TRD工法在深基坑围护止水中的应用及质量管控

乔桂军（上海市工程建设咨询监理有限公司， 上海 200433）

0 引 言

TRD 等厚水泥土搅拌墙止水帷幕是目前比较先进的地下结构施工过程中采用的止水体系，其通过与基坑围护系统的结合，在城市水位较高的情况下，可切实有效地阻断承压水。由于 TRD 工法实施完成之后为连续性墙体，且墙体品质均匀，工法所需要的相关措施及施工费用相对较少。在选用止水保护时，SMW 工法、钻孔灌注桩+高压旋喷桩、地下连续墙（以下简称“地连墙”）+RJP 工法、咬合桩施工工艺的止水效果及围护形式造价的经济指标分析，都没有 TRD 工法经济。在环境保护方面，TRD 工法也优于其他工法。笔者在上海浦东前滩 49-01 地块项目基坑围护及止水帷幕的施工监理过程中，结合 TRD 水泥土搅拌墙止水帷幕的施工监理，取得了一些关于 TRD 工法施工及质量管控方面的的经验。在此与建筑业同行一起分享。

1 TRD 简介

TRD 是等厚水泥土连续墙工法的英文缩写。在 20 世纪 90 年代中期，日本已开始将其应用于基坑围护及止水工程的施工。其施工周期短、工程造价低于地连墙和 SMW工法，加插型钢要比 SMW 工法方便，可根据设计需要的间距随意加插型钢或芯材；工艺原材料消耗少，对环境污染小，适应地层范围广，整体性强，防渗性能好；H型钢可循环使用，也是符合现行要求绿色施工的好工法。在基坑支护结构的施工中，比常用的钻孔灌注桩形式可降低造价约 15%；比钢筋混凝土地连墙形式可降低造价约35%～40%。在基坑围护及止水方面，具备阻隔地下水能力强、满足支护结构深度大的功能特点，能有效控制并减少基坑降水施工引起的地面沉降，确保基坑周边环境的安全，解决了深基坑一定范围内承压水或砾石层水泥土搅拌桩不易施工的难题。由于 TRD 工法较优于其他止水帷幕的工法，所以 TRD 工法已成为基坑支护施工的一种值得优先选择的工法。

2 TRD 工艺特点

2.1 TRD 机械形式

行走方式有履带式和步履式两种，由主机通过链条传动，切割刀安装在传动链上，一般有宽窄不一的 8 把刀头组成 1 组。其切割刀组数的多少，可根据切削土体的入土深度和整体链长确定；刀头形式有标准刀头、齿形刀头和圆锥形刀头 3 种。通过液压电动机带动链锯，以带锯式推进进行土体的竖向切割和横向推进，并完成搅拌成墙。

2.2 TRD 工法的原理

由主机液压马达驱动链锯式切割箱，分段连接钻至预定深度，竖向切割、水平横向推进。同时在切割箱底部注入挖掘液或固化液，使其与原位土体强制混合搅拌，形成等厚的水泥土地连墙，以作为止水帷幕；也可通过插入型钢或加大水泥的用量，以增加地连墙的刚度和强度，使其形成深基坑支护体系。

2.3 TRD 工法的特点

施工安全性高主机机高一般在 10 m 左右，重心低且切割刀箱埋在土体中机身不易倾覆，稳定性好。施工深度大，最深可达 60 m，墙厚可达 850 mm。刀具采用坚硬耐磨的钨钢刀头，能适应各种地层切削、搅拌和成墙的施工，具有良好的挖掘性能。在墙体深度方向上切削成墙，水泥浆注浆口位于切割箱的底部，浆液会通过传动链及刀具的上下循环，使固化液与原土充分搅拌均匀。因此，成墙后其强度一致，离散性小，阻水性能好。墙体厚度相等连续，不像水泥土搅拌桩呈圆柱体且搭接处有截面变小的止水薄弱点，而是无缝连接，可根据需要任意设定芯材间距。施工噪音及振动小、泥浆污染面窄（机架高度低）。成墙的垂直度、水平方向直线度实时随钻测量，实现了施工全过程对 TRD 工法墙体的自动控制。这是其他传统工法无法比拟的优点。

3 TRD 工法施工工艺及工序循环

3.1 TRD 工法施工工艺

（1）开挖沟槽，定位放线。挖机开挖施工沟槽，沟槽宽度和深度为 0.8 m～1 m，以利于成墙过程中的土体置换。

（2）预埋箱设置。采用挖机开挖深度约 3 m、长度约2 m、宽度约 1 m 的预埋穴，下放预埋箱；利用吊机配合将切割箱逐节放入预埋箱内；TRD 主机平移对位后逐节连接安装切割箱、连接加长传动链，并回到原位进行切割沉箱；待切割箱全部安装完成，把切割箱沉至所需标高后，密实回填预埋穴。

（3）桩机就位。在施工场地一侧架设全站仪，调整桩机的位置，由当班班长统一指挥桩机就位。移动前看清上、下、左、右的情况，发现有障碍物应及时清除。移动结束后校正定位位置，要求场地应保证平整，桩机应垂直平稳。

（4）切割箱与主机连接。用指定的履带式吊车将切割箱逐节放入预埋穴。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。

（5）安装测斜仪。在主机与切割箱连接完成，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控制，确保1/250 的控制精度。

（6）TRD 工法成墙。测斜仪安装完毕，检测成墙的垂直度符合要求后，在切割箱底部注入挖掘液或固化液，使其与原位土体强制混合搅拌，形成等厚的水泥土地连墙。

（7）置换土处理。在 TRD 成墙设备推进的前端约5 m 处，将 TRD 工法施工过程中产生的废弃泥浆统一堆放，集中处理（不宜在后端舀浆，以避免已完工程的墙体受损）。

