rd工法在中鋼國際廣場深基坑支護(hù)中的應(yīng)用

rd工法在中鋼國際廣場深基坑支護(hù)中的應(yīng)用

1天津?yàn)I海新區(qū)中鋼國際廣場項(xiàng)目總面積39.5萬平方米，其中1號塔高102.9米，24層。2號塔高58m，82層（見圖1）。項(xiàng)目建成后將成為天津?yàn)I海新區(qū)的標(biāo)志性建筑——“天津蜂巢”。本工程位于天津市濱海新區(qū)響螺灣商務(wù)區(qū),緊鄰海河,基坑面積約23470m2,周長約591m;1號塔樓區(qū)基坑深22m,2號塔樓區(qū)24m,裙樓普遍區(qū)域挖深20m。2基坑b結(jié)構(gòu)分析1)擬建場地位于原塘沽區(qū)海河南岸,原為荒地,后成為取土坑,坑深約4m,后規(guī)劃為響螺灣商務(wù)區(qū)用地,陸續(xù)填墊至現(xiàn)地坪?，F(xiàn)擬建場地地勢平坦,僅四周地勢略高,地面大沽標(biāo)高為2.04~1.25m。2)擬建場地30m深度范圍以上主要為粉質(zhì)黏土層,淺層分布較厚的(2)b淤泥質(zhì)黏土層,30~60m主要為粉砂和粉細(xì)砂層。3)表層雜填土分布厚度為1~2.6m,主要由磚渣、石子、灰渣、廢土等組成,其下為素填土層,厚度一般為1.4~5.3m,以軟塑狀態(tài)為主,由粉質(zhì)黏土夾淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉土組成,含少量石子、磚渣、植物根、腐爛植物、有機(jī)質(zhì)等。土質(zhì)結(jié)構(gòu)性質(zhì)差,不均勻。4)淺層(2)a粉質(zhì)黏土厚度為3~6m,呈褐灰~灰色,軟塑狀態(tài),砂性較大,屬中壓縮性土,局部夾粉土、淤泥質(zhì)粉土黏土透鏡體。5)(2)a粉質(zhì)黏土下分布5.7~9m的(2)b淤泥質(zhì)黏土,呈灰色、流塑狀態(tài),屬高壓縮性土,局部夾淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、黏土透鏡體。6)基坑底部以下分布深厚砂層,其埋深為33~57m,厚度22.7~26m,主要由粉砂、細(xì)砂組成,呈灰~黃灰色,密實(shí)狀態(tài),屬低壓縮性土。該層土中下部分分布有厚度1~3.4m粉質(zhì)黏土、黏土透鏡體,可塑狀態(tài),屬中壓縮性土。3地下水潛水溫度結(jié)果分析1)場地范圍內(nèi)基坑工程涉及地下水有潛水、微承壓水2種。2)潛水含水層位于埋深19m以上,主要由黏性土組成,隔水底板為(3),(4)粉質(zhì)黏土層,勘察期間測得地下水潛水靜止水位埋深為0.2~1.0m。3)微承壓含水層位于埋深24~58m段,主要賦存于(5),(6)粉、細(xì)砂層,隔水頂板為(4)粉質(zhì)黏土層,隔水底板為(7)粉質(zhì)黏土、黏土層。該層土厚度大、補(bǔ)給豐富、水量大。4)(5),(6)粉、細(xì)砂層微承壓含水層穩(wěn)定水頭水位埋深為8~9m。由于微承壓含水層頂板已基本接近基坑底部,根據(jù)天津市相關(guān)規(guī)范計(jì)算表明,基坑開挖至坑底上覆土重不足以抵抗微承壓水浮力,需采取承壓水處理措施確保基坑工程的安全。4基金結(jié)構(gòu)4.1整體規(guī)劃采用護(hù)坡樁加4道混凝土內(nèi)支撐支護(hù)。護(hù)坡樁外側(cè)采用45m超深止水帷幕(見圖2)。4.2不斷加入基坑內(nèi)本工程采用懸掛式止水帷幕(止水帷幕45m深,而承壓水層位于24~58m范圍內(nèi)),即止水帷幕沒有截?cái)喑袎核畬?承壓水能通過止水帷幕下口源源不斷涌入基坑內(nèi),設(shè)計(jì)思路并不是將承壓水截?cái)?而是靠45m深的止水帷幕來增加坑外層壓水進(jìn)入坑內(nèi)的繞流路徑,增加坑外承壓水流入坑內(nèi)的時(shí)間。懸掛式止水帷幕對三軸攪拌樁的施工質(zhì)量提出較高要求,另外樁長達(dá)45m,樁體插入(6)層粉細(xì)砂層約10m以上,該層土質(zhì)非常堅(jiān)硬,標(biāo)準(zhǔn)貫入指標(biāo)算術(shù)平均值達(dá)72.9擊。為此引進(jìn)TRD工法施工700mm厚墻體233m,三軸攪拌樁施工850mm厚墻體396m(預(yù)鉆先導(dǎo)孔、接長鉆桿)。