BIM技术的地铁保护区内深基坑渠式等厚度水泥土搅拌墙(TRD)施工工法分析

BIM技术的地铁保护区内深基坑渠式等厚度水泥土搅拌墙(TRD)施工工法分析

王智亚,蔡睿鹏,何佳雯

中国建筑第八工程局有限公司 上海 200000

摘要：如今，很多新建工程都处于地铁保护区，这也对工程深基坑施工提出更严格的要求。对此，TRD施工工法（等厚度水泥土搅拌墙）可以应用在相邻地铁、基坑变形控制要求高、基坑形状不整的工况条件。科学应用TRD施工工法可减少渠式TRD墙体裂缝生成几率、提高防渗性能、降低对相邻地铁的幅面影响，从而保证基坑施工安全性，有助于工程顺利开展。由此可见，在地铁保护区新建工程中，加强渠式TRD施工工法研究有着重要意义。本文重点阐述基于BIM技术的地铁保护区深基坑处渠式TRD施工工法。

关键词：TRD施工工法；深基坑；地铁保护区；BIM

引言

TRD是指等厚度水泥土搅拌墙技术，是地基加固的一种方法。TRD施工工法在实施中，在地基中插入锯链式切削刀具，并削成墙体设计厚度、设计深度标准，在坑洞内加入固化剂与原土充分搅拌，持续掘削和搅拌，持续推进形成等厚度水泥土墙体，从而起到加固作用。TRD施工工法适应性非常强，可以应用在不同土壤条件中（砂土、粘性土、砂石层、软岩层等），再加上通过掘削的方法保证墙体深度，墙体成品应用效果好，可以保证基坑施工安全性。此外，借助BIM技术，对工程地基模拟施工，对TRD施工工法科学编号，不断深化图纸内容，优化施工工序，进一步发挥TRD施工工法使用效益。

1. 基于BIM技术的TRD施工工法相关阐述

BIM技术与TRD施工工法相融合，是在TRD施工工序条件下，应用BIM仿真模拟技术进行工程建模，模拟TRD施工工序，将传统的二维设计图纸转化为三维设计模型，实现可视化技术交底，直观的展示深基坑地下连续墙、支撑体系。转角部位施工是技术难点，通过BIM可视化特点，即可模拟转角处施工流程，并对施工工序优化、简化，如采用成槽机开道施工方案，成槽机在转角前施工，降低了TRD施工工法中打入下刀箱的施工工程量，提高了施工效率[1]。减少TRD深层施工遇到阻碍的几率，提升了施工安全性。

2. 施工工艺流程以及前期准备工作

2.1施工流程

TRD施工流程为：现场勘察及地质报告分析→BIM软件模拟施工、图纸深化→机械设备进场→场地平整、机械拼装及后台布置→测量放样→导向槽、预埋穴挖掘，吊放预埋箱→桩基就位，设置定位线→切割箱自行打入挖掘工序→安装测斜仪→先行挖掘→回撤挖掘→搅拌成墙→退避挖掘，切割箱养生→切割箱拔出分割工序→设备退场。

2.2前期准备

做好前期准备工作有助于保障TRD施工质量，必须要做好充足的准备。提前做好实地勘察工作，提出精准的地质报告分析，做好施工机械设备检查，在完成场地平整之后安排进场顺序，现场拼装机械设备和后台布置。提前做好浆液试块制作，并提出标准的浆液配置标准。水泥等材料必须符合设计标准和工程施工要求，材料进场前做好质量检查工作，抽检不合格整个批次退回。为了保证施工安全，应根据工程情况判定可能存在的风险，并提前做好施工现场安全保障措施以及应急预案。

3. TRD施工技术要点

3.1BIM工序交底

构建地基的BIM三维模型，对工程模型进行可视化交底。根据施工准备环节所采集的工程信息数据以及设计标准，利用Revit软件绘制TRD墙施工模型，在模型上标记TRD的地下连续墙、支撑体系、交叉部位等关键点，采用Navisworks对TRD墙可视化技术交底，还可以加入时间维度建立四维模型，根据所采集的信息数据和施工标准模拟TRD墙体施工[2]。