（8）拔出切割箱。在当前施工区段施工结束或遇到墙体转弯时，将切割箱拔出，再重新组装切割箱进行后续作业。切割箱的拔出应选择远离架空线的位置进行。

3.2 工序循环

TRD 工法的施工工序包括以下几个方面。

（1）切割箱下沉的挖掘。主机与切割箱、链锯分段连接，注入挖掘液（水或稀水泥浆）进行竖向切割，将箱底部埋到设计深度。

（2）TRD 工法三循环水泥土搅拌墙施工方法。此工法共分三个施工过程（先行挖掘、回撤挖掘、成墙搅拌）：①注入挖掘液，开始进行横向切割；②切割 5 m～8 m 后回撤到原地；③再向前切割，同时开始注入固化液并进行切割搅拌（按设计水灰比要求配置水泥浆）后进行芯材（型钢）插入。

该工法一般适用在墙体深度深、卵砾石层或有地下障碍物的工况。

（3）TRD 工法一循环水泥土搅拌墙施工方法。箱底部埋到设计深度后开始切割，机身推进时就开始注入固化液向前挖掘搅拌成墙。该工法一般使用在墙体深度较浅、土层分布均匀、无地下障碍物的工况。采用一循环的判断依据是，能否确保切割箱横向推进速度达到 1.7 m/h。

（4）设备停运及养生。当天工作量完成后，在停运设备前，再继续前行一段距离，进行原土切割并注入挖掘液，使刀具上的固化液摩擦干净；然后注入设备养生液，进行设备养生并结束当天工作。

（5）台班间接缝的处理。前后工作台班的间隔时间不宜过长，一般不宜超过 10 h。开机后先回撤到昨日成墙位置，搭接长度大于 50 cm，重新切割并注入固化液后继续推进。

（6）切割箱拔出及分解。在施工区段施工结束或遇到墙体转弯时，将切割箱提升一节箱体高度；箱体冲洗干净后由汽车吊配合移位，卸除一节切割箱，然后逐节拔出。切割箱拔出应选择远离架空线进行拆卸和分解。

（7）TRD 水泥土搅拌墙的养护。一般季节施工的 TRD水泥土搅拌墙只需常温下进行自然养护。在冬季或雨季施工时，应对已完成 TRD 水泥土搅拌墙顶面进行保温和遮盖防护，以防止墙体受冻或雨水的侵入而降低墙体的强度。

4 监理的质量管控

4.1 前期预控

（1）工程开工前，总监理工程师应按照程序性、符合性、针对性的要求，审核施工总包或经施工总包审核的专业分包单位呈报的专项施工方案。

（2）安全监理工程师应对进场的施工机械设备的型号、出厂合格证、检测报告等相关的证明材料进行审核；符合要求后签署设备报审表。

（3）审核 TRD 施工作业人员上岗证书及相关特殊作业人员操作证书。

（4）质量监理人员应及时检查进场膨润土、水泥等材料质量证明文件，并由见证人员对材料进行见证取样送检。

（5）测量监理工程师应对施工定位、测量放线、沟槽位置进行复核；符合要求后方可进行开挖。

4.2 过程监控

（1）在施工过程中，监理工程师应查验 TRD 挖掘机械的垂直度和水平度，并通过检查测斜仪的相关数据，控制墙体垂直度在 1/250 以内。

（2）每天抽查墙深偏差、墙位轴线偏差、检查刀具磨损情况不少于 2 次，以保证墙深、轴线位置和墙体厚度符合规范规定；发现质量问题，应及时要求施工单位采取有效措施落实整改。

（3）检查固化液、养生液的水灰比，浆液的黏稠度、注浆压力和注浆时间，以控制浆液质量及注浆量，保证墙体中的水泥含量满足设计要求。

（4）检查先行挖掘、回撤挖掘及成墙搅拌时间，确保拌合物的和易性和均匀性。

（5）检查前后工作台班的停机时间、成墙面的搭接位置，避免产生因长时间的停机造成墙体冷缝的形成，以及搭接位置脱节而造成渗水的问题。

（6）监督施工单位对已完墙体的养护，在冬季或雨季施工时，应对已完成的 TRD 水泥土搅拌墙顶面进行保温和遮盖防护，以防止墙体受冻或雨水的侵入而降低墙体的强度。

（7）关注施工单位定期对设备的维修和保养。

（8）及时收集施工过程资料，对施工单位上报的相关技术资料及每天完成的工作量进行核实和签认。

4.3 事后控制

（1）对完成 TRD 成墙且龄期达到规定要求的区段附近，予以重点关注；严禁进行土体开挖、打桩等产生土体扰动的施工作业，以防止墙体受损或开裂的现象发生。

（2）发现严重质量问题，应及时上报业主并采取补救措施。

（3）见证施工完成 28 d 后墙体取芯试验。

（4）及时汇总相关的施工技术资料，对施工过程资料进行整理归档。

5 结 语

当前，我国的建筑业正致力于构建可持续发展和建立资源节约型、环境友好型社会。TRD 工法的推广,为建造地下连续防渗墙提供了一种全新的施工理念。随着近年来地下空间开发的不断加快，以及深基坑施工、河流湖泊防渗堤防建设的发展，TRD 工法以其独有的优势，必将在我国的建设领域得到迅速的推广和应用。监理应及时对出现的新技术、新工艺等进行学习，不断提高监理服务水平，确保所监理工程的质量。