tｒd工法又稱等厚度水泥土攪拌墻技術(shù)，是一種新型的水泥土攪拌墻施工工藝;該方法將傳統(tǒng)的垂直軸螺旋鉆桿水平分層攪拌方式變革為水平軸鋸鏈?zhǔn)角懈钕溲貕w深度垂直整體攪拌方式。主機(jī)動(dòng)力箱液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)鋸鏈?zhǔn)角懈钕洌懈钕浞侄谓娱L(zhǎng)、挖掘至設(shè)計(jì)墻底標(biāo)高后，再橫向持續(xù)推進(jìn)，同時(shí)在切割箱底部注入挖掘液或固化液，使其與成墻深度范圍內(nèi)原位土體充分混合攪拌，構(gòu)筑成高品質(zhì)的水泥土攪拌墻。tｒd工法攪拌充分、均勻，墻體連續(xù)無(wú)冷縫，也可插入型鋼以增加攪拌墻的剛度和強(qiáng)度，適用于各種土層，在一般的砂土層中施工最大深度60m，攪拌墻厚度達(dá)450～900 mm。自20世紀(jì)90年代我國(guó)引入tｒd工法以來(lái)，眾多專家、學(xué)者對(duì)其在基坑中的應(yīng)用進(jìn)行了研究;其中王曉南、余偉等探討了tｒd工法在深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用并提出了深基坑支護(hù)研究的發(fā)展方向;黃成在杭州某深基坑支護(hù)工程中對(duì)比分析了tｒd工法和smw工法的支護(hù)效果，探討了tｒd工法的止水性能;楊林德、鐘才根、潘軍、廖瑛、朱曉宇等分別對(duì)包括tｒd工法在內(nèi)的不同基坑支護(hù)形式的位移、變形監(jiān)測(cè)及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。本文以天津市民園體育場(chǎng)基坑工程為例，重點(diǎn)介紹了tｒd工法在天津地區(qū)的應(yīng)用情況，以期為相關(guān)研究及工程實(shí)踐提供借鑒。
工程概況
民園體育場(chǎng)南北兩側(cè)為地上3層，西側(cè)為地上2層，東側(cè)地上為1層走廊，中部為標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)，擬建體育場(chǎng)整體地下2層，擬采用框架結(jié)構(gòu)、樁基礎(chǔ)。工程場(chǎng)地位于天津市五大道文化旅游區(qū)內(nèi)(見圖1)。
基坑面積約為24 000 m2，周長(zhǎng)約為600 m，基坑深度達(dá)10.85～12.4 m。本工程特點(diǎn)是基坑四周均緊鄰市政道路，道路以外為1～4層市重點(diǎn)保護(hù)建筑，年代久遠(yuǎn)，大都為磚木結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差。南側(cè):擬建基坑距大理道用地紅線約4.7 m，距南側(cè)1～3層建筑物約19.0 m;西側(cè):擬建基坑距衡陽(yáng)路用地紅線最近處約7.7 m，距西側(cè)1～4層建筑物最近處約21.7 m;北側(cè):擬建基坑距重慶道用地紅線最近處約10.0 m，距北側(cè)2層建筑物最近處約22.4 m;東側(cè):擬建基坑距河北路用地紅線最近處約9.4 m，距東側(cè)1～2層建筑物最近處約24.4 m。
此外，基坑周邊管線密集、四周道路、管線及建筑對(duì)地面位移、沉降極為敏感，場(chǎng)地狹小，設(shè)計(jì)施工難度大，支護(hù)體系變形控制要求高。
2、工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件
2.1工程地質(zhì)條件
根據(jù)該項(xiàng)目工程地質(zhì)勘察報(bào)告可知，場(chǎng)地地勢(shì)較為平坦。本場(chǎng)地內(nèi)特殊性巖土主要為人工填土層(qml)雜填土(地層編號(hào)①1)、素填土(地層編號(hào)①2)及沖填土(地層編號(hào)①3)。雜填土松散雜亂;素填土土質(zhì)結(jié)構(gòu)性差，土質(zhì)不均勻;沖填土土質(zhì)總體較軟，土質(zhì)不甚均勻。特殊性巖土對(duì)本工程基坑支護(hù)有所影響?；由婕吧疃确秶鷥?nèi)各層土性計(jì)算選用指標(biāo)如表1所列，基坑工程場(chǎng)地典型地質(zhì)剖面如圖2所示。
