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摘要: 随着建筑基坑向＂大、深＂方向发展,深基坑施工技术面临的难题日显突出,特别是高水位地区基坑工程地下水控制的问题愈来愈重要。水泥土搅拌桩（墙）围护结构要满足深基坑工程截水的需要,截断或部分截断承压水层与深基坑的水力联系,控制由于基坑降水而引起的地面过度沉降,确保深基坑和周边环境的安全。介绍了TRD工法及其在深基坑工程中的应用情况。阐述了TRD工法的施工工艺、施工要点及质量控制措施,验证了TRD工法技术的可行性和可靠性。
关键词：TRD工法，深基坑
中图分类号：TV551.4文献标识码： A
随着上海市城市的快速发展，面临着城市内可开发利用的土建资源越来越少，城市发展的空间逐步转向地下空间和超高层的建设项目上，超大超深的建筑将逐渐增多，因此城市内项目建设面临的施工环境也是极其复杂且多变的，给施工带来了较大的难度。近几年在深基坑施工过程中施工方采用的各种工法已经很普遍了并且施工工艺日趋成熟，例如：三轴水泥土搅拌桩、三重管（两重管）高压旋喷桩、MJS工法桩等。其中TRD工法桩的引入又给上海市超深基坑且场地严重受限的工程带来了很好的围护施工的质量保证。
一、TRD工法又称等厚度水泥土地下连续墙工法，由日本神户制钢所1993年开发的一种利用锯链式切割箱连续切割土体并喷入水泥浆形成等厚度地下搅拌墙（连续墙）的一种施工技术。适用于各种土层在一般的砂土层中施工的最大深度已达56.7米，搅拌墙的厚度可达550mm～850mm，同时也试用于各类卵砾石，块石等底层。日本1994年开始在工程实践中使用，直至1999年才广泛应用于各类建筑工程、地下工程、护岸工程、大坝、提防的基础加固，防渗处理等方面。我国于2005年开始引进TRD技术，首先由上海广大和杭州大通公司引进，目前已使用于各种施工工程中。
TRD工法与目前传统的单轴或多轴螺旋钻孔机所形成的柱列式水泥土地下连续工法不同，TRD工法首先将链锯型切削刀具插入地下，切削至墙体设计要求的深度，然后注入一定比例的水泥浆与原位土体充分搅合，并持续横向掘削搅拌，水平推进，构筑成高度连续的地下水泥土搅拌墙。
二、TRD工法的适用范围：
1、从工程角度分类：
1)适用于调整池、河川、船坞等；
2)适用于产业废弃物的处理设施，河川修改工程，水坝工程等；
3)适用于河川堤防、道路填土等；
4)适用于开凿工程、高速道路工程、地铁工程等；
5)适用于建筑物基本工程、堤体基本防护工程等；
6)适用于港湾建设止水等；
7)适用于地下水库保持水量等；
8)核反应堆、核废料、垃圾填埋场渗滤液防污染等；
2、从土质角度分类：
TRD工法不仅适用于各类软、硬质土层，还可以在软砾石（≤100mm）和泥岩（单轴抗压强度≤5mpa）、强风化基岩中施工。
三、根据不同的地层可选择不同类型的切削刀头来施工。
TRD工法成墙厚度、深度视设备的型号不同而不同
1、TRD-I型：成墙厚度450~550mm，深度20m，可实现河岸护坡条件下的30°~45°俯角成墙施工；
2、TRD-II型：成墙厚度550~700mm，深度35m；
3、TRD-III型，成墙厚度550~850mm，深度60m；
四、TRD工法固化灰浆种类及配比
TRD工法中灰浆是决定施工质量的重要元素。固化灰浆的种类及配合比应根据地层土质情况、工程性质而定。一般而言,固化灰浆主要有水泥、膨润土及其它外加剂等组成,水泥通常采用普通硅酸盐水泥,有时也采用高炉矿渣水泥,因为高炉矿渣水泥防渗性能较好,但其不易凝固。当地层中含有机质较高或水质污染严重时,应采用化学制剂。