3.2施工图纸深化

在完成技术交底工作后要优化施工图纸，对TRD等厚度水泥土搅拌墙和地下连续墙标号，划定每天完成的施工量和施工段。根据工程量合理排布施工流程、施工工序，确保每天都能按时完成施工任务。TRD墙相邻地下连续墙施工采用跳槽法施工，地下连续墙的首开幅、闭合幅要根据开槽的长度、宽度决定，在成槽机开槽时，应确保宽度两侧临界点的均衡性，两侧槽壁不得出现肉眼可见的倾斜，倾斜度偏差控制在90±1°。为了确保可以顺利完工，应采用流水作业方案。

3.3TRD工法机施工

结合工程测量数据和设计图纸标准，提前做好TRD墙体的中心线角点坐标、高程测量工作，确保标定位置符合设计要求和施工标准。施工前再次确认标定点的精准度，确认无误后即可展开挖槽施工，将预埋箱放置在指定位置，将桩机运输到指定位置并固定，连接主机和切割箱，并在指定测量位置安装测斜仪。

TRD成墙工序包括先行挖掘、回撤挖掘、搅拌。严格控制挖掘速度和搅拌速度，挖掘速度过快难以保证槽壁垂直度和精度，先行挖掘速度控制在1±0.5m/h范围内，回撤挖掘速度控制在8±2m/h范围内，成墙搅拌速度控制在2±1m/h范围内。切割箱放置后自行沉入，严格按照设计配比标准加入稳定液膨润土，确保水胶比符合要求。此外，TRD施工中会产生大量的置换土，将置换土回填到设备行走道，如果有剩余的置换土应在指定位置统一堆放，待到土堆固化后由运输车统一运走。

3.4TRD墙特殊部位处理

TRD墙特殊部位处理是整个TRD施工工法的重点和难点，主要有两处特殊部位，即转角处、临近地铁和连续墙侧。转角位置应采用先行开挖方案、临近地铁和连续墙位置应做好二次加固。如果TRD一侧与地铁和连续墙一侧无法预留出充足土壤厚度作为缓冲，会增加TRD墙体的悬空高度，增加墙体的内侧压力，墙体受压产生较多的裂缝和渗漏，严重影响工程整体质量。对此要在施工时同时进行TRD墙体加固和卸载作业，也就是二次加固施工，在内侧增设“工”字钢、加固内侧钢板桩、TRD墙体外侧喷射砂浆[3]。

3.5成墙检测

TRD墙体施工完毕后清理好施工现场，在4周后对TRD墙钻芯取样，要求样本取样具有代表性，强度（大于0.5MPa）、渗透系数符合取样标准，检测点不得少于3个[4]。

3.6沉降、变形监测

考虑到基坑施工临近地铁，深基坑施工过程中会造成周围土壤沉降，所以在完成TRD墙体施工后，需要对TRD墙体周围土壤进行沉降、变形监测。根据监测单位提出的标准开展监测工作，深度分析监测报告信息和数据，安排专职人员负责观察监测点变化情况。为了保证地铁及其周边结构变形量过大达到预警值，需要采取有效的防护措施，要求监测专职人员及时采集数据、汇报信息，施工中实时观测降水速度，避免降水过快，应缓慢、匀速、分步进行，严格按照设计标准和施工要求开挖土方，开挖中实时监测地铁侧土壤结构变化情况。

结束语

综上所述，针对新建工程临近地铁、地基变形控制要求严格、地基形态不规则等情况，TRD施工工法应用中表现出良好的适应性，得到了工程建设领域一致认可。为了充分发挥TRD施工工法效益，必须做好前期准备工作，并制定施工方案、管理方案、应急预案，借助BIM技术加强前期的技术交底工作，优化施工方案，在施工中掌握TRD墙各个施工环节要点，严抓施工质量，保证特殊部位施工达标，做好监测和取芯检测工作，这样才能够确保工程顺利完工。

参考文献

[1] 邵鲁.CSM工法等厚度水泥土搅拌墙在紧邻既有建筑深基坑工程中的应用[J].砖瓦, 2023(1):65-67.

[2] 刘长伟.超深CSM等厚度水泥土搅拌墙在武汉地区深大基坑工程中的应用[J].工程技术研究, 2021(18):200-201.

[3] 彭彩贵.浅谈超深等厚度水泥土搅拌墙施工技术[J].建材发展导向, 2019(24):300-301.

[4] 张世轩,严学宁,王翠英.TRD水泥土搅拌墙在基坑工程中的应用[J].湖北工业大学学报, 2019(1):609-610.