▍摘 要
摘要：结合工程实际，对渠式切割组合式地下连续墙（TAD工法）在大型机场交通枢纽工程中的应用进行了研究。详细阐述了TAD工法的施工工艺，并在施工前对TAD工法的施工效果进行了试验。结果表明，TAD工法止水性能较好，墙体刚度较大，且在施工过程中对周边环境施工影响小，可以作为上海软土地区基坑工程围护结构的一种新型工艺进行推广应用。
关键词：机场捷运线；基坑试验工程；渠式切割组合式地下连续墙；垂直度控制
▍0 引 言
渠式切割组合式地下连续墙（trench cutting assembled diaphragm wall，TAD）施工技术是在渠式切割水泥土连续墙（又被称为“等厚度混凝土搅拌墙”，trench cutting re-mixing deep wall，TRD）中插入混凝土预制板材并可靠连接，形成集挡土与截水功能于一体的钢筋混凝土地下连续墙。TAD可用于人工填土、淤泥和淤泥质土、黏性土、粉土、砂土、碎石土等地层；可用作基坑围护墙，也可用作“两墙合一”围护墙，还适用于变形控制要求高、工期要求紧等情况下的基坑围护结构。因目前TAD的应用研究较少，本文结合上海浦东国际机场南区地下交通枢纽及配套工程（下称“浦东机场南区工程”）实例，对施工工艺、质量控制要点、非原位试验结果及在实际工程中的应用进行研究分析，验证其在邻近捷运线不停运施工中的可行性，为后续该技术推广或同类型工程的施工提供借鉴。
▍1 工程概况
1.1设计概况
浦东机场南区工程新建空侧捷运线及基坑工程采用阶段施工的方法，第1阶段与第2阶段中隔墙围护结构采用TAD，用厚850 mm的TRD内插厚600 mm或650 mm混凝土预制墙，水泥掺量25%，水灰比1.5～2.0（图1）；混凝土预制墙应在工厂加工制作，混凝土强度等级为C60，宽度978 mm，单节最大质量16.5 t，混凝土预制板材的混凝土保护层厚度不应小于35 mm，混凝土预制板材平面允许偏差不应大于50 mm。混凝土预制墙应全截面位于TRD内，预制墙单侧水泥土厚度不应小于100 mm。预制墙垂直度偏差不得大于1/400，预制墙顶标高竖向允许偏差不得大于50 mm，平面位置允许偏差不得大于10 mm。
1.2工程地质概况
本工程场地分为正常沉积区域和古河道区域。浅部土层分布相对均匀。场地浅层分布有第②3层和第③2层砂质粉土层，砂性重，渗透性强，易产生流砂风险；中部分布有深厚的流塑状态的淤泥质土，土质软弱。深部受古河道切割影响，地层起伏较大正常沉积区第⑦层埋深约30 m；古河道区域，第⑦层埋深加深，且存在第⑤2层、⑤3-1层、⑤3-2层、⑤3-4层分布。
场地微承压水赋存于第⑤2a层黏质粉土夹粉质黏土、第⑤2b层砂质粉土夹粉质黏土、第⑤3-2层砂质粉土夹粉质黏土中，该3层在古河道区分布，且分布范围较大。施工期微承压水水位埋深为5.00 m（绝对高程0.50 m）。
本场地承压水赋存于第⑦层、⑨层砂土中。第⑦层、⑨层分别为上海市统编第Ⅰ、Ⅱ承压含水层，赋存地下水水量丰富。第⑦层承压水水位埋深为4.5 m（绝对高程0 m），第⑨层承压水水位埋深为5.5 m（绝对高程-1.00 m）。
▍2 TAD工法
2.1施工工艺
首先设备进场进行机械组装及监测验收，然后按照设计图纸对施工槽段放样并复核，复核通过后桩机定位并逐节下放切割箱至设计底标高，待水泥原材检测合格后开始1序先行切割，每次切割长度不大于10 m，然后进行2序回撤切割，确保原状土体搅拌均匀，最后进行3序搅拌成墙（注入水泥固化液），完成TRD施工，移机至下一段槽段。然后采用吊车将预应力混凝土异形预制板桩（具有资质的工厂浇筑，离心振捣，蒸汽养护）吊入沟槽内，再采用专用插桩机（或定位架）定位板桩同时控制板桩下插垂直度以及送桩至设计标高，完成单幅TAD工法墙。上下节采用机械连接，相邻幅板桩采用榫卯结构连接，循环进行上述工序。施工工艺流程如图2所示。
2.2插桩施工
TRD喷浆2幅后开始插桩。开始插入第1幅板桩时，TRD喷浆第3幅。插入第2幅板桩时，TRD开始喷浆第4幅，以此类推。
当插至倒数第3幅时TRD开始切水，插桩机继续插桩至倒数第2幅后暂停施工。TRD继续切水施工。回切至已喷浆位置50～100 cm处开始重新喷浆，喷浆2幅后继续插桩施工，以此类推。
▍3 施工控制要点
1）根据设计图纸按照坐标放样，桩位采用红色油漆在硬地坪上做好标记，复测合格后进行槽段开挖。定位偏差控制在±5 mm以内。
2）采用钢筋混凝土结构，混凝土强度等级≥C30，单层双向配筋。14 mm@200 mm，导墙阳角设置暗梁。内侧导墙与重型道路相连。导墙内设置方木支撑，间距1 m梅花形布置。导墙养护时间确保1周以上。
3）在设备下方满铺路基箱（尺寸12 m×12 m），确保地基承载力满足施工需求。通过设备行走控制线和围护结构定位线来双控设备施工走向。平面偏差不应超过±20 mm。采用履带吊将切割箱逐段吊入预埋箱内，利用支撑平台固定。TRD主机移至预埋箱位置连接切割箱，主机再返回预定施工位置进行切割箱切削下放工序[10-15]。过程中记录每节切割箱尺寸，确保达到设计深度。切割箱自行打入设计深度后，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。
