rd工法在中钢国际广场深基坑支护中的应用

rd工法在中钢国际广场深基坑支护中的应用

1天津滨海新区中钢国际广场项目总面积39.5万平方米，其中1号塔高102.9米，24层。2号塔高58m，82层（见图1）。项目建成后将成为天津滨海新区的标志性建筑——“天津蜂巢”。本工程位于天津市滨海新区响螺湾商务区,紧邻海河,基坑面积约23470m2,周长约591m;1号塔楼区基坑深22m,2号塔楼区24m,裙楼普遍区域挖深20m。2基坑b结构分析1)拟建场地位于原塘沽区海河南岸,原为荒地,后成为取土坑,坑深约4m,后规划为响螺湾商务区用地,陆续填垫至现地坪。现拟建场地地势平坦,仅四周地势略高,地面大沽标高为2.04~1.25m。2)拟建场地30m深度范围以上主要为粉质黏土层,浅层分布较厚的(2)b淤泥质黏土层,30~60m主要为粉砂和粉细砂层。3)表层杂填土分布厚度为1~2.6m,主要由砖渣、石子、灰渣、废土等组成,其下为素填土层,厚度一般为1.4~5.3m,以软塑状态为主,由粉质黏土夹淤泥质粉质黏土、粉土组成,含少量石子、砖渣、植物根、腐烂植物、有机质等。土质结构性质差,不均匀。4)浅层(2)a粉质黏土厚度为3~6m,呈褐灰~灰色,软塑状态,砂性较大,属中压缩性土,局部夹粉土、淤泥质粉土黏土透镜体。5)(2)a粉质黏土下分布5.7~9m的(2)b淤泥质黏土,呈灰色、流塑状态,属高压缩性土,局部夹淤泥质粉质黏土、黏土透镜体。6)基坑底部以下分布深厚砂层,其埋深为33~57m,厚度22.7~26m,主要由粉砂、细砂组成,呈灰~黄灰色,密实状态,属低压缩性土。该层土中下部分分布有厚度1~3.4m粉质黏土、黏土透镜体,可塑状态,属中压缩性土。3地下水潜水温度结果分析1)场地范围内基坑工程涉及地下水有潜水、微承压水2种。2)潜水含水层位于埋深19m以上,主要由黏性土组成,隔水底板为(3),(4)粉质黏土层,勘察期间测得地下水潜水静止水位埋深为0.2~1.0m。3)微承压含水层位于埋深24~58m段,主要赋存于(5),(6)粉、细砂层,隔水顶板为(4)粉质黏土层,隔水底板为(7)粉质黏土、黏土层。该层土厚度大、补给丰富、水量大。4)(5),(6)粉、细砂层微承压含水层稳定水头水位埋深为8~9m。由于微承压含水层顶板已基本接近基坑底部,根据天津市相关规范计算表明,基坑开挖至坑底上覆土重不足以抵抗微承压水浮力,需采取承压水处理措施确保基坑工程的安全。4基金结构4.1整体规划采用护坡桩加4道混凝土内支撑支护。护坡桩外侧采用45m超深止水帷幕(见图2)。4.2不断加入基坑内本工程采用悬挂式止水帷幕(止水帷幕45m深,而承压水层位于24~58m范围内),即止水帷幕没有截断承压水层,承压水能通过止水帷幕下口源源不断涌入基坑内,设计思路并不是将承压水截断,而是靠45m深的止水帷幕来增加坑外层压水进入坑内的绕流路径,增加坑外承压水流入坑内的时间。悬挂式止水帷幕对三轴搅拌桩的施工质量提出较高要求,另外桩长达45m,桩体插入(6)层粉细砂层约10m以上,该层土质非常坚硬,标准贯入指标算术平均值达72.9击。为此引进TRD工法施工700mm厚墙体233m,三轴搅拌桩施工850mm厚墙体396m(预钻先导孔、接长钻杆)。5等厚掺土水泥地下连续外墙的施工等厚水泥土地下连续墙工法是利用切割链连续施工等厚掺土水泥地下连续墙壁的技术。在一般砂土地基中最大施工深度为56.7m,适用于有鹅卵石或大石块、琉球石灰岩等地基类型。5.1地基地基材料的应用1)通过低重心设计,与以往工法相比机械高度大幅度降低,可实现安全施工。2)可实现优质直线性、垂直性的高精度施工。3)对硬质地基(砂砾、泥岩、软岩等)的挖掘能力很强,工期缩短,可降低成本。4)由于在垂直方向上全层同时混合、搅拌,即便是原地基土质和强度有所不同的土层地基,在深度方向上也可形成强度偏差微乎其微、均匀的墙体。5)可实现全层无缝隙连续、止水性很强、高质量的墙体。6)噪声、振动较小。5.2切割箱及固化液推进TRD工法推进原理是靠驱动部分使插入地下的切割箱两侧附带的链锯进行横向挖掘,所需的横向推动力靠安装在门型框架上的汽缸来传达动力。从切割箱的前端端部注入液体(挖掘液、固化液),随着切割链条的旋转与原位置土进行混合、搅拌。推进原理如图3所示。切割箱打入地下的程序是使驱动部分上下移动从而连接下一节切割箱,最终达到设计深度的要求,具体步骤为:连接准备→开始连接,切割箱旋转于预备穴→移动→连接后将切割箱提起→移动→连接后向下切割,预备穴放置下一切割箱→使切割箱达到所定深度需重复操作3~6次。