搜索
TRD施工技术介绍上海市机械施工有限公司2013年3月上海市机械施工有限公司一、工程概况虹桥商务核心区一期08地块D13地块地理位置优越，处于虹桥商务区核心区位置，西临申滨路，南侧为建虹路，北至甬虹路，东邻申长路。本工程建设面积约270238平方米，地下建筑面积约122097平方米上海市机械施工有限公司1.工程地理位置上海市机械施工有限公司一、工程概况基坑总面积约46090m2，基坑总延长约890m，开挖深度约为17.0m。周边围护体采用灌注桩排桩围护墙结合外侧TRD工法(等厚度水泥土搅拌连续墙)止水帷幕，基坑内竖向设置三道混凝土支撑体系。灌注桩排桩围护墙外侧设置单排800mm厚TRD工法止水帷幕，采用3循环水泥土搅拌墙建造工序连续成墙，标高范围-0.5～-40.5（-45.5、-49.5），水泥掺量25%，采用P.042.5级普通硅酸盐水泥，桩长40m、45m、49m。根据设计要求，先进行一段8米长的TRD试验段，深52m，厚度为800mm，特编制此方案，通过试验段确定TRD采用三循环的挖掘成墙推进速度，成墙时间；确定挖掘液膨润土掺量、固化液水泥掺量、水泥浆液水灰比等施工参数；确定成墙质量、水泥搅拌均匀性及胶结度以及强度；确定立柱导向垂直度、搅拌墙成墙的垂直度。2.工程概述8mTRD试验段一、工程概况上海市机械施工有限公司序号土层名称相对标高（m）静探PS值Mpa粘聚力C(Kpa)内摩擦角Φ。①杂填土0~-3.3②褐黄-灰黄色粉质粘土-3.3~-4.30.691719.5③灰色淤泥质粉质粘土-4.3~-11.00.621117.5④灰色淤泥质粘土-11.0~-18.20.471112.0⑤1a灰色粘土-18.2~-22.70.701214.5⑤2灰色砂质粉土-22.7~-32.74.04531.0⑦草黄-灰色砂质粉土-32.7~-52.05.43533.5⑧2灰色粉砂-52.0~-60.012.76434.5TRD止水帷幕试验段深达52m3.工程地质概况上海市机械施工有限公司二、试验段施工情况1.设备拼装上海市机械施工有限公司二、试验段施工情况2.试验段清障施工根据设计要求，为保证TRD试验段顺利进行，确保TRD施工质量，首先对于TRD试验段施工区域进行了清障施工，先采用镐头机破除障碍物块，而后采用挖机清除破碎的障碍物及碎石等杂物，并及时外运。清障完毕后，为了保证后续试验段施工质量，确保TRD设备稳定性及成墙垂直度，对清障区域采用10%的水泥土回填并压实，并铺设钢板，加强地基承载力。上海市机械施工有限公司二、试验段施工情况3.试成墙施工过程切割箱自行打入工序上海市机械施工有限公司二、试验段施工情况激光经纬仪控制墙体直线度多段式测斜仪实时监控墙体垂直度上海市机械施工有限公司二、试验段施工情况先行挖掘施工图示成墙搅拌施工图示上海市机械施工有限公司三、试验段跟踪监测情况上海市机械施工有限公司三、试验段跟踪监测情况2.监测成果分析1）地表监测点从监测数据分析，成墙施工引起的地表变形规律与预期相同，在试验段成槽与成墙阶段引起的地表变形量相对较小，变化幅度在±5.0mm内。试验段施工过程中的地表变形具体表现为：从成槽开始至成墙结束，地面处于小幅上抬中，其中上抬相对明显测点为DB2-DB4(2.2mm～4.4mm)，上抬最大值为14日上午DB2（4.4mm）；成墙结束后，地面变形处于恢复下沉中，其中成墙结束24小时内，变形恢复最快，集体出现由上抬至下沉的转变，距墙体最近的DB2变化幅度甚至达到6.4mm。成墙结束36小时后，地面变形虽略有发展，但随着时间推移，基本趋于稳定。从地表监测点与墙体距离分析，试验段主要影响测点为DB2-DB7，对应平面距离在20m左右。