CN108612083A - 一种可止水内插s型钢trd墙及其施工方法 - Google Patents

一种可止水内插s型钢trd墙及其施工方法 Download PDF

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丁智
金杰克
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张霄
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Abstract

本发明涉及一种可止水内插S型钢TRD墙及其施工方法，包括步骤：1)开挖沟槽；2)吊放预埋箱；3)桩机就位；4)切割箱与主机连接；5)安装测斜仪；6)TRD工法成墙；7)浆液流动度测试；8)插S型钢；9)置换土处理；10)拔出切割箱。本发明的有益效果是：本发明将内插S型钢应用在TRD墙的施工中，保留TRD墙的优点的同时，通过内插S型钢来弥补其抗弯性差等缺点，使其既可以发挥TRD墙一次成墙带来的优秀止水效果，同时插入的S型钢可使其起到围护墙的作用，因此可以促进拓宽TRD墙的应用范围和推广。

Description

一种可止水内插S型钢TRD墙及其施工方法
技术领域
本发明属于基坑工程领域，尤其涉及一种可止水内插S型钢TRD墙。
背景技术
TRD工法即水泥加固土地下连续墙工法，其施工设备由主机和刀具两大部分组成，主机可沿造墙的方向移动，主机所带的链锯式刀具插入地基中并沿刀架横移，同时作回转运动，在深度方向上将各层土全方位搅拌、混合，灌入水泥浆液，并与原状土进行混合搅拌形成等厚度质量均匀的水泥加固土地下连续墙。目前TRD工法墙有550mm至850mm多种厚度。该工法主要适用于建筑物的基础工程、地下道路及盾构的竖井、大型垃圾填埋场、地铁交叉口工作井、基础的挡土墙、止水墙、港湾以及大型水库堤防的地基加固止水等工程。但在工程实例中，此工法也存在明显不足：
1)水泥土作为TRD墙的主要材料，自身抗拉、抗裂性能不佳。在承受较大的附加荷载时容易出现结构破坏，产生裂缝，从而导致止水性能下降。
2)内插H型钢的TRD墙，各个芯材之间有一段间隔。在出现集中荷载时，这些没有芯材的区段就容易出现裂缝，导致止水性能下降。
3)采用内插型钢的TRD墙，其芯材之间的粘结材料为水泥土，在不均匀受力的情况下，水泥土易被拉裂，产生裂缝，从而导致止水性能下降。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种可止水内插S型钢TRD墙及其施工方法。
这种可止水内插S型钢TRD墙，包括S型钢和TRD墙，S型钢相互搭扣成一道钢止水帷幕内插于TRD墙内，单位S型钢截面一端减短一个厚度的长度d，单位S型钢底部设有倾角刀口。
作为优选：单位S型钢截面宽度为600mm或1200mm。
这种可止水内插S型钢TRD墙的施工方法，包括以下步骤：
1)开挖沟槽
围护墙中心线放样后，沿围护墙中心线平行方向开挖工作沟槽，槽宽为1.1～1.3m，沟槽深度为0.9～1.1m；
2)吊放预埋箱
开挖深度为2.8～3.2m、长度为1.9～2.1m、宽度为0.9～1.1m的预埋穴，将预埋箱吊放入预埋穴内；
3)桩机就位
指挥桩机就位，检查定位情况并及时纠正；
4)切割箱与主机连接
将切割箱逐段吊放入预埋穴，主机移动至预埋穴位置连接切割箱，主机再返回预定施工位置进行切割箱自行打入挖掘工序；
5)安装测斜仪
安装测斜仪，进行墙体的垂直精度管理；
6)TRD工法成墙
主机与切割箱连接,在切割箱底部注入挖掘液预先切割土层一段距离，再回撤挖掘至原处，开始注入固化液使其与原位土体强制混合搅拌，形成等厚水泥土地下连续墙；
7)浆液流动度测试
用流动仪检测浆液流动度；