固化灰浆中,水灰比越小,所形成的地下连续墙的止水性及强度越高,但过小的水灰比不仅不经济,而且影响施工过程中泥浆泵的输送能力及固化灰浆的和易性,不利于施工。为了寻求理想的水灰比,应进行室内试验,在施工过程中,还应结合生产性实验进一步调整。
由于“TRD”工法边切削,边搅拌,固化灰浆在施工过程中有一定量的损失,其损失量约为20%。
五、 TRD工法的特点及优势
1、施工深度大，可适用于20~60m范围内的地下连续搅拌墙的施工，
2、适用的地质条件范围广，对于上海的软土地层施工适应较好，施工的墙体质量容易保证，对砂层的切削和搅拌较容易控制，同时对硬质地层也具有良好的控制性能。
3、成墙质量好，在墙体深度方向上，可保证水泥土搅拌均匀密实，强度高，离散性小。
4、成墙连续性好，无施工冷缝，对砂层的切削与主体搅拌喷浆均匀，使墙体的止水效果大大提高。
5、可以任意设置芯材的间隔，深向筑成均质墙体。
6、精确角度由倾斜仪和电脑检测控制。
7、施工安全性高，设备高度仅10.1米，重心底稳定性好，且TRD工法施工中是把刀短口插入土中绝对不会倾倒，适用于各类对高度有严格限制的施工场所（如高架桥下部）。
8、可以配合出入H型钢提高围护墙体的刚度，作为超深地下基坑的围护型式，
9、成墙的精度高，等壁厚，墙体的直线度可通过激光经纬仪控制，采用多段式随钻测斜墙体垂直精度监控装置是目前其他传统工艺不可比及的。
10、施工场地要求灵活，传统的地下连续墙施工，往往是地下室深度越深，地上的设备就越高，因而既不灵活也不安全，TRD的工法的组合式刀箱，从根本上解决了这个难题。
六、TRD工法的缺点
1、转角施工困难，转一次要二至三天。
2、关键性的配件价格高。
七、TRD工法的施工原理
TRD工法机是通过动力箱液压马达驱动链锯式切割箱，分段链接钻至设计深度，水平横向切割推进，同时在切割箱底部注入一定比重的水泥浆，使其与原位土体强制混合搅拌，使其实现了最大程度的交换，所以形成了等厚度的水泥土搅拌墙，也可插入型钢以增加搅拌墙的刚度和强度，该工法将土体的搅拌方式由传统中垂直轴螺旋钻杆水平分层搅拌，改变为水平轴链锯式切割箱沿墙深垂直整体搅拌，搅拌充分并均匀，墙体连续无冷缝。此种方法叫做“深层地下水泥连续墙工法”或叫做“渠式切割深层搅拌地下水泥土连续墙工法”。
八、TRD工法的施工工序
1、机械进场组装定位。TRD机械整机重约100t，不便整体运输，需部分运至现场，然后定位组装。
2、钻导向孔。TRD机械主要是沿水平方向切削，不适用于钻垂直孔，所以在施工前應选用大型冲击式钻机钻垂直导向孔，导向孔深度应与防渗墙设计深度相同。必要时在地表沿防渗墙轴线开挖水平导向槽，以便提高施工精度。
3、切削搅拌装置进入导向孔。切削刀具垂直插入导向孔定位。
4、切削搅拌同时注入固化灰浆。TRD水平方向切削，同时注入固化灰浆进行搅拌，切削过程中所排出的残土应及时用挖掘机清走。
5、搅拌桩施工完毕后立即插入H型钢。用吊机起吊H型钢，靠型钢自重插入，插入时保证H型钢的垂直度。型钢要平直、光滑、无弯曲、无扭曲。在孔口设定向装置。当型钢插至设计标高时，用Φ18钢筋将型钢固定。溢出的水泥土必须进行清理，控制至设计顶标高，进行下道工序的施工。
6、桩顶冠梁的施工：清除TRD搅拌桩墙墙顶的余土、浮浆并将桩顶水泥土凿毛，并用清水清洗干净，按设计要求和构造要求绑扎冠梁钢筋，侧模采用定型组合钢模板，穿越冠梁部分的型钢采用纸胎油毡包扎的方法，使型钢与混凝土隔离。以利型钢的拔起与回收；
7、当工程主体完工后，用组合拔桩机将型钢拔出，在H型钢回收施工前进行型钢抗拔验算与拉拔试验，以确保型钢的顺利回收。由于围护结构变形导致型钢变形，使型钢很难拔出，钢支撑应按设计要求施加预加力且各支撑受力均匀，以减小围护结构变形量，是提高H型钢回收率的有效手段。
