台3水泥筒仓100t个5活塞式空压机W-218台11KW6泥浆泵BW-450/5台7水泥浆搅拌桶BLD5-87-YZ5台8散装水泥上料机YX3-4台9液压式挖掘机DH225-9台10水泥浆后台制作总控台OP-DB02台11电焊机ZX7-400台12水泵VN2200CF台13清洗机QL-380台14螺杆空压机LGB-10/13台7质量保证措施7.1执行标准7.1.1《GB50330建筑边坡工程技术规范》7.1.2《JGJ120建筑基坑支护技术规程》7.1.3《JGJ/T303渠式切割水泥土连续墙技术规程》20137.1.4《JGJ311建筑深基坑工程施工安全技术规范》20137.1.5《GB50202建筑地基基础工程施工质量验收规范》20027.2质量控制要点7.2.1原材料质量控制措施1）固化液拌制选用的水泥、外加剂等原材料的技术指标和检验项目应符合设计要求和国家现行标准的规定。检验数量：按批检查，检查方法：查产品合格证及复试报告。2）挖掘液、固化液水灰比，水泥掺量、挖掘液混合泥浆、固化液混合泥浆流度值应符合设计和施工工艺要求，液将不得离析。检查数量：按台班检查，每台班不得少于3次。检验方法：浆液水灰比用比重计检查，水泥掺量用计量装置检查。7.2.2成墙质量控制序检查项目允许偏差或允许值检查数量检查方法1墙底标高+30mm每切割幅切割链长度2墙中心线位置±25mm每切割幅用钢尺量3墙宽±30mm每切割幅用钢尺量4墙垂直度≤1/200每切割幅多段式倾斜仪测量7.2.3TRD等厚水泥土地下连续墙强度控制1）TRD等厚水泥土连续墙墙体强度和应符合设计要求。试验数量及方法：每独立延米墙身长度取样，用刚切割搅拌完成尚未凝固的水泥土制作试块。每台班抽查1延米墙身，每延米墙身制作水泥土试块3组，采用水下养护测定28d无侧限抗压强度；2）安全等级为一级基坑工程宜结合28d龄期后钻孔取芯等方法综合判定。取芯检验数量及方法：按一个独立延米墙身取样，数量为墙身总延米的1%，且不应少于3延米。每延米取芯数量不应少于5组。每组不宜少于3件抗压强度试块。且在基坑坑底附近应设取样点。钻取墙芯应采用地质钻机和可靠的取芯钻具，钻头直径不小于Φ110。钻取桩芯得到的试块强度，宜根据芯样的情况，乘以1.2～1.3的系数。钻孔取芯完成后的孔洞应注浆填充。8安全保证措施8.1执行标准8.1.1《JGJ/T77施工企业安全生产评价标准》8.1.2《GB/T28001职业健康安全管理体系要求》8.1.3《JGJ33建筑机械使用安全技术规程》8.1.4《JGJ46-2005施工现场临时用电安全技术规范》20058.1.5《JGJ59建筑施工安全检查标准》8.2安全措施8.2.1所有参加施工的作业人员必须经安全技术操作培训合格后方可进入现场进行施工。特殊工种必须持有操作证上岗作业，严禁无证上岗作业。各工种、各工序施工前均应由施工人进行书面交底后方可进行施工作业。8.2.2专职安全员根据本工程施工特点，结合安全生产制度和有关规定，经常进行现场检查，如发现严重的不安全情况时，有权指令停止施工，并立即报告项目经理，经处理后方可继续施工。8.2.3严格执行施工现场安全生产，以及高空作业的有关规定，在对施工班组进行操作交底时，必须同时进行安全交底并做好书面记录。8.2.4施工使用的机械机具应定期检查性能状况，特别是受力工具应完整，以防因滑脱、打滑等意外造成伤人、伤己。8.2.5经常检查各种传动、升降、电器、机械系统以及吊臂、吊绳、吊钩等关键部位的安全性、牢固性，发现隐患及时消除8.2.6现场用电严格执行“一机、一闸、一漏、一箱”制度，符合JGJ46-2005规范要求。8.2.7现场TRD设备施工区域3m范围内严禁站人。8.2.8现场成墙区域范围内做好防护措施，防止施工人员滑入泥浆中。9环境保护措施9.1执行标准9.1.1《JGJ146建筑工程施工现场环境与卫生标准》9.1.2《GB12523建筑施工场界环境噪声排放标准》9.1.3《GB16889生活垃圾填埋污染控制标准》9.1.4《GB/T50905建筑工程绿色施工规范》9.2环境保护具体措施9.2.1水泥散装运输，设有除尘措施，防止对空气的污染。9.2.2每日产生的废弃泥浆液，采用泥浆罐车集中外运。9.2.3施工现场非作业区达到目测无扬尘要求。对现场易飞扬物质采取有效措施，如洒水、地面硬化、围挡、密目网覆盖、封闭等，防止扬尘产生。9.2.4在现场设置封闭式垃圾容器，施工场地垃圾实行袋装化，及时清运，对建筑垃圾进行分类，并收集现到现场封闭式垃圾站，集中运出。10效益分析10.1经济效益本文《TRD水泥土地下连续墙施工工法》在本项目的应用，在保证质量和保证基坑止水效果的前提下，加快了施工进度，节省了施工材料。相比于基坑止水施工工法，TRD水泥土地下连续墙施工工法可有效降低工程成本，节约工程造价约8%～15%，缩短施工工期20%～40%，取得直接经济效益22.86万元。10.2社会效益TRD工法为建造地下连续防渗墙提供了一种全新的施工方法，其稳定性好、成墙质量好、止水性能好、成墙深、施工效率高、节约材料、适用性广，尤其在砂、粉砂、粘土、砾石等一般土层的应用效果较为明显，可确保较高的止水性能。该工法的应用节省了工期和作业空间、噪音小、污染小，节约了资源及施工费用，直接起到了绿色环保的作用。另外，该工法在河南省的首次应用，为以后该工法的推广、应用做了铺垫，具有显著的社会作用，得到了业主、监理的一致好评。11应用实例11.1、某市公共停车场工程主体位于中医院北部广场地下，拟建项目为地下立体停车库，采用井筒式结构，采用机械式停车。车库平面为长方形，长边约30m，短边约18m，基坑周长约96m，总建筑面积为977.19㎡。场地土层，从上至