引言：
隨著我國城市交通基礎設施、公共民用建築投資規模的不斷擴大，建築基坑向“大、深、複雜多變”方向發展，這對深基坑圍護結構和防水技術提出了更高要求。TRD工法作為一種新型水泥土攪拌牆工法，與三軸攪拌樁以及SMW工法等傳統工法相比，因具有工期短、造價低、汙染小、適應性廣以及性能可靠等諸多優點，展現出廣闊的應用前景。
本文主要從TRD工法的技術原理、優勢特點、工藝流程出發，系統總結分析該項技術的控制要點，隨後簡述該項技術在具體工程中的應用案例，為公司在重大工程中進一步推廣應用該項技術提供有效參考，從而實現安全經濟、質量可靠、工期節省、綠色節能的目的。
1.1 技術原理
TRD工法，亦稱為等厚度水泥土連續牆工法，其基本原理是將鏈鋸式切割箱插入地基土體中，掘削至牆體設計深度，然後注入固化劑，與原位土體攪拌混合，並持續掘削、攪拌、水平推進，從而構築成高品質等厚水泥土攪拌連續牆。為提高地下連續牆的剛度和強度，在超高層建築工程中還通過插入型鋼以滿足承重要求。其中TRD挖掘機主要由主機和刀具系統構成，橫向氣缸提供面向地盤的推力和壓力，油壓發動機等驅動系統提供切割箱刀頭切削力，由升降滑動缸、絞盤提供切割箱升降力。
TRD工法成牆原理示意圖
1.2 工法特點
與傳統的SMW工法樁使用效果和使用條件進行比較，TRD功法有以下不同：
①在施工質量上，SMW工法在垂直深度上接縫較多、水泥攪拌不夠均勻，垂直精度較低；而TRD工法成牆連續、垂直深度上牆體均勻度好、垂直度容易保證、節水性能好。
②在安全性上，SMW工法三軸攪拌樁機架較高（一般30ｍ以內），安全係數低；而TRD工法主機機身僅10ｍ，穩定性好，安全係數高。
③在使用條件上，SMW工法深度可達50ｍ，採用先鑽孔後造牆法適用於30擊以上土質，可進行轉角施工；而TRD工法深度可達60ｍ，適應地層廣，不適合轉角較多地段。
④在工期進度上，TRD工法因其成牆速度快、施工質量易控制，在節省工期上更有優勢。
1.3 工藝流程
TRD工法工藝流程包括:切割箱自行打入挖掘工序、水泥土攪拌牆建造工序、切割箱拔出分解工序。TRD 工法水泥土攪拌牆建造工序一般採用3階段循環攪拌成牆方法，即先行挖掘、回撤挖掘、成牆攪拌。在前期準備條件完成後，由主動力裝置驅動鋸鏈式切割箱，分段連接鑽至預定設計深度，並通過橫向氣缸驅動橫向挖掘推進，同時在切割箱底部注入挖掘液（水泥砂漿），使其與原位土強制攪拌混合，把不同粒度構成的地質土進行混合攪拌，在深度方向上形成強度均勻的水泥土攪拌牆體，在每段牆體間通過切割箱持續橫向攪拌實現無縫連接。
TRD工法施工工藝流程
目前TRD工法在國內大型基礎工程施工中的應用尚未普及，為推廣TRD 工法在工程人員中的認識，本文將從事前、事中、事後三階段著重探討TRD 工法在施工監理中的主要控制要點。
2.1 事前控制要點
2.1.1 查看工程地質勘察報告
為了保證深基坑止水帷幕的施工質量和施工安全，首先，監理人員在施工前應通過勘察報告等文件查明本項目基坑填土層的厚度和組成，軟土層的分佈範圍、含水量和有機質含量以及地下水的侵蝕性質等情況；然後，通過各項勘察報告及監測資料瞭解本工程的地質情況，進而確定採用TRD工法施工時對成牆質量、泥漿比重、垂直度進行監控的具體措施
2.1.2 參加設計交底及圖紙會審，明確設計意圖
在TRD工法施工前，監理應審查是否具備各項條件，包括圖紙技術文件、場地平整度、測量放線、定位等是否符合要求，水泥摻入量、試塊取樣比例是否滿足規範要求。
2.1.3 審查施工單位提交的施工組織設計及技術方案
監理人員在審核TRD工法的專項方案時，應重點審查包括TRD工法所需要的施工道路、水泥罐位置、設備後臺位置，成牆質量控制與檢測措施；鄰近地下管線和建築物的監測與保護措施等內容。監理應注意審查這些要點在專項方案中是否都明確具體，是否具有針對性，是否符合本項目的實際，並在此基礎上編制具有針對性的監理實施細則，指導相關工作。
2.1.4 攪拌牆試驗控制