8、H型钢回收后注浆，注浆管选用Φ10mm钢管，采用焊接将其顺水泥土壁插入桩底。注浆材料采用细砂掺加0.5～1.0%高效减水剂及3～7%膨润土，水灰比控制在0.7，通过高效减水剂及膨润土调整水泥砂浆的流动性。注浆时采用压力不小于1.0MPa的注浆泵。在注浆过程中边注浆边提升，注浆管埋入浆液下不小于3m，注浆采用2台以上注浆泵同时进行以提高注浆效果。
九、TRD工法的施工工藝
TRD工法施工工艺主要分三个部分:切割箱自行打入土体的工序、水泥搅拌墙的成墙工序及切割箱拔出的分解工序。其中，水泥土搅拌墙成墙工序又含了循环和非循环两种方法。选择使用循环还是非循环的施工方法判断依据是能否确保切割箱移动速度达到1.7米/小时。
循环成墙方法：锯链式切割安装至设计深度后，首先注入水泥浆先行切割一段距离，然后回撤切削至原处，再行注入水泥浆液向前推进搅拌至成墙。
非循环成墙方法：切割箱钻至预订深度后即开始注入水泥浆液向前推进切割搅拌成墙。
十、“TRD”工法的施工效率分析
影响“TRD”工法施工效率的主要因素有:施工深度、成墙厚度、地层性质、地层中障碍物多少及墙体中心线的曲率等。以TRD-II型已完成的工程为例,对于深度在10～15m、墙厚0.55～0.70m的地下连续墙,TRD行进速度应控制在每小时2m左右,墙深按15m计,则每小时可完成30m2,每天工作两个台班,一个台班工作8个小时,则TRD的工作效率为480m2/(台・d)。
对于深度为20～25.5m、墙厚0.55～0.70m的地下连续墙,TRD行进速度应控制在每小时1m左右,墙深按25m计则每小时可完成25m2,每天仍按工作两个台班,一个台班工作8个小时计,则TRD的工作效率为400m2/(台・d)
基于上述情况，TRD工法的施工工艺在上海软土层中的应用将会越来越广泛，特别是市区里施工用地极其狭窄，施工环境及其复杂的条件下，特别是近邻地铁设施的深基坑中，在施工条件限制极其严格，控制地铁设施的变形要求极其高的部位，对基坑止水要求高的条件下，往往会优先使用，要求施工单位更专业、更精细地保证施工质量。
目前我司处于上海市虹口区海伦路与四平路工程为例，工程位于已经开通的10号线地铁之上，此地下工程的施工相当有难度，既要不影响地铁的运行，又要做深基础，为了保护地铁通风井等地铁设施，必须挖超深地下连续墙（50m）,此连续墙的槽壁加固就采用了TRD-III型的施工工艺，不仅在狭小的空间进行了灵活的操作并且保证了施工的质量。
结束语
“TRD”工法为建造地下连续防渗墙提供了一种全新的施工方法,其适用范围广、成墙深、施工效率高。目前,我国堤防正在加紧建设,在上海市地下工程极其复杂的情况，防渗工程正逐步采用“TRD”工法施工,可直接从日本引进该设备,或在国产锯槽机的基础上,引进国外先进技术自行研制生产,以克服整机进口及维
修费用高的缺点。
关键词：TRD工法，深基坑
中图分类号：TV551.4文献标识码： A
随着上海市城市的快速发展，面临着城市内可开发利用的土建资源越来越少，城市发展的空间逐步转向地下空间和超高层的建设项目上，超大超深的建筑将逐渐增多，因此城市内项目建设面临的施工环境也是极其复杂且多变的，给施工带来了较大的难度。近几年在深基坑施工过程中施工方采用的各种工法已经很普遍了并且施工工艺日趋成熟，例如：三轴水泥土搅拌桩、三重管（两重管）高压旋喷桩、MJS工法桩等。其中TRD工法桩的引入又给上海市超深基坑且场地严重受限的工程带来了很好的围护施工的质量保证。
