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上海前滩企业天地TRD工法应用(三种止水帷幕型式造价对比)

(2018-08-26 14:22:21)
标签:

trd工法

等厚度水泥土搅拌墙

分类: TRD工法
三种止水帷幕型式造价对比1灌注桩排桩+超深三轴水泥土搅拌墙2灌注桩排桩+TRD工法3地下连续墙

原文标题:《全封闭式TRD工法在上海地区深基坑工程中的应用》

作者:阳吉宝 董林兵 

上海市建工设计研究院有限公司


上海前滩企业天地TRD工法应用(三种止水帷幕型式造价对比)摘要

 

TRD(等厚度水泥土搅拌墙)工法为一种新的施工方法,可用作深基坑围护的止水帷幕结构,具有施工深度大、止水效果好等特点。全封闭的水泥土搅拌墙在上海前滩企业天地深基坑中 用作止水帷幕后,对墙体强度和实际止水效果进行了检测,结果证明,TRD 工法技术上可行,强度满足设计要求,实际止水效果可靠,从而减少了抽降承压水对周边环境的影响。

 

关键词  TRD工法 深基坑 止水帷幕 


1 工程概况

上海地区深基坑的止水帷幕常常采用三轴水 泥土搅拌桩,常规的三轴水泥土搅拌桩施工深度<28 m,采用超深桩机时其最大施工深度<35 m, 且深部施工质量不稳定,因此,三轴水泥土搅拌桩无法用于深度超过 35 m 的承压含水层隔断。现引进的 TRD 工法,又称等厚度水泥土搅拌墙,其最大施工深度可达 60 m,成墙厚 550~850 mm[1],可以用于深度超过 35 m 的止水帷幕。在紧密的砂层或软 岩中采用常规的三轴水泥土搅拌桩作止水帷幕,施工存在困难,而 TRD 工法不仅适用于黏性土、砂土、粒径<100 mm 的砂砾及砾石层,也适用于标贯击数达 50~60 击的密实砂层和无侧限抗压强度≤5 MPa 的软岩地层[2]


目前,TRD 工法已在上海地区软土层、天津地 区密实砂层、南昌地区砂砾层等深基坑工程中得到 成功应用,且其成墙工效高、墙体止水性能可靠,取得了显著的经济效益。TRD 工法作止水帷幕,先在上海奉贤中小企业总部大厦基坑中应用,但不是全封闭的。之后,2013 年在前滩企业天地基坑设计过程中,我们发现该区水文地质条件复杂,经对比分析,决定采用四周全封闭式 TRD 工法作为基坑止水帷幕,应用情况介绍如下。


2 止水帷幕选型


上海前滩企业天地TRD工法应用(三种止水帷幕型式造价对比)


前滩企业天地位于上海市浦东新区前滩国际商务区内,整体设置 3 层地下室,基坑面积 16 000 m2, 周长 530 m。裙楼区域基坑挖深 14.3 m,塔楼区域基 坑挖深 15.2 m。


上海前滩企业天地TRD工法应用(三种止水帷幕型式造价对比)


2.1 周边环境


前滩企业天地基坑周边环境较为宽松,仅基坑东侧济阳路高架及给水管需要重点保护。基坑边线 距离济阳路高架桥墩 51.2 m,基坑边线距离给水管 25.2 m,基坑平面及周边环境如图 1 所示。

上海前滩企业天地TRD工法应用(三种止水帷幕型式造价对比)

图1 基坑平面及周边环境(m)


2.2 地质条件

拟建场地地貌类型属滨海平原地貌,场地地质条件如图 2 所示。

 

上海前滩企业天地TRD工法应用(三种止水帷幕型式造价对比)

图2 场地地质条件

地表下 4~17 m 有较厚的淤泥质 土;19~24 m 为第52-1 层砂质粉土夹粉质黏土 (微承压含水层),初始水头埋深4.7m;27~33m为第 52-3 层粉砂(微承压含水层),初始水头埋深 4.9 m; 介于第52-1 层与第52-3 层之间的第52-2 层粉质黏 土层厚度较薄,且夹薄层粉性土,两微承压含水层 之间存在水力联系。经验算,基坑开挖时微承压水 存在突涌的可能,对基坑安全不利。基坑开挖过程 中,须采取有效的降压或封堵措施[3]。


2.3 方案比选

为了控制基坑承压水降水对济阳路高架的影响,基坑采用全隔断第52-3 层的止水帷幕,长 35 m。抽水试验报告模拟结果表明:此种工况下基坑东 侧高架桥墩因承压水降水引起的沉降很小,仅 3~5 mm,满足对周边环境保护的要求。 