施工前應進行現場試成牆實驗，確定各項技術參數，成牆工藝和步驟。可對試驗攪拌牆取芯檢測牆體完整性、牆深和28d的無側限抗壓強度，可驗證水泥摻入量和水灰比是否合理，無側限抗壓強度是否滿足設計要求。監理人員應注意將試驗施工出現的問題及時反饋給設計方，需變更時設計應出具書面文件。
開挖試成牆
2.1.5 原材料控制
監理單位在施工階段要注意檢查水泥的品種、標號是否符合設計要求；應檢查水泥出廠合格證及試驗報告是否符合要求，在施工過程中監理注意及時督促施工單位對水泥按規定進行見證取樣複試，檢查外摻劑的出廠合格證及質保書，抽查已製備的水泥漿是否沉澱、離析。當水泥土攪拌牆內插型鋼時，監理員應檢查型鋼等級、長度、規格尺寸是否滿足設計要求，在兩根型鋼焊接時，應採取坡口焊等強焊接方式，且兩型鋼必須同心焊接。
插入攪拌牆型鋼
2.2 事中控制要點
2.2.1 注漿施工控制
監理單位在壓漿階段應嚴格把控施工質量，TRD 設備回撤挖掘中應均勻注入水泥漿,注意水泥漿液不得離析，輸漿管不能堵塞，不能發生斷漿現象，更不能出現土漿夾心層。一旦發生管道堵塞情況，需立即停泵處理，設備應在原位置挖掘切削，輸漿管線解堵後切割箱在原位置繼續注漿一分鐘後，再恢復正常施工。施工過程中一旦出現冷縫，在接縫處需對成牆(長度1m)進行重新切割攪拌，確保止水效果。監理在成牆施工過程中還應控制其掘進速度，施工單位掘進速度不宜過快。對以上情況，要對注水泥漿施工出現問題、處理情況及結果做好記錄。
2.2.2 切削垂直度和牆中心線控制
在切割箱內安裝多段式傾斜儀，當反饋信息出現偏差時，可通過移動主機調整將其垂直精度控制在 1/250 以內。監理人員可抽查操作室計算機反饋監控數據，瞭解垂直度偏差及調整情況。對於牆中心線，可利用激光經緯儀監控，控制與其平行TRD工法牆體中心線的允許偏差在±50mm以內。對於以上所有情況，都需做好詳細記錄。
安裝測斜儀
2.2.3 搭接切削長度控制
攪拌牆若不是24小時連續施工或處理完事故後再次施工時，在施工間斷前完成攪拌牆體端部，應進行500 mm挖掘切削搭接施工；基坑存在多處拐角，可在拐角處採取各向兩邊外推 500 mm 進行挖掘切削的搭接施工，以確保攪拌牆體止水效果。
水平切割作業圖
2.2.4 巡視檢查
為確保成牆質量，監理在施工過程中應嚴格控制TRD三工序施工速度、攪拌液和固化液配合比、密度等技術參數，定時檢查攪拌桶的水泥用量及液麵高度，對用水量採取總量控制，並隨時監測水泥漿比重，水泥漿液應嚴格按照設計配合比配置，將水灰比控制在1.5～2.0，攪拌牆牆體水泥摻量不小於20%。
2.3 事後控制要點
2.3.1 TRD成牆質量檢查標準與要求
監理在檢查與驗收時應嚴格控制成牆質量，同時需做好實測實量記錄，具體的檢查項目和方法詳見表1。監理人員在牆體搭接時，應注意控制其搭接質量，對每次注漿停止位置應督促施工單位做好定位標記，TRD搭接尺寸應控制在300~500mm之問；在轉角施工時，監理應控制其在轉角位置需要上下升降鑽具，並控制其在搭接部位要增加註漿料，確保其完全搭接。
表一TRD成牆質量檢查標準與要求
2.3.2 TRD成牆質量管控重點
在監理單位巡視過程中，應注重對水泥漿液的配製過程、攪拌機械提升、下降及噴漿過程的巡視檢查。在旁站過程中，應監督記錄其樁號、樁長、鑽孔深度、垂直度、水泥漿液配比、注漿壓力、注漿量等情況。在平行檢驗時，還應根據合同要求，對水泥漿液比重等進行現場抽樣檢查
2.3.3 強度和抗滲強度檢測
一般根據設計要求，水泥土試塊按臺班或天數留置，故監理人員要監督水泥土取樣的位置，注意所留試塊數量需達到規範要求，需用在成牆後漿面以下1m～2m尚未初凝的混合水泥土製作試塊，以防留置試塊作假。在進行標準養護28d後，需要對試塊進行無側限抗壓強度檢測，試驗完成後及時將報告提交監理。
在牆體養護到28d後要進行鑽孔取芯，監理人員注意取芯數量不得少於設計要求，取出樁芯後應及時蠟封送檢，不得長時間暴露，其中取芯位置需由設計、甲方、監理和施工共同確定。鑽孔取芯可檢測攪拌牆均勻性，並進行強度和抗滲強度的試驗。監理要做好取芯位置和深度監督，防止隨意變換取芯位置或取芯沒達到要求的深度。