一、TRD工法又称等厚度水泥土地下连续墙工法，由日本神户制钢所1993年开发的一种利用锯链式切割箱连续切割土体并喷入水泥浆形成等厚度地下搅拌墙（连续墙）的一种施工技术。适用于各种土层在一般的砂土层中施工的最大深度已达56.7米，搅拌墙的厚度可达550mm～850mm，同时也试用于各类卵砾石，块石等底层。日本1994年开始在工程实践中使用，直至1999年才广泛应用于各类建筑工程、地下工程、护岸工程、大坝、提防的基础加固，防渗处理等方面。我国于2005年开始引进TRD技术，首先由上海广大和杭州大通公司引进，目前已使用于各种施工工程中。
TRD工法与目前传统的单轴或多轴螺旋钻孔机所形成的柱列式水泥土地下连续工法不同，TRD工法首先将链锯型切削刀具插入地下，切削至墙体设计要求的深度，然后注入一定比例的水泥浆与原位土体充分搅合，并持续横向掘削搅拌，水平推进，构筑成高度连续的地下水泥土搅拌墙。
二、TRD工法的适用范围：
1、从工程角度分类：
1)适用于调整池、河川、船坞等；
2)适用于产业废弃物的处理设施，河川修改工程，水坝工程等；
3)适用于河川堤防、道路填土等；
4)适用于开凿工程、高速道路工程、地铁工程等；
5)适用于建筑物基本工程、堤体基本防护工程等；
6)适用于港湾建设止水等；
7)适用于地下水库保持水量等；
8)核反应堆、核废料、垃圾填埋场渗滤液防污染等；
2、从土质角度分类：
TRD工法不仅适用于各类软、硬质土层，还可以在软砾石（≤100mm）和泥岩（单轴抗压强度≤5mpa）、强风化基岩中施工。
三、根据不同的地层可选择不同类型的切削刀头来施工。
TRD工法成墙厚度、深度视设备的型号不同而不同
1、TRD-I型：成墙厚度450~550mm，深度20m，可实现河岸护坡条件下的30°~45°俯角成墙施工；
2、TRD-II型：成墙厚度550~700mm，深度35m；
3、TRD-III型，成墙厚度550~850mm，深度60m；
四、TRD工法固化灰浆种类及配比
TRD工法中灰浆是决定施工质量的重要元素。固化灰浆的种类及配合比应根据地层土质情况、工程性质而定。一般而言,固化灰浆主要有水泥、膨润土及其它外加剂等组成,水泥通常采用普通硅酸盐水泥,有时也采用高炉矿渣水泥,因为高炉矿渣水泥防渗性能较好,但其不易凝固。当地层中含有机质较高或水质污染严重时,应采用化学制剂。
固化灰浆中,水灰比越小,所形成的地下连续墙的止水性及强度越高,但过小的水灰比不仅不经济,而且影响施工过程中泥浆泵的输送能力及固化灰浆的和易性,不利于施工。为了寻求理想的水灰比,应进行室内试验,在施工过程中,还应结合生产性实验进一步调整。
由于“TRD”工法边切削,边搅拌,固化灰浆在施工过程中有一定量的损失,其损失量约为20%。
五、 TRD工法的特点及优势
1、施工深度大，可适用于20~60m范围内的地下连续搅拌墙的施工，
2、适用的地质条件范围广，对于上海的软土地层施工适应较好，施工的墙体质量容易保证，对砂层的切削和搅拌较容易控制，同时对硬质地层也具有良好的控制性能。
3、成墙质量好，在墙体深度方向上，可保证水泥土搅拌均匀密实，强度高，离散性小。
4、成墙连续性好，无施工冷缝，对砂层的切削与主体搅拌喷浆均匀，使墙体的止水效果大大提高。
5、可以任意设置芯材的间隔，深向筑成均质墙体。
6、精确角度由倾斜仪和电脑检测控制。
7、施工安全性高，设备高度仅10.1米，重心底稳定性好，且TRD工法施工中是把刀短口插入土中绝对不会倾倒，适用于各类对高度有严格限制的施工场所（如高架桥下部）。
8、可以配合出入H型钢提高围护墙体的刚度，作为超深地下基坑的围护型式，
9、成墙的精度高，等壁厚，墙体的直线度可通过激光经纬仪控制，采用多段式随钻测斜墙体垂直精度监控装置是目前其他传统工艺不可比及的。
