TRD工法在深基坑工程中止水中的应用

余平，吴秀丽

（江西省地质工程（集团）公司，江苏 南京 210029）

0 引言

随着城市建设规模的不断升级，地上空间的日趋饱和，人们开始把目光转向地下寻求发展的空间，即进行城市地下空间的开发利用［1］。而地下空间的开发建设首当其冲的就是基坑工程。伴随着地下空间开发层次的不断深入，基坑工程规模越来越大，对施工技术的要求越来越高，特别是在各种复杂地质条件和水文环境下，如何合理地解决好基坑支护方面的问题，岩土工程界的学者和工程技术人员进行了不懈的努力，取得了许多新成果，积累了丰富的经验，促使新技术、新方法、新工艺不断涌现。本文比较系统地介绍了TRD工法即锯槽搅拌成地下连续墙在基坑支护中的运用，希望为今后相似工程TRD工法的设计与施工提供参考。

1 TRD工法原理及其特点

1.1 TRD工法概述

等厚度水泥土搅拌连续墙工法，又称TRD工法（Trench cutting Re－mixing Deep wall method），由日本神户制钢所1993年开发的一种利用锯链式切割箱连续施工等厚度水泥土搅拌连续墙施工技术［2－3］。

该工法在一般的砂土层中施工的最大深度已达56.7m，壁厚550～850mm，也适用于卵砾石、块石等各类地层。

1.2 TRD工法特点

①施工深度大，最大深度可达60m。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。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。④高安全性，重心低，稳定性好，适用于高度有限制的场所。⑤连续成墙，接缝较少，墙体等厚，H型钢可以最佳间距设置。⑥噪音、振动较小，噪声污染较小［3－5］。

1.2 TRD工法原理

等厚度水泥土搅拌连续墙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搅拌连续墙工法不同。等厚度水泥土搅拌连续墙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［6］。

等厚度水泥土搅拌连续墙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连续墙，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。

2 TRD工法工程应用

2.1 TRD工法施工工序

等厚度水泥土搅拌连续墙施工工艺包括：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。

水泥土搅拌墙建造采用循环的施工方法：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、松动土层一段距离，然后回撤挖掘至原处，再注入固化液向前推进搅拌成墙，具体施工工序详见图1、图2。

图1 TRD工法切割箱自行挖掘工序图

图2 TRD工法循环水泥土搅拌墙建造工序图

2.2 TRD工法循环建造工序施工流程

TRD工法形成的止水帷幕水泥掺量为25%，采用P.042.5级普通硅酸盐水泥，水灰比1.5，土体容重一般取1.8t／m3。等厚度水泥土搅拌墙建造工序采用循环的方式，即切割箱钻至设计深度后，首先通过切割箱底端注入高浓度的膨润土浆液（挖掘液）进行先行挖掘地层一段距离（8～12m）与原位土体进行初次混合搅拌，再回撤挖掘至起始点后，拌浆后台更换水泥浆液（固化液），通过压浆泵注入切割箱底端与挖掘液混合泥浆进行混合搅拌、固化成墙。

2.3 TRD工法循环建造工序流程

（1）测量放线。施工前，先根据设计图纸和业主提供的坐标基准点，精确计算出TRD工法止水帷幕（成墙）中心线角点坐标，利用测量仪器进行放样，并进行坐标数据复核，同时做好护桩。并通知相关单位进行放线复核。

（2）开挖沟槽。根据TRD工法设备重量，TRD工地止水帷幕（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。

（3）吊放预埋箱。用挖掘机开挖深度约4.9m、长度约2.0m、宽度约1.0m的预埋穴，利用吊车并将预埋箱吊放入预埋穴内。

（4）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。

（5）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。

（6）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。

（7）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。

（8）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。

（9）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。

2.4 TRD工法成墙施工参数

挖掘液拌制采用钠基膨润土，每立方被搅拌土体掺入100kg／m3膨润土，水灰比 W／B为3.3～2.0，施工过程按1000kg水、50～300kg膨润土拌制浆液。挖掘液混合泥浆流动度宜控制在160mm～240mm。固化液拌制采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，每立方被搅拌土体掺入25%的水泥，即每立方米土掺入450kg水泥；水灰比1.2～1.5，施工过程每1000kg水泥，掺1200～1500kg水拌制浆液。固化液混合泥浆流动度宜控制在150～280mm。围护墙体施工参数应根据试成墙情况，进行调整、优化，确保水泥土的抗压强度不小于设计值。

2.5 TRD工法止水帷幕施工要点

施工前利用水准仪实测场地标高，利用挖掘机进行场地平整；对于影响TRD工法成墙质量的不良地质和地下障碍物，应事先予以处理后再进行TRD工法围护墙的施工；同时应适当提高水泥掺量。

局部土层松软、低洼的区域，必须及时回填素土并用挖机分层夯实，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。

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。

切割箱自行打入时，在确保垂直精度的同时，将挖掘液的注入量控制到最小，使混合泥浆处于高浓度、高粘度状态，以便应对急剧的地层变化。

施工过程中通过安装在切割箱体内部的测斜仪，可进行墙体的垂直精度管理，墙体的垂直度不大于1／250。

测斜仪安装完毕后，进行型钢水泥土墙体的施工。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。

一段工作面施工完成后，进行拔出切割箱施工，利用TRD主机依次拔出，时间应控制在4h以内，同时在切割箱底部注入等体积的混合泥浆。

拔出切割箱时不应使孔内产生负压而造成周边地基沉降，注浆泵工作流量应根据拔切割箱的速度作调整。

加强设备的维修保养，特别是在硬质地层作业，钻具磨耗大，要准备各类备件，及时更换镶补，确保正常施工。

加强对TRD工法施工过程的监理及对成型墙体的质量检测工作，如发现质量问题应主动与业主及设计单位联系，以便及时采取补救措施，避免造成不必要的损失。

3 结论

TRD工法的出现，为我国基坑支护工程在施工方法中提供了一种新的选择。其施工适应性强，墙体在保证强度的同时具有防渗功能，在部分地区可大大降低基坑支护工程中的降低地下水工程的难度及最大限度地避免我国水资源的浪费。

在国外该工法技术已经比较成熟，在我国浙江、上海、江苏、江西及辽宁等省市在基坑支护中已经使用该工法，其具有良好的推广性与发展前景。

［1］刘国斌，王卫东.基坑工程手册［M］.第二版.北京：建筑工业出版社，2009：21－25.

［2］张瑞，郭延义，彭光磊，等.水泥加固土地下连续墙浇筑施工法（TRD工法）在深基坑工程中的应用［J］.建筑施工，2011，33（6）：442－443.

［3］王卫东，邸国恩，王向军.TRD工法构建的等厚型钢水泥土搅拌墙支护工程实践［J］.建筑结构，2012，42（5）：168－171.

［4］李星，谢兆良，李进军，等.TRD工法及其在深基坑工程中的应用［J］.地下空间与工程学报，2011，7（5）：945－950.

［5］黄成.TRD工法在基坑支护工程中的应用效果分析［J］.建筑技术，2010，41（12）：1145－1147.

［6］向鸿秋，张华.TRD工法在南昌绿地中心深基坑围护中的应用［J］.广东土木与建筑，2011，（8）：20－22.