8)插S型钢
在一段TRD工法成墙之后，继续下一段TRD墙的施工，在上一段TRD墙初凝前，将表面涂抹减摩剂的S型钢，通过机履带吊机吊起，由S型钢自重按照预先设计的位置插入TRD墙体内，或借助外力将S型钢压入设计标高；成墙搅拌3小时内插入S型钢，利用经纬仪控制S型钢的垂直度；S型钢插入后利用水准仪控制S型钢的标高；S型钢依靠自重和必要的辅助设备插入到设计要求的深度，垂直度不大于1/300；
S型钢选取截面高度为比水泥墙宽度小100mm～150mm；S型钢截面一端减短一个厚度的长度，使S型钢相互搭扣并保持在同一条直线上；S型钢底部开倾角为20°～30°的刀口；同时S型钢长度超过TRD成墙深度0.5m～1.0m，且插入力学性能好的土层；对于单独作为围护结构的TRD工法墙选择截面宽度为500mm～800mm的S型钢；当基坑开挖深度超过15m时，减小S型钢截面宽度；对于仅作为止水帷幕的TRD工法墙可不内插S型钢，当基坑开挖深度大于20m或基坑安全等级高时内插截面宽度为1000mm～1500mm的S型钢；当TRD墙不作为永久性结构时，在S型钢表面涂抹润滑剂用于后期的S型钢回收；
9)置换土处理
将等厚度水泥土搅拌墙施工过程中产生的废弃泥浆统一堆放，集中处理；
10)拔出切割箱
工作面施工结束后，利用主机将切割箱分段拔出。
作为优选：所述步骤1)之前进行常规TRD工法施工前期步骤，包括以下步骤：
1)实地调查；
2)机械进场；
3)场地平整、机械拼装及后台布置；
4)测量放线。
作为优选：所述步骤6)中，挖掘液拌制采用钠基膨润土，每立方被搅拌土体掺入100kg/m3膨润土，水灰比W/B为5～20，施工过程按1000kg水、50～200kg膨润土拌制浆液，挖掘液混合泥浆流动度控制在190mm～240mm；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不少于25％的水泥，水灰比1.4～1.6，施工过程每937kg水、625kg水泥拌制浆液，固化液混合泥浆流动度控制在180mm～220mm。
本发明的有益效果是：
1、本发明将内插S型钢应用在TRD墙的施工中，保留TRD墙的优点的同时，通过内插S型钢来弥补其抗弯性差等缺点，使其既可以发挥TRD墙一次成墙带来的优秀止水效果，同时插入的S型钢可使其起到围护墙的作用，因此可以促进拓宽TRD墙的应用范围和推广。
2、本发明施工工艺使得适用范围更广，适应性更强。在有效提高水泥土墙自身的抗弯性能的同时，连续的S型钢可形成一道钢止水帷幕，提升水泥土墙的指数性能。此外，在结构整体施工完毕后，内部S型钢还可以进行回收，环保绿色且降低施工成本。
3、避免了在TRD墙受到集中荷载时，水泥土这一薄弱环节出现破坏、产生裂缝等的安全隐患，加强了TRD墙的安全性。
4、提高了TRD墙在受到不均匀荷载时传递内里的能力，避免了水泥土这一薄弱环节发生拉裂，产生裂缝等安全隐患，提高了整体的稳定性与安全性。
附图说明
图1是本发明采用内插S型钢截面宽度为600mm的TRD墙俯视图；
图2是本发明采用内插S型钢截面宽度为1200mm的TRD墙俯视图；
图3是本发明的内插S型钢细节图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
所述的可止水内插S型钢TRD墙，S型钢相互搭扣成一道钢止水帷幕置于TRD墙内，内插的S型钢尺寸可以不一样。如图1所示，TRD墙内插截面宽度为600mm的S型钢；如图2所示，TRD墙内插截面宽度为1200mm的S型钢。如图3所示，单位S型钢截面一端减短一个厚度的长度d，使得S型钢相互搭扣，可以保持在同一条直线上；单位S型钢底部开倾角为30°的刀口，方便插入以及保证两型钢相互贴合。
