北京城市绿心三大建筑地下共享空间服务设施项目TRD止水帷幕

发布时间:2020-08-19


北京副城中心项目是TRD工法引入中国以来最大的单项超10余万方的TRD工法止水项目。吉通公司投入了5台TRD设备和近百名施工人员奋战在一线。项目于2019年11月16号第一台TRD设备进场,受疫情影响最终在3月20号圆满完成任务,受到总包和业主的一致肯定。





工程概况

▲北京城市副中心剧院项目效果图


北京城市副中心剧院、图书馆、博物馆三大建筑及共享配套设施项目位于城市绿心西北部,与行政办公区隔大运河相望,是城市副中心“一带、一轴、两环、一心”规划格局的重要组成部分。项目建成后可将文化体验与市民生活紧密结合,集文化体验、共享交流、演艺演出、展览展示、休闲娱乐等功能于一体。


TRD工法在东南沿海、沿江地区应用较多,适用地质条件一般为软土地层。但也可以适用于标贯值不大于100击的软、硬质土层,中粗砂质土层,还可在颗粒直径小于100mm的卵砾石层和全风化及强风化软岩中施工。北方地区应用较少,经验数据和可以借鉴的案例不多。工程位于北京市通州区,北侧距离北运河210 m,地下水位较高。东南侧距东方化工厂(旧址)最近约160m,东方化工厂地下水受污染,污染水源主要赋存于细中砂层中的潜水中,综合考虑止水帷幕质量、工期和成本,选用TRD工法止水帷幕,深度达50米左右,在北京市尚属首例。


▲施工现场-3号TRD班组


工程地质

1、本工程重要性等级属一级,拟建工程场地属中等复杂场地,工程周边环境风险等级属二级环境风险。

2、冬季地面下有60~80cm的冻土层。

3、标准贯入击数N值超过50的有:细砂、中砂⑥层(中硬土):密实,饱和,标准贯入击数N=41~75,属低压缩性土,含云母,局部含圆砾。该大层层顶标高约-1.99~-0.29m。

细砂、中砂⑦2层(中硬土):标准贯入击数N=83~88,属低压缩性土,含粉质黏土夹层,云母。该大层层顶标高约-11.59~-8.45m。

细砂、中砂⑧层(中硬土):标准贯入击数N=63~125,含云母、圆砾;该大层层顶标高约-17.98~-14.98m,属承压水层。

细砂、中砂⑨2层(中硬土):标准贯入击数N=107~214,含云母、圆砾;黏土⑨3层:灰色,很湿,硬塑~可塑,含有机质,局部为有机质黏土。该大层层顶标高约-25.98~-22.18m。

4、该项目承压水属渗入-径流型,主要接受地下水侧向径流及越流等方式补给,地下水其水位年动态变化规律一般为:11月份~来年3月份水位较高。


施工建议:

A.该项目TRD施工难度较大,对刀具磨损较为严重,刀具排列按标准进行布置。

B.常规易耗件需备货充足(刀排、螺丝、拖轮、齿轮等)。

C.开始施工时提前拌制膨润土,掺量可根据深度及实际地质情况增加。

D.施工深度严格按照图纸要求,进入黏土层隔水。转角搭接每延边建议3-4米。



TRD工法试成墙

本项目等厚度水泥土搅拌墙止水帷幕的深度较深,达49m,需穿过标贯平均值约70的细中砂6层(平均厚度约9 m),标贯平均值约124的细中砂8层(平均厚度约7 m),最终需进入第四纪沉积层9层重粉质粘土–粉质粘土隔水层,局部进入9-1粘质粉土及砂质粉土层及9-3粘土层,9层土贯入度平均值约150mm/击,土层较硬,施工难度大。对于TRD工法机的适用性造成巨大的挑战。

本次试验包括工艺试验段和闭合试验段2个分项。闭合成环试验段的矩形轴线尺寸为60 m×60 m,为保证4个角接头施工质量,每个面向外延伸0.50 m,本次试验段共32延米长,桩长490 m,墙厚0.80 m,墙底进入⑨层,施工前将场地平整至标高21.000 m,墙底标高为–28.000 m。