2.2水文地質(zhì)條件
埋深約18.00～33.00 m段全新統(tǒng)下組陸相沖積層(qal)粉土(地層編號(hào)⑧2)及上更新統(tǒng)第五組陸相沖積層(q3eal)粉土(地層編號(hào)⑨2)可視為承壓含水層，其下埋深約33.00～35.00 m段上更新統(tǒng)第四組濱海潮汐帶沉積層(q3dmc)粉質(zhì)黏土、黏土(地層編號(hào)⑩1)可視為承壓含水層的相對(duì)隔水底板。本場(chǎng)地承壓水水頭標(biāo)高按大沽高程0.00 m考慮，25.0 m以上各土層滲透性指標(biāo)如表2所列。
基坑支護(hù)方案
3.1基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及難點(diǎn)
本工程基坑面積約為24 000 m2，地下二層，開挖深度為10.85～12.4 m，屬深大基坑工程。深基坑工程實(shí)施過程中受到基坑開挖、降水以及施工動(dòng)載等許多不確定因素的影響，而且周邊環(huán)境復(fù)雜，因此存在很大的風(fēng)險(xiǎn)性。
本場(chǎng)地淺層分布有較厚的填土層，其中埋深4.0～6.5 m處填土以淤泥質(zhì)土為主，流塑～軟塑狀態(tài)，對(duì)基坑變形不利。埋深6.5～10.5 m處為較厚粉土層，含水量大，透水性好，給基坑側(cè)壁帶來(lái)滲漏隱患，且承壓含水層距基坑底較近，存在承壓水突涌的可能。復(fù)雜的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件是本基坑工程設(shè)計(jì)中必須重點(diǎn)考慮并給予妥善處理的問題。
本項(xiàng)目位于天津市和平區(qū)五大道風(fēng)景區(qū)，項(xiàng)目周邊四面臨路，道路狹窄，道路以下均埋設(shè)市政管線，道路以外均為老建筑物，年代久遠(yuǎn)，大都為磚木結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差。周邊道路、管線及建筑對(duì)位移、沉降極為敏感，基坑圍護(hù)及降水設(shè)計(jì)中做好對(duì)道路、管線及建筑物的保護(hù)工作是設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)工作。
3.2基坑支護(hù)方案選擇
根據(jù)以上對(duì)本工程基坑支護(hù)設(shè)計(jì)特點(diǎn)的分析，結(jié)合工期的要求和市建科委專家評(píng)審意見，該基坑支護(hù)方案采用水泥土地下連續(xù)墻(trd工法)內(nèi)插型鋼+兩道鋼筋混凝土內(nèi)支撐的支護(hù)形式。內(nèi)插型鋼施工便利，工期短，型鋼可回收再利用，環(huán)保經(jīng)濟(jì)。
trd工法墻厚850 mm，有效高度33.5 m，已隔斷⑧2、⑨2承壓水層，內(nèi)插700×300×13×24的型鋼，間距600 mm。水泥土地下連續(xù)墻(trd工法)固化劑采用p.o42.5普硅水泥，水泥摻入比不小于25%，水灰比為1.0～2.0。施工單位根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試成墻結(jié)果可適當(dāng)調(diào)整參數(shù)，以確定合適的施工工藝及參數(shù)，確保施工質(zhì)量。根據(jù)基坑形狀采用兩個(gè)半圓形、中間加對(duì)撐的“眼鏡”型支撐形式。第一道支撐位于現(xiàn)地表下2.7 m，第二道支撐位于現(xiàn)地表下8.2 m，基礎(chǔ)底板施工完成并回填后，可拆除第二道支撐。施作地下一層外墻時(shí)，需在第一道支撐處留洞，待施工至±0.00 m時(shí)，回填后方可拆除第一道支撐。支撐采用鋼筋混凝土支撐，混凝土強(qiáng)度等級(jí)c35。兩道支撐體系桿件截面一致，腰梁截面1200 mm×800 mm，環(huán)梁截面2400 mm×900 mm，對(duì)撐截面1200 mm×800 mm，輻射桿截面700 mm×800 mm。基坑圍護(hù)平面圖如圖3所示，基坑圍護(hù)典型剖面如圖4所示。
3.3基坑支護(hù)單元計(jì)算