4）测斜仪安装完毕后，使用三序法成墙，形成TRD。喷浆时水泥掺量25%，水灰比1.8，泥浆相对密度1.32。
5）插桩机就位后，采用高精度水平尺调整复核动力头，使其保持垂直槽段，同时复核桩位线。预制板桩底部中心对正桩位中心沿定位卡缓慢垂直插入水泥土搅拌桩体内。预制板桩插入时应使用经纬仪校准板桩垂直度。平面位置偏差不大于50 mm。在上下节板桩上安装弹簧锁扣，同时采用水平气泡尺对上下节板桩平面内4个边进行复测，消除误差后，均匀涂抹环氧树脂，然后上下幅板桩连接。起吊第2幅板桩的下节桩，沿上一幅板桩定位工具节插入雌口，确保左右幅咬合质量，同时缓慢下放至设计标高。
6）吊装施工前，需要对吊索具和吊车选型工况进行计算分析。场地应平整、坚实，不得产生不均匀下沉。垫木与吊点的位置应相同，并应保持在同一平面内。多层垫木应上下对齐，最下层的垫木应适当加宽。板桩起吊时应设计好吊点，直接起吊，不可拖行。TAD施工中最长板桩长16 m，重约20 t，采用100 t履带吊起吊，起吊高度至17～18 m位置，回转半径控制在8~12 m。
▍4 现场试验
4.1试验过程
为保证TAD工法墙施工的顺利，选取捷运北侧西线左线和西线右线之间进行TAD工法试验，为后续正式施工提供指导文件。通过TAD试成墙试验验证TRD厚度与预制板厚度、深度的匹配情况，插桩机的施工能力，预制墙的吊装、插入、拼接、墙位固定工艺以及墙幅之间连接的插入工艺，预制墙的垂直度控制工艺。
本次TAD工法试验TRD槽段长7.7 m，宽850 mm，插入7幅厚650 mm预制板，3幅31.5 m（分为16.5 m+15.0 m的2节），4幅26.0 m（分为14.0 m＋12.0 m的2节）TRD墙体水泥掺量25%，水灰比1.5，搅拌墙垂直度偏差不大于1/250。TAD预制板分2节进行生产制作并吊装，板桩设计强度等级为C60，保护层25 mm。预制板宜在等厚度水泥搅拌墙完成2 h内插入，采用专用插桩机，确保垂直度偏差不大于1/400，墙顶偏差不大于50 mm，平面不大于10 mm。TAD试验段累计共用时约29 h（含先行挖掘、回撤挖掘、喷浆成墙）。
膨润土实际使用11 t（设计值10.96 t），水泥99 t（设计值98.6 t），水灰比1.5，单幅板桩平均插入时间为2.7 h。由于施工时B1-1点位被设备挤压，1.8 m处沉降4.9 cm，其余4.0 m处B1-2点沉降1.7 cm，9.0 m处B1-3点沉降1.8 mm。由于施工时T01点位被设备挤压无法测取数据，T02向南位移8.5 mm，T03向南位移1.5 mm。试验基本验证了TAD工法的可行性，同时实现了对周边环境微扰动的目标。
4.2试验改进
根据现场实际施工情况，结合TAD试验数据，针对TAD工法技术进行优化，合理安排施工顺序，提高施工效率，做到随喷随插，减少槽段“空置时间”，确保对沉降影响稳定，延长板桩搁置时间，做到“桩等槽”而非“槽等桩”。原有板桩起吊时固定螺栓较多，导致安拆时间过长。后续现场起吊固定8颗螺栓。剩余螺栓孔直接安装弹簧锁扣，接桩时只需将吊具卸下安装8个弹簧锁扣。
原有板桩下方未设置保护措施，导致下方锁扣只有在起吊后安装，增加接桩时间，现用4颗螺栓固定保护板，其余锁扣均在施工前安装完成。起吊后拆除保护板，安装剩余4个锁扣即可。改进后，接桩时间可缩短至30 min左右。由于施工过程中距离围界较近，最近距离仅1.4 m且为单层围界，所以后期开挖过程中，若有较大渗漏，无法外侧封堵。板桩外形设计增加转角长度，延长渗水路径，降低渗漏风险。利用板桩截面特点，在幅与幅之间增加跟踪注浆管，若后期发生渗漏，需采用墙身跟踪注浆封堵。
针对TRD施工过程中产生的泥浆飞溅等情况，采用挡水坎加隔离围挡加防护罩的三重保护方式。沿着轨交区域围挡浇筑高30 cm的挡水坎；采用隔离围挡跟随设备布置，减少对捷运的影响。
▍5 结 语
随着社会的发展，各种工程技术不断出现，城市不断往地下空间发展，基坑围护的施工对基坑的稳定性以及周边环境及既有建筑物的保护已经越来越受到重视。TAD工法技术无需现场制作钢筋笼、浇筑钢筋混凝土等多道工艺流程，机械设备投入量较少，操作简单，质量可控，相比其他现浇工艺可以节省工期。板桩采用工厂化生产，响应了国家倡导的装配式施工，与现浇结构相比，具有节能、环保、低碳的特点。
本文结合上海浦东国际机场南区地下交通枢纽及配套工程TAD工法技术应用工程实例，重点介绍了实际应用情况，该技术的运用有效解决了工程项目施工对周边保护建筑或捷运线微扰动的难题，提高基坑围护结构的安全性，为后续同类型工程的施工提供借鉴。
作者：丁德申
整理：项敏
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