不同配合比试验段,分为A,B,C三段,每段3m,连续共计9m,深度49m,墙厚0.8m。


整个试验区的位置为场地西北侧。

A段配合比:水泥掺量20%;水灰比1.2,试验阶段不调整,工程施工时根据实际施工情况调整。

B段配合比:水泥掺量25%;水灰比1.2,试验阶段不调整,工程施工时根据实际施工情况调整。

C段配合比:水泥掺量30%;水灰比1.2,试验阶段不调整,工程施工时根据实际施工情况调整。


根据本次试验段的施工,2019年10月26日开始至2019年11月8日施工结束,共计14 d(包含停水泥等1 d),工作量为39.3 m。


通过以上数据,基本可以推算出本工程TRD止水帷幕的功效,下切割箱20 h左右,起拔切割箱20 h左右,水平切割推进速度平均0.5~0.9 m/h,回撤切割的推进平均速度7~8 m/h,成墙注浆的推进平均速度1.2~1.6 m/h,结合第一标段的TRD平面图可以推算出日平均完成6 m。日平均完成的6 m,已包含了拐角的下、起拔切割箱,桩机的日常维护,临时性停滞时间的摊销。



质量控制措施

垂直度保证措施

地基处理:平整场地,对局部松散的土层,事前回填渣土并分层夯实或注入水泥与原状土混合拌制,再铺设不小于2层钢板,确保施工场地的平整度及地基承载力满足大型机械设备行走的要求。


校正主机导杆垂直度:TRD工法机拼装完成后及移位后,使用经纬仪分别从正面、侧面校正桩机立柱导向的架垂直度。


安装测斜仪:切割箱打入至设计深度后,在切割箱体内安装测斜仪,实时监控切割箱面内与面外的偏差情况,并及时通过驾驶员操控调整,确保TRD等厚度水泥土搅拌墙墙体垂直度满足设计要求。


水泥土强度和防渗性保证措施

选用符合设计要求及国家现行标准的水泥,确保进场原材料质量合格。水泥进场应附质保单,按规定做好原材料复试,水泥按每批每500 t做一组原材料试验。严格控制水泥掺入量,按照设计要求并根据地层的实际情况进行合理调配水灰比。严格按照工序成墙的步序进行止水帷幕施工,控制切割箱横向推进速度及切割链转速,合理控制喷浆压力、流量,确保水泥土被均匀搅拌。


转角搭接均匀性保证措施

水泥土连续墙施工应用连续性,不得出现24 h施工冷缝,如因特殊原因出现施工冷缝,则接缝处水泥掺量为30%,冷缝接缝处水泥土墙搭接不少于30 cm,并在接缝处补打止水帷幕。


水泥土连续墙遇转角部位为保证其止水效果需在交叉点每边向外延伸1 m,以保证水泥土墙的连续性。


施工完成后,立即将主体与切割箱分离,根据起重机的起吊能力一般将切割箱分成2~3节/次起拔。


根据现场场地以及墙体施工情况选择切割箱的外拔或内拔起拔形式。


施工冷缝的预防处理

针对可能导致产生施工冷缝的搭接、内拔切割箱以及外拔切割箱等施工环节、因素进行详细分析,并制订了针对性的人员、设备、材料等应急物资和应急处理预案,确保非正常停机、故障检修阶段的成墙搭接区域的墙体强度和搅拌的均匀性,降低墙体发生渗漏水的风险。


施工过程应急处理措施

加强设备的维修保养,每台班重点检查动力系统及链条、刀具,同时配置备用发电机组,在电供给不正常的情况下,一旦停电可及时恢复供浆、压气、正常搅拌作业,避免延误时间造成埋钻事故。


加强对TRD工法施工过程的监控及对成型墙体的质量检测工作,如发现质量问题应主动与业主、监理及设计单位联系,以便及时采取补救措施,避免造成不必要的损失。




复工报道



现场图片




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