TRD工法在北京通州地区的应用赵欣宇

TRD工法在北京通州地区的应用赵欣宇
发布时间：2021-09-08T01:38:49.764Z 来源：《中国科技人才》2021年第14期作者：赵欣宇[导读] 随着北京城市副中心地区地下空间的开发，基坑支护以及地下水控制施工技术面临的难题日渐凸显。

北京中岩大地科技股份有限公司北京 100000摘要：随着北京城市副中心地区地下空间的开发，基坑支护以及地下水控制施工技术面临的难题日渐凸显。

尤其是北京城市副中心地区高水位密实砂层的地下水控制问题愈来愈重要。

TRD水泥土连续墙的出现可以满足深基坑工程止水的要求，截断基坑内外承压水层的水
力联系，能够控制因基坑抽水而导致的地面过度沉降，确保深基坑及周边环境的安全与稳定。

TRD工法在东南沿海、沿江软土地区应用较多，对于北方地区应用较少，特别是对于北京城市副中心地区的深厚、坚硬、密实、富水砂层中从未有过应用。

本文介绍了TRD工法以及其在北京城市副中心地区的工程应用，验证了TRD工法在北京通州地区的适用性与可靠性，对该工法在本项目的成功实施及类似条件下的工程提供了参考和借鉴。

关键词：TRD工法；止水帷幕；北京地区；坚硬砂层；
1 引言
TRD（Trench cutting Re-mixing Deep wall）工法又称等厚度水泥土连续墙技术。

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搅拌连续墙工法不同。

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连续墙。

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[1]。

由TRD工法施工完成的水泥土连续墙最大成墙深度可达到80m，垂直度偏差不大于1/250，成墙厚度范围550-850mm，墙体的均匀性好，止水效果可靠；适应地层广，不仅适用于黏土、粉质黏土等软土地层，对于粒径小于100mm的卵砾石和无侧限抗压强度小于5MPa的软岩地层同样适用[2]。

本文详细的介绍了TRD工法首次应用到北京城市副中心三大建筑及共享配套设施项目，并验证了TRD工法在北京地区的适用性及可靠性。

2 工程概况
2.1 工程项目基本概况
城市副中心剧院、首都博物馆东馆、城市副中心图书馆及城市绿心三大公共建筑共享配套设施项目位于北京市通州区小圣庙村，项目北侧为北运河，西侧为东六环，东南侧为东方化工厂旧址。

城市副中心三大建筑及共享配套设施项目共分为五个标段，我公司承揽范围为第三标段，施工内容为图书馆、共享7及预留地铁线路1的基坑支护工程、地下水控制及土方开挖工程，总开挖面积5.8万平方米，其中图书馆开挖面积3.2万平方米，基坑开挖深度大面积为6.6m，局部基坑开挖深度为15.9m；共享7开挖面积1.7万平方米，基坑开挖深度为14.1m；预留地铁线路1西侧区域开挖面积0.9万平方米，基坑开挖深度为14.1~34.0m。

2.2 工程地质概况
拟建工程根据现场勘探、原位测试及室内土工试验成果，按沉积年代、成因类型将勘察最大勘探深度（70.00m）范围内的地层，划分为人工堆积层、新近沉积层和第四纪沉积层三大类，并按地层岩性及工程特性进一步划分为12个大层及亚层，现分述如下：
表层为一般厚度0.80～3.80m的人工堆积之黏质粉土素填土、砂质粉土素填土①层，房渣土①1层及细砂素填土、粉砂素填土①2层。

人工堆积层以下为新近沉积的粉砂、细砂②层及黏质粉土、砂质粉土②1层及粉质黏土、重粉质黏土②2层及有机质黏土②3层；黏质粉土、砂质粉土③层，粉质黏土、重粉质黏土③1层、细砂、粉砂③2层及有机质黏土③3层。

新近沉积层以下为第四纪沉积的细砂、中砂④层，黏质粉土、砂质粉土④1层及黏土、重粉质黏土④2层；黏土、重粉质黏土⑤层，黏质粉土、砂质粉土⑤1层及黏土⑤2层；细砂、中砂⑥层及粉质黏土、黏质粉土⑥1层；粉质黏土、重粉质黏土⑦层，黏质粉土、砂质粉土⑦1层，细砂、中砂⑦2层及黏土⑦3层；细砂、中砂⑧层，粉质黏土、重粉质黏土⑧1层，黏质粉土、砂质粉土⑧2层及有机质黏土⑧3层；重粉质黏土、粉质黏土⑨层，黏质粉土、砂质粉土⑨1层，细砂、中砂⑨2层及黏土⑨3层；粉质黏土、重粉质黏土⑩层，黏质粉土、砂质粉土⑩1层，细砂⑩2层及黏土⑩3层；
2.3 水文地质概况
根据本工程勘察报告及水文地质勘察报告，钻孔深度范围内主要有四层地下水。

表1 地下水位情况一览表
2.4 止水帷幕设计简介
由于本工程拟建场地东南侧为东方化工厂旧址，西北侧为造纸七厂旧址，地下水局部受到化工厂、造纸厂污染，为了防止污染的地下水因基坑降水发生漂移，地下水控制方案采用超深TRD落底式止水帷幕+坑内疏干，帷幕进入⑨层粉质黏土-重粉质黏土相对隔水层1.5m以上。