上海市机械施工有限公司三、试验段跟踪监测情况2）深层土体测斜从土体深层水平位移监测成果分析，成墙施工引起的土体侧移规律与预期相同，从成槽开始至成墙结束，受墙体喷浆挤压，土体深层水平位移多向远离墙体方向位移，离试验墙段距离越近，位移幅度相对越大；其中14日下午TX2位移最大值达-10.4mm，对应深度为35m；由各监测点深层水平位移所处深度分析，不同深度变形相对明显测点为TX2-TX4，位移较大值所处深度在30-50m之间，成墙结束后，深层位移变形转换为趋近试验墙段的位移恢复中，其中成墙结束24小时内，位移恢复最快，其中尤以TX2位移最明显，单日最大位移达11.1mm，对应深度为37m；土体恢复变形过程中，距试验段越近，变形恢复越大。成墙结束24小时后，位移速率放缓，变形逐步趋于稳定。上海市机械施工有限公司三、试验段跟踪监测情况3）土体分层沉降从土体分层沉降监测成果汇总表和曲线分析，成墙施工引起的土体不同深度垂直位移规律与预期相同，土体分层垂直位移在试验段成槽、成墙阶段，总体表现为上抬，其中最大值为14日HT2-10累积上抬达7.1mm；由各测点位置分布分析，离试验段越近，土体分层上抬相对明显。试验段成墙结束后，各土层总体呈现下沉，其中最大值为16日HT3-6监测点，最大累积下沉达10.2mm；从各测点恢复下沉幅度来看，离基坑越近恢复下沉幅度越大，反之越小。上海市机械施工有限公司三、试验段跟踪监测情况3.监测结论综合本次各监测项目分析结果，可得出以下结论：（1）TRD施工与常规搅拌桩施工引起的周围土体变形规律一致，均包两阶段：即挤压变形和变形恢复，但该工艺引起的土体变形数值更小，恢复更快，该规律性表现对随后即将大面积开展的TRD围护施工具有显著的指导意义。（2）土体各类变形在数值量级上均不大，对TRD正式施工期间周边环境安全有利，但亦应考虑受试验段规模限制，导致土体变形数值偏小的因素。（3）结构松散的表层巨厚杂填土的存在，较大程度上可以消散土体中瞬时增加的挤压应力，对控制周边管线和地表变形有利。上海市机械施工有限公司四、试验段检测情况1.水泥土取芯试验14d、40d取芯结果显示，14d取芯强度普遍大于0.40mpa，40d取芯强度普遍大于0.8mpa，且搅拌均匀性较好，水泥土离散性较低，整体强度较稳定。上海市机械施工有限公司四、试验段检测情况2.TRD芯样抗渗试验14d、40d的芯样渗水结果显示，14d、40d芯样抗渗系数普遍在10-6等级，同时，40d的抗渗系数离散性也较小。五、施工工艺上海市机械施工有限公司TRD工法与目前传统的单轴或多轴螺旋钻孔机所形成的柱列式水泥土地下连续墙工法不同。TRD工法首先将链锯型切削刀具插入地基，掘削至墙体设计深度，然后注入固化剂，与原位土体混合，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。TRD－Ⅲ型（标准型）施工机械图上海市机械施工有限公司TRD工法特点(1)施工深度大，理论最大深度可达60m五、施工工艺上海市机械施工有限公司(2)适应地层广，对硬质地层（硬土、砂卵砾石、软岩石等）具有良好的挖掘性能五、施工工艺上海市机械施工有限公司(3)成墙品质好，在墙体深度方向上，可保证均匀的水泥土质量，强度提高，离散性小，截水性能好五、施工工艺上海市机械施工有限公司(4)高安全性，设备高度仅10.1m，重心低，稳定性好，适用于高度有限制的场所五、施工工艺五、施工工艺上海市机械施工有限公司(5)连续成墙，接缝较少，墙体等厚，H型钢可以最佳间距设置五、施工工艺程上海市机械施工有限公司(6)成墙精度高，墙体直线度通过激光经纬仪控制，多段式随钻测斜墙体垂直精度监控装置是目前其他传统工法不可比及的五、施工工艺上海市机械施工有限公司TRD工法原理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，水平横向挖掘推进，同时在切割箱底部注入固化液，使其与原位土体强制混合搅拌，形成的等厚度水泥土搅拌墙，也可插入型钢以增加搅拌墙的刚度和强度。