华润国际社区B地块超深基坑支护工程

发布时间:2017-12-30





华润国际社区B地块基坑支护之TRD工法试验墙工程位于南京市江北新区核心地段,项目设计开挖深度为67米,创下行业之最,本次工法实验由吉通建筑2号TRD班组施工,在2017年12月11号进场,2017年12月30号试成墙成功。




工程概况

华润国际社区总建筑面积约70万平米,其中约40万方高端商业综合体和30万方国际人居住宅。华润国际社区综合商业体是华润置地在南京首个综合商业体,位于江北新区核心区,处在地铁四号线和十一号线的黄金交汇点上,经纬三路过江隧道可直通主城鼓楼区,紧临2400亩的中央绿轴景观。

华润国际社区商业综合体分A,B两个地块,此次TRD试桩按照B地块设计深度67米试验。


工程地质

①-2层素填土:灰色、灰黄色、黄灰色、灰褐色,软~可塑状态,含少量碎砖、碎石及腐植物,土质不均匀,填积时间小于5年。

②-1层淤泥质粉质粘土:灰色,流塑,含腐植质,具有水平层理,无摇震反应,干强度中等偏低,韧性中等偏低。

②-2层淤泥质粉质粘土夹粉土:灰色,流塑状态,夹薄层状粉土,夹腐木屑较多,摇振反应轻微,稍有光泽反应,干强度及韧性低, 高压缩性。

②-3层粉质粘土夹粉土、粉砂:灰色,软~流塑状态,土质不甚均匀,土切面稍有光泽,无摇振反应,干强度低,韧性低,高压缩性。

②-4层粉细砂:灰色,中密状态,矿物主要成分为长石、石英,颗粒呈次圆状,级配一般,含少量云母片,偶见朽木状有机质,局部夹有薄层状软塑粉质粘土。

②-5层粉质粘土夹粉土:灰色、灰绿色,软塑状态为主,局部流塑,土质不甚均匀,局部夹薄层粉砂,土切面稍有光泽,无摇振反应,干强度低,韧性低,高压缩性。

②-6层粉细砂:青灰色,饱和,中~密实状态,矿物主要成分为长石、石英,颗粒呈次圆状,级配一般,含少量云母片。

②-7层中粗砂混砾石:青灰色,饱和,密实,级配较差,磨圆度较好,呈浑圆状,砾石粒径20~40mm为主,含量30~35%,成份主要为石英岩及燧石。

⑤-1层强风化泥质粉砂岩:褐红色,棕红色,该层矿物成分显著变化,组织结构基本破坏,成分主要以石英、长石为主,泥质胶结,风化剧烈,成密实砂状,小碎块状,标准贯入实测击数均大于50击,该层遇水易软化,岩体极破碎,基本质量等级为V级,属极软岩。



TRD实施情况

施工难点分析

(1)墙体超深,本工程TRD工法墙深度67m,目前为世界范围内最深的TRD水泥土搅拌墙。TRD工法深度增加将引起切割箱自重增加及切割力的增大,使挖掘部和切割箱法兰面破损的可能性增高。

(2)地层复杂,需穿过约20米厚标贯值N>40的⑦2砂层。

(3)TRD工法横向切割时,由于深度大,穿越多种土层,切割箱体收到受到来自不同土层阻力,刀排上下受力不均,易造成链条脱落。

施工方案

(1)先行挖掘液采用钠基膨润土搅拌液,水灰比1.2~1.5,流动度160~240mm,在掘削过程中通过挖掘液减小与土层的掘削阻力,适当的润滑使得切割箱上下所受阻力均匀,减小刀排链条破坏的风险。
(2)本工程TRD工法墙深度达到67m,包含黏土层、粉土层和粉砂层,为保证成墙水泥土均匀,采取“三循环”工艺,在先行挖掘完成后,采取回撤掘削,以巩固横向掘削槽段的垂直度,同时将土层在搅拌过程中变得均匀,为最后均匀成墙打下基础。
(3)固化液拌制采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥,每立方被搅拌土体掺入25%~30%的水泥,即每立方米土掺入450Kg~540Kg水泥;固化液混合泥浆流动度控制在150mm~280mm,水灰比1.2,施工过程每1000kg水,掺1200kg水泥拌制浆液,既加强固化液效果,又保证在喷浆成墙阶段,降低设备掘削负荷。
(4)在超深土层中掘削成墙,对刀头的磨损非常严重,为提高掘削效率,采用钨钢刀头,减轻TRD设备掘削负荷,提高挖掘前行效率。

(5)施工地质深层⑦2砂层土N值大,掘削负荷大,为提高效率,将切割箱倾斜0~5°的状态下前行切削,利用切割箱的自重分力破碎土层。但是在这种带角度下掘进容易撇断切割箱链接螺丝,因此控制切削负荷在150KN~200KN。

施工参数

 1)先行掘削施工控制参数:
        先行掘削液配合比:膨润土掺量约5-10KG/m3
        先行掘削速度:约30cm/小时
        先行掘削负荷:≤ 220KN,现场施工150-180KN
        先行掘削流动度控制:掘削液160-240mm(宜180mm)
  2)回撤掘削施工控制参数:
        回撤掘削液:清水(约800L/min)
        回撤掘削速度:1.5m--2m/h
  3)喷浆成墙施工控制参数:
        水泥浆液水灰比1.2—1.5,水泥掺量:30%
        喷浆成墙搅拌速度:1m/h  喷浆量:52.8m³/h
        掘削负荷:≤90KN,宜70KN左右。

施工总结

 (1)超深TRD施工先行掘削速度缓慢,局部坚硬土层下,设备负荷大,期间还发生过切割箱连接螺栓断裂,被迫起拔一次切割箱,重新连接加固。
 (2)在挖掘过程中,将一段4米长勘探废弃井管带出,井管壁厚4mm,说明设备的切割能力较强。
 (3)TRD工法墙完成后进行取芯检测,根据芯样报告,水泥土搅拌墙TRD芯样抗压强度介于1.43~1.77 MPa之间,均大于1.0 MPa,满足设计要求。芯样上部较下部强度略大,总体来说强度比较均匀,满足设计要求,为今后超深TRD工法隔渗墙的设计与施工积累了一定的经验。

 (4)TRD工法施工前应做好详细地勘,了解地层特性及地下障碍物情况,根据不同土层调节挖掘液,以减小废浆的排放,保护土地环境。


现场图片




TRD工法(Trench-Cutting & Re-mixing Deep Wall Method),又称等厚度水泥土地下连续墙工法,其基本原理是利用链锯式刀具箱竖直插入地层中,然后作水平横向运动,同时由链条带动刀具作上下的回转运动,搅拌混合原土并灌入水泥浆,形成一定强度和厚度的墙。

TRD工法通过水平横向运动成墙,可形成没有接口的等厚连续墙体,其止水防渗效果远远优于柱列式地下连续墙和柱列式搅拌桩加固,其主要特点是环境污染小、成墙连续、表面平整、厚度一致、墙体均匀性好、防渗性能好、施工安全,与传统柱列式地下连续墙相比隔渗,经济性好。 


TRD工法适应粘性土、砂土、砂砾及砾石层等地层,在标贯击数达 50~60 击的密实砂层、无侧限抗压强度不大于5MPa的软岩中也具有良好的适用性。可广泛应用于超深隔水帷幕、型钢水泥土搅拌墙、地墙槽壁加固等领域。







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