我司标段止水帷幕主要设计参数为：TRD水泥土连续墙顶标高21.0m，墙底标高为-28.0m/-29.0m，深度为49m/50m。

TRD水泥土连续墙28d浆液试块无侧限抗压强度标准值不小于0.8MPa，墙体渗透系数不小于10-6 cm/sec。

本工程水泥土连续墙采用800mm厚TRD工法施工，采用3循环水泥土搅拌墙建造工序连续成墙，加固长度约为475m，固化剂采用P.O 42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺量不少于25%，墙身垂直度偏差不超过1/250，加固后土体无侧限抗压强度qu28≥0.8MPa[3]，TRD工法固化液水灰比1.0～1.3，挖掘液水灰比建议为5～20。

3 TRD工法施工
3.1 施工主要设备
主机采用中日合资的TRD-EN型机，该机电力驱动、绿色环保，步履式式底座，接地面积大，比压小，移位平稳，总功率498KW。

施工配置11节切割箱，箱体总长50.47m，切割箱锯链安装宽度500~800mm刀具呈菱形复合排列。

3.2 墙体施工
等厚度水泥土连续墙建造工序采用3循环的方式。

施工面临的主要难点是TRD设备在深厚、坚硬、密实、高承压水头砂层中施工能力的考验以及墙体质量的控制。

自2019年12月1日至2020年4月3日，历时125天，顺利完成我标段水平总延米475m的全部TRD水泥土连续墙施工，后续按着设计院要求进行全部检测项目。

通过综合评价，考虑保养维护时间，在满足材料供应，且给水供电顺畅等要求的前提下，TRD工法施工工效为5~7m/d。

4 墙体检测
4.1 浆液试块强度检测
取样要求：墙身水泥土强度采用试块试验确定，建议每台班抽查1延米墙身，每延米墙身制作水泥土试块3组，每组做成3块7.07cm×7.07cm×7.07cm 的标准试块，采用水下养护然后测定28d无侧限抗压强度。

试块抗压结果：经检测单位检测，TRD水泥土连续墙的试块强度均在1.1MPa以上，最大强度达6.2MPa，满足设计要求的28天浆液试块无侧限抗压强度标准值不小于0.8MPa的要求。

4.2 钻孔取芯强度检测
对TRD水泥土连续墙墙体进行通长深度的钻孔取芯，目的是检测墙体的完整性及墙体强度，评价芯样的颜色、形状、密实度、水泥土搅拌均匀性、水泥含量以及胶结度等。

钻孔要求：取芯位置沿TRD水泥土连续墙每50延米取1个钻芯点，取芯深度不小于成墙深度以下0.5m。

取芯孔置于水泥土连续墙中心线上，且正式钻孔取芯前，必须将墙顶开挖暴露，以确保取芯孔位置定位准确。

检测结果：经第三方检测单位钻芯取样，我标段全部取芯数量为10个，每个孔在3/6/9/12/16/22/28/38/44/49m位置选取直径75mm，高度为75mm的圆柱形试样进行试样。

经第三方检测全部试样强度均在1.3MPa以上，最大强度达6.5MPa。

4.3 渗透性检测
基坑开挖前应检测截水帷幕的抗渗性能，墙体渗透性能应通过浆液试块或现场取芯试块的渗透试验判定。

经第三方检测单位进行现场取芯芯样的室内渗透性检测，钻孔取芯芯样28d室内渗透试验系统平均值满足设计要求。

由于TRD水泥土连续墙首次在北京地区应用，出于对工程止水效果的考虑，我司额外制作4组试块，送往检测机构检测其渗透性。

检测目的：测定水泥土连续墙试块的渗透系数。

检测数量：4组（12块）
检测结果：经第三方检测单位测定，28d水泥土连续墙试块渗透系数达到设计要求的不小于10-6 cm/sec，相关数据如下表3。

表3 试块渗透性检测数据汇总表
4.4 现场现阶段抽水情况
目前施工现场正进行基坑的开挖作业，随着疏干井的坑内疏干作用，基坑内的水位可以顺利的降低；基坑外观测井的水位基本维持不变，水位未发生下降的情况；疏干井停止抽水后，基坑内水位未上升，基坑外观测井水位未发生变化。

由此证明。

TRD水泥土连续墙隔断了基坑内外的水力联系，起到了止水的效果。

5 结论
本文介绍了TRD工法并详细论述了该工法在北京通州绿心三大建筑项目上工程设计情况、TRD工法施工状况以及墙体检测情况，证明了由TRD工法施工的止水帷幕在北京通州地区适用性较好，止水性能可靠，可为以后相似地层条件下的工程提供新的设计思路和借鉴参考，应用前景较为良好。

参考文献：
[1]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，2012，34（11）：628-633.
[2]渠式切割水泥土连续墙技术规程：JGJ/T 303--2013[S].
[3]吴国明，章兆熊，谢兆良.TRD工法在上海国际金融中心56.73m非原位成墙试验中的应用[J].岩土工程学报，2013，35（10）：815-818.。