首先施工得到一段TRD墙，在这段TRD墙初凝前插入设计好的S型钢，S型钢表面涂抹减摩剂，为的是方便前期的插入以及后期的回收工作。其施工方法具体包括以下步骤：
首先进行常规TRD工法施工前期步骤：
1)实地调查；
2)机械进场；
3)场地平整、机械拼装及后台布置；
4)测量放线。
之后进行任意一段TRD墙的施工，该施工方法包括以下步骤：
1)开挖沟槽
根据TRD工法设备重量，围护墙中心线放样后，对施工场地进行铺设钢板等加固处理措施，确保施工场地满足机械设备对地基承载力的要求，确保桩机的稳定性。用挖掘机沿围护墙中心线平行方向开挖工作沟槽，槽宽约1.2m，沟槽深度约1.0m。
2)吊放预埋箱
用挖掘机开挖深度约3m、长度约2m、宽度约1m的预埋穴，利用吊车将预埋箱吊放入预埋穴内。
3)桩机就位
统一指挥桩机就位，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现有障碍物应及时清除，移动结束后检查定位情况并及时纠正，桩机应平稳、平正。
4)切割箱与主机连接
用指定的履带式吊车将切割箱逐段吊放入预埋穴，利用支撑台固定；TRD主机移动至预埋穴位置连接切割箱，主机再返回预定施工位置进行切割箱自行打入挖掘工序。
5)安装测斜仪
切割箱自行打入到设计深度后，安装测斜仪。通过安装在切割箱内部的多段式测斜仪，可进行墙体的垂直精度管理，通常可确保1/250以内的精度。
6)TRD工法成墙
测斜仪安装完毕后，主机与切割箱连接。在切割箱底部注入挖掘液预先切割土层一段距离，再回撤挖掘至原处，开始固化液使其与原位土体强制混合搅拌，形成等厚水泥土地下连续墙。挖掘液拌制宜采用钠基膨润土，每立方被搅拌土体掺入100kg/m3膨润土，水灰比W/B为5～20，施工过程按1000kg水、50～200kg膨润土拌制浆液，挖掘液混合泥浆流动度宜控制在190mm～240mm。固化液拌制宜采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，每立方被搅拌土体掺入不少于25％的水泥，水灰比1.5，施工过程每937kg水、625kg水泥拌制浆液，固化液混合泥浆流动度宜控制在180mm～220mm。
7)浆液流动度测试
用流动仪检测浆液流动度。
8)插S型钢
在一段TRD工法成墙之后，继续下一段TRD墙的施工，在上一段TRD墙初凝前，将表面涂抹减摩剂的S型钢，通过机履带吊机吊起，由S型钢自重按照预先设计的位置插入TRD墙体内，必要时可借助外力将S型钢压入设计标高。成墙搅拌3小时内应插入S型钢，利用经纬仪控制S型钢的垂直度；S型钢插入后利用水准仪控制S型钢的标高，确保S型钢的插入深度；S型钢宜依靠自重和必要的辅助设备插入到设计要求的深度，垂直度不大于1/300。
S型钢宜选取截面高度为比水泥墙宽度小100mm，保证S型钢与水泥土墙同步变形；S型钢截面一端应减短一个厚度的长度，使得S型钢相互搭扣，可以保持在同一条直线上；其次，S型钢底部宜开倾角为30°的刀口，方便插入以及保证两型钢相互贴合；同时S型钢长度宜超过TRD成墙深度0.5m，且插入力学性能较好的土层。对于单独作为围护结构的TRD工法墙宜选择截面宽度为600mm的S型钢；当基坑开挖深度超过15m时，可适当减小S型钢截面宽度以提高围护结构的抗弯性能；对于仅作为止水帷幕的TRD工法墙可不内插S型钢，当基坑开挖深度大于20m或基坑安全等级较高时宜采用截面宽度为1200mm的S型钢。当TRD墙不作为永久性结构时，可在S型钢表面涂抹润滑剂用于后期的S型钢回收，从而降低工程成本。
9)置换土处理
将等厚度水泥土搅拌墙施工过程中产生的废弃泥浆统一堆放，集中处理。
10)拔出切割箱
工作面施工结束后，利用TRD主机将切割箱分段拔出。
最后每一段插S型钢型TRD墙都施工完成后，进行机械退场。