根据止水帷幕长度的要求,目前有超深三轴水泥土搅拌桩、TRD 工法和地下连续墙等止水帷幕型 式可供选择,3种止水帷幕型式造价对比 如表 1 所示。

上海前滩企业天地TRD工法应用(三种止水帷幕型式造价对比)

表1 造价对比(点击图片查看大图)


由表 1 可见:

若采用超深三轴水泥土搅拌桩, 施工质量和止水效果不易保证,风险较大;

若采用地下连续墙,止水效果较好,但工程造价较高;

结合本工程的实际情况,综合考虑工程造价和止水效果,确定采用TRD工法

本次基坑围护设计中,TRD 工法墙厚 700 mm, 墙底穿过第52-3 层粉砂进入第53-1 层粉质黏土中 约 2 m。结合现场成墙试验和检测结果,水泥掺量为 25%,水灰比为 1.5。

上海前滩企业天地TRD工法应用(三种止水帷幕型式造价对比)

上海前滩企业天地TRD工法应用(三种止水帷幕型式造价对比)

上海前滩企业天地TRD工法应用(三种止水帷幕型式造价对比)

上海前滩企业天地TRD工法应用(三种止水帷幕型式造价对比)



施工现场及开挖效果



4 TRD 工法实施效果


(1)养护28d后钻孔取芯检测结果。TRD工法墙在深度方向上水泥搅拌均匀,芯样成形良好,胶结度较好。本次共对TRD工法墙上的 11 个点进行取芯,每个点取3组芯样,并进行单轴抗压强度试验,试验结果表明 11 个点上的芯样抗压强度均≥1.2 MPa,满足设计要求。


(2)从开挖暴露面来看,基坑侧壁干燥,无渗漏水现象。从止水效果来看,基坑内疏干,降水效果明显,坑外承压水位观测井无明显水位下降现象。


(3)从基坑变形情况来看,从基坑开挖到地下结构施工完成,围护墙深层最大水平位移(测斜) 50~70 mm,周边地表最大沉降 30~50 mm,高架基础最大沉降 4 mm,基坑东侧给水管最大水平位移 9 mm。围护墙及周边环境各项监测数据均在合理、可控的范围之内。


5 结束语


TRD 工法的出现,为基坑围护结构提供了一种新的选择。由于其能够有效地隔断承压含水层,从而可以大大降低基坑施工的风险。


根据 TRD 工法在前滩企业天地深基坑中的应 用效果来看,TRD 工法有效地隔断了第52-3 层微承 压含水层,从而防止坑底突涌的发生。基坑东侧的 高架基础最大沉降仅4mm,TRD 工法的使用有效地控制了高架基础的沉降。可以预见,TRD 工法在上海地区具有广阔的应用前景。


来源:上海建设科技 2015年第4期
《全封闭式TRD工法在上海地区深基坑工程中的应用》


参考文献:

[1]  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):945-950.

[2]  王卫东,邸国恩. TRD工法等厚度水泥土搅拌墙技术与工程实践[J].岩土工程学报,2010(34):628-633.

[3]  刘国彬,王卫东. 基坑工程手册(第二版)[M]. 北京:中国 建筑工业出版社,2009.

[4]  刘玉峰. TRD 工法在基坑围护工程中的应用[J]. 建设监 理,2013(4):61-63.

(收稿日期:2015-05-26) 

(如涉侵权,请回复公众号)

编辑整理:

TRD工法

      TRD工法(Trench-Cutting & Re-mixing Deep Wall Method),又称等厚度水泥土地下连续墙工法,其基本原理是利用链锯式刀具箱竖直插入地层中,然后作水平横向运动,同时由链条带动刀具作上下的回转运动,搅拌混合原土并灌入水泥浆,形成一定强度和厚度的墙。


上海前滩企业天地TRD工法应用(三种止水帷幕型式造价对比)


        TRD工法通过水平横向运动成墙,可形成没有接口的等厚连续墙体,其止水防渗效果远远优于柱列式地下连续墙和柱列式搅拌桩加固,其主要特点是环境污染小、成墙连续、表面平整、厚度一致、墙体均匀性好、防渗性能好、施工安全,与传统柱列式地下连续墙相比隔渗,经济性好。 


TRD工法适应粘性土、砂土、砂砾及砾石层等地层,在标贯击数达 50~60 击的密实砂层、无侧限抗压强度不大于5MPa的软岩中也具有良好的适用性。可广泛应用于超深隔水帷幕、型钢水泥土搅拌墙、地墙槽壁加固等领域。


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