5等厚摻土水泥地下連續(xù)外墻的施工等厚水泥土地下連續(xù)墻工法是利用切割鏈連續(xù)施工等厚摻土水泥地下連續(xù)墻壁的技術(shù)。在一般砂土地基中最大施工深度為56.7m,適用于有鵝卵石或大石塊、琉球石灰?guī)r等地基類型。5.1地基地基材料的應(yīng)用1)通過低重心設(shè)計(jì),與以往工法相比機(jī)械高度大幅度降低,可實(shí)現(xiàn)安全施工。2)可實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)直線性、垂直性的高精度施工。3)對硬質(zhì)地基(砂礫、泥巖、軟巖等)的挖掘能力很強(qiáng),工期縮短,可降低成本。4)由于在垂直方向上全層同時(shí)混合、攪拌,即便是原地基土質(zhì)和強(qiáng)度有所不同的土層地基,在深度方向上也可形成強(qiáng)度偏差微乎其微、均勻的墻體。5)可實(shí)現(xiàn)全層無縫隙連續(xù)、止水性很強(qiáng)、高質(zhì)量的墻體。6)噪聲、振動(dòng)較小。5.2切割箱及固化液推進(jìn)TRD工法推進(jìn)原理是靠驅(qū)動(dòng)部分使插入地下的切割箱兩側(cè)附帶的鏈鋸進(jìn)行橫向挖掘,所需的橫向推動(dòng)力靠安裝在門型框架上的汽缸來傳達(dá)動(dòng)力。從切割箱的前端端部注入液體(挖掘液、固化液),隨著切割鏈條的旋轉(zhuǎn)與原位置土進(jìn)行混合、攪拌。推進(jìn)原理如圖3所示。切割箱打入地下的程序是使驅(qū)動(dòng)部分上下移動(dòng)從而連接下一節(jié)切割箱,最終達(dá)到設(shè)計(jì)深度的要求,具體步驟為:連接準(zhǔn)備→開始連接,切割箱旋轉(zhuǎn)于預(yù)備穴→移動(dòng)→連接后將切割箱提起→移動(dòng)→連接后向下切割,預(yù)備穴放置下一切割箱→使切割箱達(dá)到所定深度需重復(fù)操作3~6次。6trd勞動(dòng)法的施工過程6.1表層土置換利用挖機(jī)開挖寬1200mm深、1000mm左右施工溝槽。沿墻體水平延長方向,從止水帷幕內(nèi)邊線往基坑內(nèi)側(cè)12m范圍進(jìn)行表層土置換。具體措施為:在樁機(jī)行走區(qū)域回填50cm厚拆房土,用履帶式機(jī)械反復(fù)壓實(shí)5次,處理后的地基承載力>166kN/m2,在溝槽兩側(cè)及樁機(jī)停留區(qū)域鋪設(shè)鋼板分散壓力,并且保證樁機(jī)的垂直度,從而保證切割箱打入的垂直度。6.2懸掛預(yù)埋箱用挖掘機(jī)開挖深3m、長2m、寬1m的預(yù)埋穴,并將預(yù)埋箱吊入預(yù)埋穴內(nèi)。6.3出資源點(diǎn)調(diào)整樁機(jī)位置在施工場地的一側(cè)架設(shè)激光經(jīng)緯儀,通過照射出的光束點(diǎn),調(diào)整樁機(jī)位置。移動(dòng)前看清各方情況,發(fā)現(xiàn)有障礙物應(yīng)及時(shí)清除,移動(dòng)結(jié)束后檢查定位情況并及時(shí)糾正,樁機(jī)應(yīng)平穩(wěn)、平正。6.4第一節(jié)壓板箱懸掛在預(yù)制孔中用指定的履帶式起重機(jī)將第1節(jié)前端被動(dòng)輪部分切割箱吊放入預(yù)埋穴,利用支撐臺(tái)固定。6.5切割盒連接到主機(jī)TRD主機(jī)返回預(yù)埋穴位置,將切割箱與主機(jī)連接后提起,主機(jī)返回施工位置進(jìn)行切割箱自行打入挖掘工序。6.6重復(fù)連接到切割盒并嵌入挖掘根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,施工45m深TRD工法連續(xù)墻,需依次連接并自行打入13節(jié)切割箱以滿足施工深度要求。6.7斜率測量切割箱自行打入到設(shè)計(jì)深度后,通過安裝在切割箱內(nèi)部的多層式測斜儀,進(jìn)行墻體的垂直精度管理,通常精度可確保在1/250以內(nèi)。6.8成墻過程質(zhì)量控制測斜儀安裝完畢后,主機(jī)與切割箱進(jìn)行連接。切割箱自行打入過程中,從切割箱的前端端部注入挖掘液,隨切割鏈條的旋轉(zhuǎn)與原位置土進(jìn)行混合攪拌,挖掘地基達(dá)到45m后,開始橫向挖掘,進(jìn)行成墻的先行挖掘過程,至水平延長范圍后(本工程為5m),開始回撤橫移,充分?jǐn)嚢杌旌贤诰蛞耗酀{;先行挖掘與回撤橫移過程注入挖掘液?