Claims (5)

1.一种可止水内插S型钢TRD墙，其特征在于，包括S型钢和TRD墙，S型钢相互搭扣成一道钢止水帷幕内插于TRD墙内，单位S型钢截面一端减短一个厚度的长度d，单位S型钢底部设有倾角刀口。
2.根据权利要求1所述的可止水内插S型钢TRD墙，其特征在于，单位S型钢截面宽度为600mm或1200mm。
3.一种如权利要求1所述的可止水内插S型钢TRD墙的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)开挖沟槽
围护墙中心线放样后，沿围护墙中心线平行方向开挖工作沟槽，槽宽为1.1～1.3m，沟槽深度为0.9～1.1m；
2)吊放预埋箱
开挖深度为2.8～3.2m、长度为1.9～2.1m、宽度为0.9～1.1m的预埋穴，将预埋箱吊放入预埋穴内；
3)桩机就位
指挥桩机就位，检查定位情况并及时纠正；
4)切割箱与主机连接
将切割箱逐段吊放入预埋穴，主机移动至预埋穴位置连接切割箱，主机再返回预定施工位置进行切割箱自行打入挖掘工序；
5)安装测斜仪
安装测斜仪，进行墙体的垂直精度管理；
6)TRD工法成墙
主机与切割箱连接,在切割箱底部注入挖掘液预先切割土层一段距离，再回撤挖掘至原处，开始注入固化液使其与原位土体强制混合搅拌，形成等厚水泥土地下连续墙；
7)浆液流动度测试
用流动仪检测浆液流动度；
8)插S型钢
在一段TRD工法成墙之后，继续下一段TRD墙的施工，在上一段TRD墙初凝前，将表面涂抹减摩剂的S型钢，通过机履带吊机吊起，由S型钢自重按照预先设计的位置插入TRD墙体内，或借助外力将S型钢压入设计标高；成墙搅拌3小时内插入S型钢，利用经纬仪控制S型钢的垂直度；S型钢插入后利用水准仪控制S型钢的标高；S型钢依靠自重和必要的辅助设备插入到设计要求的深度，垂直度不大于1/300；
S型钢选取截面高度为比水泥墙宽度小100mm～150mm；S型钢截面一端减短一个厚度的长度，使S型钢相互搭扣并保持在同一条直线上；S型钢底部开倾角为20°～30°的刀口；同时S型钢长度超过TRD成墙深度0.5m～1.0m，且插入力学性能好的土层；对于单独作为围护结构的TRD工法墙选择截面宽度为500mm～800mm的S型钢；当基坑开挖深度超过15m时，减小S型钢截面宽度；对于仅作为止水帷幕的TRD工法墙可不内插S型钢，当基坑开挖深度大于20m或基坑安全等级高时内插截面宽度为1000mm～1500mm的S型钢；当TRD墙不作为永久性结构时，在S型钢表面涂抹润滑剂用于后期的S型钢回收；
9)置换土处理
将等厚度水泥土搅拌墙施工过程中产生的废弃泥浆统一堆放，集中处理；
10)拔出切割箱
工作面施工结束后，利用主机将切割箱分段拔出。
4.根据权利要求3所述的可止水内插S型钢TRD墙的施工方法，其特征在于，所述步骤1)之前进行常规TRD工法施工前期步骤，包括以下步骤：
1)实地调查；
2)机械进场；
3)场地平整、机械拼装及后台布置；
4)测量放线。
5.根据权利要求3所述的可止水内插S型钢TRD墙的施工方法，其特征在于，所述步骤6)中，挖掘液拌制采用钠基膨润土，每立方被搅拌土体掺入100kg/m3膨润土，水灰比W/B为5～20，施工过程按1000kg水、50～200kg膨润土拌制浆液，挖掘液混合泥浆流动度控制在190mm～240mm；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不少于25％的水泥，水灰比1.4～1.6，施工过程每937kg水、625kg水泥拌制浆液，固化液混合泥浆流动度控制在180mm～220mm。
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