6trd劳动法的施工过程6.1表层土置换利用挖机开挖宽1200mm深、1000mm左右施工沟槽。沿墙体水平延长方向,从止水帷幕内边线往基坑内侧12m范围进行表层土置换。具体措施为:在桩机行走区域回填50cm厚拆房土,用履带式机械反复压实5次,处理后的地基承载力>166kN/m2,在沟槽两侧及桩机停留区域铺设钢板分散压力,并且保证桩机的垂直度,从而保证切割箱打入的垂直度。6.2悬挂预埋箱用挖掘机开挖深3m、长2m、宽1m的预埋穴,并将预埋箱吊入预埋穴内。6.3出资源点调整桩机位置在施工场地的一侧架设激光经纬仪,通过照射出的光束点,调整桩机位置。移动前看清各方情况,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。6.4第一节压板箱悬挂在预制孔中用指定的履带式起重机将第1节前端被动轮部分切割箱吊放入预埋穴,利用支撑台固定。6.5切割盒连接到主机TRD主机返回预埋穴位置,将切割箱与主机连接后提起,主机返回施工位置进行切割箱自行打入挖掘工序。6.6重复连接到切割盒并嵌入挖掘根据设计图纸,施工45m深TRD工法连续墙,需依次连接并自行打入13节切割箱以满足施工深度要求。6.7斜率测量切割箱自行打入到设计深度后,通过安装在切割箱内部的多层式测斜仪,进行墙体的垂直精度管理,通常精度可确保在1/250以内。6.8成墙过程质量控制测斜仪安装完毕后,主机与切割箱进行连接。切割箱自行打入过程中,从切割箱的前端端部注入挖掘液,随切割链条的旋转与原位置土进行混合搅拌,挖掘地基达到45m后,开始横向挖掘,进行成墙的先行挖掘过程,至水平延长范围后(本工程为5m),开始回撤横移,充分搅拌混合挖掘液泥浆;先行挖掘与回撤横移过程注入挖掘液。回撤横移至切割箱打入位置后,停止注入挖掘液,从切割箱前端端部开始注入固化液进行固化成墙。注浆成型搅拌至当天计划水平长度后,停止注入固化液并开始注入挖掘液,继续进行挖掘。横向挖掘及注浆过程推进速度平均约1m/h,并且以1m为单位进行过程质量控制。当天成型墙体搭接已成型墙体约50cm,施工过程中根据现场实际情况,结合图纸记录搭接位置;搭接区域严格控制挖掘速度,使固化液与混合泥浆充分混合搅拌。6.9切下箱的悬挂施工完毕后利用履带式起重机将切割箱分段拔出,并码放整齐。7固化液水泥、增黏剂的使用1)挖掘液膨润土掺量为25kg/m3,浓度为5%,每桶浆按1000kg水、50kg(1袋)膨润土配制。2)固化液水泥掺量为1m3土质量的25%,即单位土水泥掺量450kg/m3;水灰比1.5∶1配制。3)增黏剂使用当使用膨润土不能满足混合泥浆的流动性要求时,或为应对急剧变化的土层情况,防止切割箱停留在砂性土层发生抱死的现象时,才加入增黏剂。增黏剂的调配比例为单位土体一般砂质土类1.0kg/m3。8trd工法成桩工艺措施1)结合TRD工法试桩施工情况,水平每延米理论水泥用量约14.175t,试桩5m理论水泥用量为70.875t;实际施工5m水泥用量为76t。施工过程中后台拌浆人员严格按照设计参数拌制水泥浆液,并详细记录实际拌浆桶数,后台拌浆系统为计算机自动控制,只需提前根据所需水泥量输入相关参数即可达到水泥掺量要求。施工过程中通过控制挖掘速度,满足理论水泥用量要求。2)对于影响TRD工法成桩质量的不良地质和地下障碍物,应事先处理后再进行施工;同时应适当提高搅拌桩水泥掺量。3)每天对浆液的各项指标:泥浆流动度TF值、湿润密度实时监测,必要时对挖掘液和固化液的级配进行调整。挖掘液135mm≤TF≤240mm。固化液150mm≤TF≤280mm。4)TRD施工时应保持桩机底盘的水平和导杆的垂直,桩机拼装后用经纬仪校验导杆的垂直度偏差<1/250。5)拔出切割箱时不能使孔内产生负压而造成周边地基沉降。注浆泵的工作流量应根据实际挖掘速度的变化进行调整。6)桩体垂直度偏差≤1/200,桩位偏差≤50mm,桩深偏差≤50mm,成墙厚度偏差≤50mm。7)TRD工法成墙的桩身强度试块试验数量及方法为:每天制作水泥土试块2组(6块),采用水中养护,墙体抗渗系数为1.0×10-7~1.0×10-6cm/s,成型墙体28d无侧限抗压强度标准值≥0.8MPa。8)TRD工法桩身强度应采用试块试验并结合28d后钻孔取芯综合判定。钻取桩芯宜采用ue788110mm钻头,连续钻取全桩长范围内桩芯,取出的桩芯不得长时间暴露在空气中,应及时蜡封,立即送检。9trd工法大跨区施工中钢国际广场项目钻孔灌注桩外侧止水帷幕标高-