该工法将水泥土搅拌墙的搅拌方式由传统的垂直轴螺旋钻杆水平分层搅拌，改变为水平轴锯链式切割箱沿墙深垂直整体搅拌。上海市机械施工有限公司(1)TRD工法原理图五、施工工艺上海市机械施工有限公司(2)TRD工法配套设备及施工布置图五、施工工艺及流程上海市机械施工有限公司(3)TRD工法挖掘机构五、施工工艺上海市机械施工有限公司(4)TRD工法切割箱五、施工工艺上海市机械施工有限公司五、施工工艺(5)TRD工法挖掘刀具上海市机械施工有限公司TRD工法施工工艺：切割箱自行打入挖掘工序、水泥土搅拌墙建造工序、切割箱拔出分解工序。其中，TRD工法水泥土搅拌墙建造工序有3循环的方法和1循环的方法：3循环的方法：先行挖掘、回撤挖掘、成墙搅拌，即锯链式切割箱钻至预定深度后，首先注入挖掘液先行挖掘一段距离，然后回撤挖掘至原处，再注入固化液向前推进搅拌成墙；1循环的方法：切割箱钻至预定深度后即开始注入固化液向前推进挖掘搅拌成墙。使用3循环或1循环施工方法的判断依据是能否确保切割箱横行速度达到1.7m/h。五、施工工艺上海市机械施工有限公司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五、施工工艺上海市机械施工有限公司五、施工工艺1.开挖沟槽根据TRD工法设备重量，TRD工地止水帷幕(试成墙)中心线放样后，对施工场地进行铺设钢板等加固处理措施，确保施工场地满足机械设备对地基承载力的要求，确保桩机的稳定性。用挖掘机沿试成墙中心线平行方向开挖工作沟槽，槽宽约1.4m，沟槽深度约1.0m。上海市机械施工有限公司五、施工工艺2.吊放预埋箱用挖掘机开挖深度约4.9m、长度约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。上海市机械施工有限公司五、施工工艺3.桩机就位由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。4.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。上海市机械施工有限公司五、施工工艺5.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1/250以内的精度。上海市机械施工有限公司五、施工工艺6.TRD工法成墙测斜仪安装完毕后，主机与切割箱连接。在切割箱底部注入挖掘液预先切割土层一段距离，再回撤挖掘至原处，注入固化液使其与挖掘液混合泥浆强制混合搅拌，形成等厚水泥土搅拌连续墙，最后插入H型钢。7.置换土处理将等厚度水泥土搅拌连续墙施工过程中产生的废弃泥浆统一堆放，集中处理。8.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。1.先行挖掘2.回撤挖掘3.搭接成型部30～50cm4.成墙搅拌插入型钢5.退避挖掘6.反复操作重复第2至第5个环节上海市机械施工有限公司五、施工工艺泥浆流动度（TF值）测试图示上海市机械施工有限公司五、施工工艺TRD工法施工要点施工时应保持TRD工法桩机底盘的水平和导杆的垂直，施工前采用测量仪器进行轴线引测，使TRD工法桩机正确就位，并校验桩机立柱导向架垂直度偏差小于1/250。上海市机械施工有限公司五、施工工艺测斜仪安装完毕后，进行水泥土墙体的施工。当天成型墙体应搭接已成型墙体约30~50cm；搭接区域应严格控制挖掘速度，使固化液与混合泥浆充分混合、搅拌，搭接施工中须放慢搅拌速度，保证搭接质量。TRD工法成墙搅拌结束后或因故停待，切割箱体应远离成墙区域不少于3.4m，并注入高浓度的挖掘液进行临时退避养生操作，防止切割箱被抱死。回撤搭接部分50(cm)已成型TRD墙体后序成型的TRD墙体上海市机械施工有限公司五、施工工艺施工至转角处需将切割箱体拔除，然后重新打入后进行施工，同时为保证转角处TRD搭接质量，需两侧延伸50cm进行搭接施工。上海