；爻窓M移至切割箱打入位置后,停止注入挖掘液,從切割箱前端端部開始注入固化液進(jìn)行固化成墻。注漿成型攪拌至當(dāng)天計(jì)劃水平長度后,停止注入固化液并開始注入挖掘液,繼續(xù)進(jìn)行挖掘。橫向挖掘及注漿過程推進(jìn)速度平均約1m/h,并且以1m為單位進(jìn)行過程質(zhì)量控制。當(dāng)天成型墻體搭接已成型墻體約50cm,施工過程中根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,結(jié)合圖紙記錄搭接位置;搭接區(qū)域嚴(yán)格控制挖掘速度,使固化液與混合泥漿充分混合攪拌。6.9切下箱的懸掛施工完畢后利用履帶式起重機(jī)將切割箱分段拔出,并碼放整齊。7固化液水泥、增黏劑的使用1)挖掘液膨潤土摻量為25kg/m3,濃度為5%,每桶漿按1000kg水、50kg(1袋)膨潤土配制。2)固化液水泥摻量為1m3土質(zhì)量的25%,即單位土水泥摻量450kg/m3;水灰比1.5∶1配制。3)增黏劑使用當(dāng)使用膨潤土不能滿足混合泥漿的流動(dòng)性要求時(shí),或?yàn)閼?yīng)對急劇變化的土層情況,防止切割箱停留在砂性土層發(fā)生抱死的現(xiàn)象時(shí),才加入增黏劑。增黏劑的調(diào)配比例為單位土體一般砂質(zhì)土類1.0kg/m3。8trd工法成樁工藝措施1)結(jié)合TRD工法試樁施工情況,水平每延米理論水泥用量約14.175t,試樁5m理論水泥用量為70.875t;實(shí)際施工5m水泥用量為76t。施工過程中后臺(tái)拌漿人員嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)參數(shù)拌制水泥漿液,并詳細(xì)記錄實(shí)際拌漿桶數(shù),后臺(tái)拌漿系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制,只需提前根據(jù)所需水泥量輸入相關(guān)參數(shù)即可達(dá)到水泥摻量要求。施工過程中通過控制挖掘速度,滿足理論水泥用量要求。2)對于影響TRD工法成樁質(zhì)量的不良地質(zhì)和地下障礙物,應(yīng)事先處理后再進(jìn)行施工;同時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高攪拌樁水泥摻量。3)每天對漿液的各項(xiàng)指標(biāo):泥漿流動(dòng)度TF值、濕潤密度實(shí)時(shí)監(jiān)測,必要時(shí)對挖掘液和固化液的級配進(jìn)行調(diào)整。挖掘液135mm≤TF≤240mm。固化液150mm≤TF≤280mm。4)TRD施工時(shí)應(yīng)保持樁機(jī)底盤的水平和導(dǎo)桿的垂直,樁機(jī)拼裝后用經(jīng)緯儀校驗(yàn)導(dǎo)桿的垂直度偏差<1/250。5)拔出切割箱時(shí)不能使孔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓而造成周邊地基沉降。注漿泵的工作流量應(yīng)根據(jù)實(shí)際挖掘速度的變化進(jìn)行調(diào)整。6)樁體垂直度偏差≤1/200,樁位偏差≤50mm,樁深偏差≤50mm,成墻厚度偏差≤50mm。7)TRD工法成墻的樁身強(qiáng)度試塊試驗(yàn)數(shù)量及方法為:每天制作水泥土試塊2組(6塊),采用水中養(yǎng)護(hù),墻體抗?jié)B系數(shù)為1.0×10-7~1.0×10-6cm/s,成型墻體28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值≥0.8MPa。8)TRD工法樁身強(qiáng)度應(yīng)采用試塊試驗(yàn)并結(jié)合28d后鉆孔取芯綜合判定。鉆取樁芯宜采用ue788110mm鉆頭,連續(xù)鉆取全樁長范圍內(nèi)樁芯,取出的樁芯不得長時(shí)間暴露在空氣中,應(yīng)及時(shí)蠟封,立即送檢。9trd工法大跨區(qū)施工中鋼國際廣場項(xiàng)目鉆孔灌注樁外側(cè)止水帷幕標(biāo)高-