TRD搅拌墙施工对周边环境影响实测分析

由项敏 13818186389 撰写
发布于 2021年02月03日 01:00:50
最后修改于 2024年11月14日 11:36:40

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TRD搅拌墙施工对周边环境影响实测分析

王飞

摘要

摘要：以苏州轨道交通5号线茅蓬路站基坑工程为研究背景,对该基坑TRD搅拌墙（止水帷幕）施工过程中的周边地表沉降、深层土体水平位移、土压力及孔隙水压力等进行了现场实测,并对实测数据进行整理分析,结果表明:在TRD搅拌墙成墙施工阶段,土体向墙体（槽段）外侧位移、地表隆起、土压力和孔隙水压力增加;在墙体形成但尚未结硬前,土体向墙体（槽段）内侧位移、地表回落、土压力和孔隙水压力减小,随着墙体水泥土逐步硬化,土体变形、土压力和孔隙水压力最终趋于稳定;在TRD搅拌墙施工阶段,周边1 m～5 m范围内地表隆起值为5.65 mm～7.15 mm,深层土体水平位移最大值为16.14 mm（地表下4 m深度）,对周边环境的影响总体较小。

关键词：TRD搅拌墙;施工;实测;环境影响;

前言

TRD工法是一种新型的地下水泥土连续墙施工方法，即通过切割链具对原状土体进行竖向和横向切割，并将土体与水泥浆液搅拌均匀，从而形成一定厚度的水泥土连续墙。TRD工法具有机架低、稳定性好、墙体止水性好以及深度大等优点。TRD工法自2005年引入我国以来，在基坑工程止水帷幕或支护结构中逐步开始推广应用。

本文以苏州轨道交通5号线茅蓬路站基坑工程为研究背景，实测了在TRD搅拌墙施工过程周边土体变形以及土压力、孔隙水压力等，分析总结了TRD搅拌墙施工对周边环境的影响规律。

工程概况

茅蓬路站为苏州市轨道交通5号线工程由西向东的第五站，位于茅蓬路与孙武路交叉路口，具体位置如图1所示。

图1 茅蓬路站位置示意图

茅蓬路站主体结构为地下两层两跨箱型框架结构，车站设计总长度294．50 m，场地地面标高+3．600。基坑采用明挖顺作法施工，跨茅蓬路口处局部采用盖挖法施工。标准段基坑挖深为16．56 m～16．83 m，采用地下连续墙(厚度为800 mm)+一道钢筋混凝土支撑(截面为800 mm×1 000 mm)+三道钢管支撑(直径609 mm，壁厚16 mm)的围护结构形式。由于基坑上方有高压线横跨，在基坑20轴-26轴区域范围内地下连续墙施工受到限制，因此上述区域采用钻孔灌注桩+四道支撑(同其他区域)围护、TRD搅拌墙止水。基坑围护剖面如图2所示。

茅蓬路车站各土层主要物理力学性质指标见表1。地下水主要分为孔隙潜水、微承压水(③3粉土层)以及承压水(⑦2粉砂夹粉土和⑦4粉砂夹粉土层)等三类。

实测方案

为进一步研究TRD搅拌墙施工过程对周边环境影响，在其施工期间实测了周边地表沉降、深层土体水平位移、土压力、孔隙水压力等。

在距离基坑东侧TRD搅拌墙(槽段)南端头11．3 m处布设一个断面2个土体测斜孔，与墙体(槽段)垂直距离为1 m，5 m处的测斜孔分别记为CX-2和CX-1;在该断面北侧3 m处布设第二个断面2个土体测斜孔，与墙体(槽段)垂直距离为1 m，5 m处的测斜孔分别记为CX-4(在未开始测试前的施工中已遭破坏)，CX-3。

在距离基坑东侧TRD搅拌墙(槽段)南端头12．3 m处布设一个土压力测试孔，与墙体(槽段)垂直距离为1 m，在该孔3．6 m，7．4 m，12．6 m，18．3 m，23．4 m，28．85 m深度处分别埋设土压力盒，共计6个，对应的编号依次为SP1～SP6。

在距离基坑东侧TRD搅拌墙(槽段)南端头12．8 m处布设1个断面3个地表沉降测点，与墙体(槽段)垂直距离为1 m，3 m，5 m的测点分别记为DB1，DB2和DB3。在距离基坑东侧TRD搅拌墙(槽段)南端头15．8 m处布设一个孔压孔，孔深16 m，孔压计设置深度12 m。

为保证实测数据真实、可靠，在测斜管、土压力盒置入钻孔后，采用压密注浆将测斜管与钻孔间隙或钻孔填实，以保证测斜管、土压力盒与周边土体密贴;同时深层土体水平位移测试采用瑞茨柏固定式(从上到下间隔1 m布设一个测斜仪)测斜系统，依托瑞茨柏云平台强大功能，可随时采集深层土体水平位移数据(也可采集孔隙水压力和土压力数据)。

各测点平面布置如图3所示。

实测结果及分析

3．1 TRD搅拌墙施工过程地表沉降

TRD工法墙施工过程周边地表沉降实测曲线如图4所示。

由图4可以发现:

1)在TRD搅拌墙成墙施工阶段，周围地表总体呈现隆起，DB1，DB2和DB3各测点隆起的最大值分别为7．15 mm，7．02 mm，5．65 mm。因成墙施工阶段周围土体受到挤压，且与墙体(槽段)的垂直距离越近受到的侧向压力越大，而浅部土层上覆压力却较小，从而导致地表隆起，且距墙体(槽段)越近隆起值越大。

2)在TRD工法墙成墙施工的过程中，地表总体沉降呈先隆起后回落变化，具体为在成墙施工时隆起，在墙体形成而尚未结硬前回落，不过其绝对变形仍为隆起。

3．2 TRD搅拌墙施工过程深层土体水平位移TRD搅拌墙施工过程周边深层土体水平位移实测曲线如图5～图7所示(以测斜孔CX-1，CX-2断面为例分析)。由图5～图7可知:

1)在TRD搅拌墙成墙施工阶段，深层土体水平位移总体为向墙体(槽段)外侧移动(负值表示)。其中CX-1水平位移最大值发生在地表下4 m深度处，为－1．44 mm;CX-2水平位移最大值发生在地表下5 m深度处，为－1．99 mm。距离TRD搅拌墙越近，深层土体水平位移越大，即受施工影响越大;由于基坑东侧为既有道路，其结构层对变形具有一定的抵抗和约束作用，故土体最大深层水平位移并非发生在地表，而是在地表下约4 m～5 m深度处。

2)在墙体形成但尚未结硬前，深层土体水平位移方向由向墙体(槽段)外侧逐渐向墙体(槽段)内侧转变。转变过程分两个阶段，第一个阶段位移由最大负值逐渐回到零(如图6所示)，第二个阶段位移由零再逐步变化到最大正值(如图7所示)，此时在地表下约6 m深度处CX-1水平位移最大值为6．35 mm，地表下约4 m深度处CX-2水平位移最大值为16．14 mm。从整体上看土体水平位移沿深度变化不大。在TRD工法墙成墙施工结束至墙体形成期间，由于成墙施工对土体的挤压力逐渐消失、墙体材料逐渐硬化成型，土体开始向墙体(槽段)内侧回移并逐步达到最大位移正值。

3．3 TRD搅拌墙施工过程土压力、孔隙水压力TRD搅拌墙施工过程周边土体土压力、孔隙水压力变化规律实测曲线如图8，图9所示。