圍護(hù)樁內(nèi)力及位移的計(jì)算采用平面單元計(jì)算的方法。該方法采用朗肯土壓力理論，雜填土及粉土粉砂層采用固結(jié)快剪指標(biāo)，水土分別計(jì)算，粉質(zhì)黏土、黏土層采用直剪快剪指標(biāo)，水土合并計(jì)算，用彈性抗力法求得計(jì)算結(jié)果。對(duì)于支護(hù)樁嵌固深度，本設(shè)計(jì)主要通過基坑的抗傾覆安全性和整體穩(wěn)定安全性來(lái)確定。計(jì)算軟件為同濟(jì)啟明星(frws7)?；又ёo(hù)的計(jì)算模型如圖5所示，每沿米墻寬的內(nèi)力位移計(jì)算結(jié)果如圖6所示。由以上計(jì)算結(jié)果可以看出，樁身最大水平位移32.4 mm，可滿足周邊環(huán)境對(duì)變形的要求。彎矩和剪力均能滿足型鋼承載力要求。
4.1監(jiān)測(cè)方案
該項(xiàng)目進(jìn)行了基坑周邊管線、道路變形(沉降、位移)監(jiān)(沉降、水平位移、傾斜、裂縫)監(jiān)測(cè);支護(hù)樁深層水平位移、垂直位移及裂縫監(jiān)測(cè);支撐體系變形(沉降、水平位移及裂縫)監(jiān)測(cè);支撐體系內(nèi)力監(jiān)測(cè);立柱水平位移和沉降監(jiān)測(cè)等多項(xiàng)監(jiān)測(cè)。本文僅對(duì)道路沉降和支護(hù)樁深層水平位移監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行敘述和分析。
結(jié)合周圍的環(huán)境情況所確定的測(cè)點(diǎn)布置方案如圖7所示。
4.2監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析
選取較典型的4#點(diǎn)和14#點(diǎn)樁身水平位移曲線進(jìn)行分析，圍護(hù)樁頂p14點(diǎn)水平位移較大，達(dá)41.4 mm，略大于計(jì)算值32.4 mm。坑邊地面出現(xiàn)裂縫并產(chǎn)生沉降，約30.0～40.0 mm，由于距道路較遠(yuǎn)，并未對(duì)鄰近道路管線等造成影響;其他觀測(cè)點(diǎn)最大位移均在20.0 mm左右，小于計(jì)算值，對(duì)環(huán)境影響不大。
局部樁頂變形較大有三方面的原因，一是淺部人工填土較厚，場(chǎng)地經(jīng)過翻槽處理后土體結(jié)構(gòu)性比預(yù)估的要差;二是第一道支撐位于樁身3.5 m處，第一步挖土支護(hù)樁處于懸臂狀態(tài)，挖掘機(jī)開挖起始處樁頂變形大于計(jì)算值，后期開挖變形疊加導(dǎo)致樁頂變形較大;三是型鋼剛度較小，抗彎抗變形能力相對(duì)較差。
水泥土連續(xù)墻止水效果良好，整個(gè)基坑開挖及施工過程中無(wú)滲漏水現(xiàn)象，基坑側(cè)壁干爽;深層承壓水已隔斷，且隔斷效果良好，降水未對(duì)周邊環(huán)境造成不良影響，周邊建筑物及道路無(wú)明顯沉降。
5、結(jié) 論
(1)該項(xiàng)目坑深10.85～12.4 m。周邊環(huán)境復(fù)雜，需要保護(hù)的道路及建筑物較多，市重點(diǎn)保護(hù)建筑物年代久遠(yuǎn)，大都為磚木結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差;采用trd工法樁內(nèi)插型鋼，兩道混凝土支撐，支護(hù)效果良好。
(2)trd工法止水效果良好，有效隔斷深層承壓水層，基坑側(cè)壁無(wú)滲漏現(xiàn)象，止水降水效果良好，確保了已有建筑物、道路和管線的正常使用。通過該實(shí)例說(shuō)明，trd工法用作止水帷幕，適用于深大基坑存在較厚粉土粉砂層或地下水賦存條件復(fù)雜等基坑項(xiàng)目。
(3)型鋼相對(duì)于灌注樁或地連墻等鋼筋混凝土構(gòu)件來(lái)說(shuō)剛度較小，作為支護(hù)樁擋土構(gòu)件存在局限性。因此，在軟土地區(qū)一般適用于坑深不超過12m的基坑。
(4)局部變形較大處，為減少拔樁對(duì)周邊環(huán)境的影響，制定了型鋼拔除專項(xiàng)方案，并請(qǐng)資深專家進(jìn)行論證。采用“隔五拔一”的方法進(jìn)行試拔，型鋼拔除后，及時(shí)在空隙處采用雙液注漿等措施充填。試拔效果良好，周邊變形穩(wěn)定。