TRD 工法構建的等厚度型鋼水泥土攪拌牆圍護結構和超深止水帷幕在國內多個工程中得到成功應用，下面結合在江蘇和南昌的兩個工程實例中的應用簡述其應用情況。
3.1 江蘇蘇州國際財富廣場工程
基坑平面和剖面佈置圖
該項目基坑開挖深度達22 m，工程北側靠近地鐵隧道，東西兩側鄰近道路、市政管線，南側鄰近河流。基坑場地淺部地下水屬潛水類型，承壓水主要存於第⑦粉土夾粉砂層中， 補給來源主要為承壓水的越流及地下徑流，該層土體富水性、透水性較強。塔樓局部區域深坑基底土體不滿足抗承壓水穩定性要求，為此，本工程考慮對需進行承壓水降壓處理的深坑區域進行隔斷，目前常規的三軸水泥土攪拌樁機械的最大施工深度約為 30m，若採用加接鑽桿的超深三軸水泥土攪拌樁技術，則在遇到深厚含水粉砂層時其施工功效和隔水效果都大幅降低，因此本工程首次在蘇州地區引入了超深TRD工法。同時經測算，相比採用周邊地下連續牆隔斷承壓含水層，採用超深 TRD工法可節省工程投資約300萬元。
在止水帷幕隔斷後，觀測塔樓區域坑外承壓水水位變化，水位曲線基本平緩無變化。從而表明，深坑承壓水降水未對坑外水位產生影響，超深TＲD工法牆體有效隔斷了基坑內、外承壓水水力聯繫，避免了承壓水降水處理對地鐵隧道的影響。
坑外承壓水水位變化
3.2 南昌綠地中央廣場
基坑支護結構剖面圖
該項目位於南昌市紅谷灘中心區，基坑面積約1.4萬平方米，開挖深度15.45m~17.45m，場地內的砂層為承壓含水層，與贛江連通，水量豐富，滲透性強。下部中風化砂礫岩層為相對隔水層。由於承壓含水層分佈於基坑開挖深度範圍內，為了確保基坑安全，本工程採用TRD工法構建的等厚度水泥土攪拌牆嵌入基岩隔斷承壓水，並內插型鋼，形成等厚度型鋼水泥土攪拌牆，以同時滿足受力和隔水要求。同時在基坑豎向設置兩道鋼筋混凝土水平支撐。
在養護28d後取芯檢測，在深度方向上水泥攪拌均勻，芯樣成型良好，膠結度良好，各標高芯樣抗壓強度均滿足設計要求。從效果上看，等厚度水泥土攪拌牆牆身隔水效果良好，其與中風化岩層交界面結合較好，基坑內疏幹降水效果明顯，坑外承壓水位觀測井無明顯水位下降現象。
基坑側壁現場照片
結合蘇州國際財富廣場和南昌綠地中央廣場兩個項目，其表現出共同特點是基坑開挖深,周邊環境較複雜，對鄰近的地鐵隧道保護要求高，故都在基坑支護結構設計及承壓水控制等方面應用TRD工法來保護周邊環境，同時又較好滿足工程質量、進度、安全、造價上的要求，展現出良好的社會效益。目前，由我司提供全過程工程諮詢服務的杭州蕭山機場三期出租車蓄車樓項目在基坑維護方案上也採用了TRD工法。該項目基坑位於杭州市蕭山機場內，基坑面積約25600m²，地下室基坑深度最大為11.55m，基坑與用地紅線和管線的距離較近，南側為河道，同時，基坑底部分佈6條待建盾構隧道，本基坑工程屬於超過一定規模的危險性較大的分部分項工程。面對施工區域周邊環境複雜、項目工期緊張，故在基坑維護方案上，整體採用型鋼水泥土地下連續牆（東側地下連續牆）結合一道預應力型鋼組合支撐，基坑東側採用600厚鋼筋混凝土地下連續牆，盾構穿越範圍採用玻璃纖維鋼筋；其餘範圍採用850厚TRD水泥土地下連續牆內插型鋼。複雜的現場施工要求對現場基坑開挖過程中變形控制提出更高要求，而其中TRD工法的應用將會助力項目更好運行。
基坑圍護平面圖
隨著我司承接大量高精尖大型項目，地下基坑規模面臨向“大、深、緊、複雜多變”發展的現狀，深基坑圍護技術面臨難題日益凸顯，TRD工法為建造地下連續防滲牆提供了一種全新可靠途徑。其在技術上展現出適用範圍廣、成牆深、成牆質量高、安全可靠，在控制項目進度上表現出施工效率高、工期短，在成本控制上具有造價合理等優點，已然表現出良好的應用效益和廣闊的應用前景。
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作者：五洲管理技術研發中心
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