深大基坑围护的TRD工法实施关键问题及对策*

上海建工七建集团有限公司 上海 200050

1 工程概况

上海虹桥商务核心区（一期）08地块规划主要为商业、娱乐、办公、酒店、会展综合用地等功能，总用地面积为89 805.6 m2，整个地块又被申长路分为D13、D23两个地块。本工程范围为D13地块地下部分工程。

工程周边环境复杂，管线众多，申长路、建虹路、申滨路上配有水管、水落管、燃气管、电力管等；基地南侧为建虹路（原义虹路）及高架，基地北侧甬虹路下埋设共同沟；同时，由于本工程周边地块基坑基本开挖完毕，已经对周边道路、管线、建筑等造成较大的沉降变形，作为本地块最后实施的超大超深基坑，环境保护要求极高。

本工程场地内较为平坦，地面标高在4.60～5.50 m之间，地貌类型属滨海平原地貌。经勘察查明，拟建场地分布有第⑤2层和第⑦层砂性土，其埋深在离地面约20.0 m和30.0 m以下，系全新纪滨海、沼泽相沉积层和上更新纪河口－滨海相沉积层，是上海地区微承压含水层和承压含水层。

2 围护设计及止水帷幕的比选[1-4]

本工程基坑总面积约46 090 m2，基坑边周长约890 m，开挖深度约为17.0 m。周边围护体采用灌注桩排桩围护墙结合止水帷幕，基坑内竖向设置3 道混凝土支撑体系，混凝土水平支撑为双圆环结构。由于基坑超大、超深，且采用了双圆环水平支撑结构，基坑变形控制的难度极高，在围护设计中，止水帷幕的选择是个关键问题，如果止水帷幕效果不理想，而造成漏水的话，将对整个基坑的安全和周边环境造成灾难性的影响。鉴于此，我们选择了超深三轴搅拌桩止水帷幕和等厚度水泥土搅拌连续墙（TRD）止水帷幕进行对比。

2.1 超深三轴搅拌桩止水帷幕

需采用Φ1 000 mm@750 mm三轴搅拌桩止水帷幕，桩长40～49 m，其中－0.5～－20.5 m的水泥掺量为20%，－20.5 m底标高的水泥掺量为25%，共约593 根。

针对40 m三轴搅拌桩，可采用一次成孔的施工工艺进行施工，针对45 m、49 m超深三轴搅拌桩，使用一次成孔的施工工艺配合预钻先导孔工艺进行施工。施工工艺为：场地平整→测量放线→开挖沟槽→桩机就位→搅拌和注浆→移机下一根桩。由于三轴搅拌桩施工对周边管线影响较大，因此施工前需先打设应力释放孔以对周边管线进行保护。但实际上，由于工艺的限制，超深三轴搅拌桩的施工质量很难控制。

2.2 等厚度水泥土搅拌连续墙（TRD）止水帷幕

厚度为800 mm的TRD墙体作为止水帷幕，须采用三循环水泥土搅拌墙建造工序连续成墙，标高范围－0.5～－40.5 m（－45.5 m、－49.5 m），水泥掺量为25%，采用P.O 42.5水泥，深40 m、45 m、49 m。坑内加固采用Φ850 mm三轴水泥土搅拌桩，共2 480 根，桩长22 m。其中－0.5～－17.5 m的水泥掺量为10%，－17.5～－22.5 m的水泥掺量为20%。围护排桩与坑内加固间采用压密注浆填充，共3 953 m3。施工工艺见图1。

图1 TRD施工工艺示意

2.3 两种止水帷幕效果的比较

表1 两种止水帷幕效果的比较

综合考虑上述因素和经济性因素，我们最终选用TRD止水帷幕。

3 施工实施的关键问题和对策[5-8]

3.1 区域划分

本工程施工区域范围广、工程体量多、施工工期紧、机械配置量多、总体分项工序多、施工协调难度大，同时也为减少围护桩施工对于周边管线和高架的影响，本工程根据 “划小区域、分区管理、责任到人”的网格化管理思路，将围护作业划分为3 个工区，分别为Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区（图2）；排桩及止水帷幕施工配备2 条作业线，每条作业线配备1 套TRD工法设备以及2 台220型旋挖钻机分别进行，坑内加固采用2 套三轴搅拌桩设备进行现场施工。

图2 围护桩施工分块示意

3.2 总体流程部署

为满足施工进度要求，同时避免TRD止水帷幕施工对已施工的钻孔灌注桩产生影响，故将围护桩施工流程定为：先进行TRD止水帷幕施工，而后进行围护排桩施工，在TRD止水帷幕施工完毕7～14 d后再开始进行相应区域的钻孔灌注桩排桩施工，以确保TRD止水帷幕及钻孔灌注桩排桩的施工质量。坑内加固施工待TRD止水帷幕完成后开始进行，压密注浆施工则放在最后进行。

3.3 场地及道路部署

考虑到施工道路布置既要满足水泥土搅拌桩墙（TRD）成桩机械承载要求，又要满足今后基坑施工需要，我们在施工现场设置了内外2 圈宽8 m环形主道路，场地内设置1条宽8 m副道路，水泥土搅拌桩墙（TRD）成桩机械荷载约1 500 kN。为满足施工需要，道路采用C20混凝土浇筑，厚20 cm，下铺单排双向Φ12 mm@150 mm钢筋，在进行地坪浇筑前需对表层素土进行处理，采用压路机分层压实，根据文明施工要求，现场其余区域做厚10 cm素混凝土硬地坪。道路地坪做坡向排水沟。

围护阶段3 个分区内各设置1 个水泥仓库，每个水泥仓库由4 个水泥筒仓和1 个拌浆系统组成，主要提供止水帷幕及基坑加固的水泥堆放和水泥浆的拌制。

4 实施效果

本工程桩基围护阶段施工从开工到结束，工期为154 d。施工过程中严格按网格化管理，同时按先进行TRD止水帷幕施工、而后进行围护排桩施工、坑内加固施工待TRD止水帷幕完成后开始进行、压密注浆施工最后进行的步骤循序操作，实施效果良好。本工程在超深止水帷幕上的成功实践，可供类似工程参考。