10、施工场地要求灵活，传统的地下连续墙施工，往往是地下室深度越深，地上的设备就越高，因而既不灵活也不安全，TRD的工法的组合式刀箱，从根本上解决了这个难题。
六、TRD工法的缺点
1、转角施工困难，转一次要二至三天。
2、关键性的配件价格高。
七、TRD工法的施工原理
TRD工法机是通过动力箱液压马达驱动链锯式切割箱，分段链接钻至设计深度，水平横向切割推进，同时在切割箱底部注入一定比重的水泥浆，使其与原位土体强制混合搅拌，使其实现了最大程度的交换，所以形成了等厚度的水泥土搅拌墙，也可插入型钢以增加搅拌墙的刚度和强度，该工法将土体的搅拌方式由传统中垂直轴螺旋钻杆水平分层搅拌，改变为水平轴链锯式切割箱沿墙深垂直整体搅拌，搅拌充分并均匀，墙体连续无冷缝。此种方法叫做“深层地下水泥连续墙工法”或叫做“渠式切割深层搅拌地下水泥土连续墙工法”。
八、TRD工法的施工工序
1、机械进场组装定位。TRD机械整机重约100t，不便整体运输，需部分运至现场，然后定位组装。
2、钻导向孔。TRD机械主要是沿水平方向切削，不适用于钻垂直孔，所以在施工前應选用大型冲击式钻机钻垂直导向孔，导向孔深度应与防渗墙设计深度相同。必要时在地表沿防渗墙轴线开挖水平导向槽，以便提高施工精度。
3、切削搅拌装置进入导向孔。切削刀具垂直插入导向孔定位。
4、切削搅拌同时注入固化灰浆。TRD水平方向切削，同时注入固化灰浆进行搅拌，切削过程中所排出的残土应及时用挖掘机清走。
5、搅拌桩施工完毕后立即插入H型钢。用吊机起吊H型钢，靠型钢自重插入，插入时保证H型钢的垂直度。型钢要平直、光滑、无弯曲、无扭曲。在孔口设定向装置。当型钢插至设计标高时，用Φ18钢筋将型钢固定。溢出的水泥土必须进行清理，控制至设计顶标高，进行下道工序的施工。
6、桩顶冠梁的施工：清除TRD搅拌桩墙墙顶的余土、浮浆并将桩顶水泥土凿毛，并用清水清洗干净，按设计要求和构造要求绑扎冠梁钢筋，侧模采用定型组合钢模板，穿越冠梁部分的型钢采用纸胎油毡包扎的方法，使型钢与混凝土隔离。以利型钢的拔起与回收；
7、当工程主体完工后，用组合拔桩机将型钢拔出，在H型钢回收施工前进行型钢抗拔验算与拉拔试验，以确保型钢的顺利回收。由于围护结构变形导致型钢变形，使型钢很难拔出，钢支撑应按设计要求施加预加力且各支撑受力均匀，以减小围护结构变形量，是提高H型钢回收率的有效手段。
8、H型钢回收后注浆，注浆管选用Φ10mm钢管，采用焊接将其顺水泥土壁插入桩底。注浆材料采用细砂掺加0.5～1.0%高效减水剂及3～7%膨润土，水灰比控制在0.7，通过高效减水剂及膨润土调整水泥砂浆的流动性。注浆时采用压力不小于1.0MPa的注浆泵。在注浆过程中边注浆边提升，注浆管埋入浆液下不小于3m，注浆采用2台以上注浆泵同时进行以提高注浆效果。
九、TRD工法的施工工藝
TRD工法施工工艺主要分三个部分:切割箱自行打入土体的工序、水泥搅拌墙的成墙工序及切割箱拔出的分解工序。其中，水泥土搅拌墙成墙工序又含了循环和非循环两种方法。选择使用循环还是非循环的施工方法判断依据是能否确保切割箱移动速度达到1.7米/小时。
循环成墙方法：锯链式切割安装至设计深度后，首先注入水泥浆先行切割一段距离，然后回撤切削至原处，再行注入水泥浆液向前推进搅拌至成墙。
非循环成墙方法：切割箱钻至预订深度后即开始注入水泥浆液向前推进切割搅拌成墙。
十、“TRD”工法的施工效率分析
影响“TRD”工法施工效率的主要因素有:施工深度、成墙厚度、地层性质、地层中障碍物多少及墙体中心线的曲率等。以TRD-II型已完成的工程为例,对于深度在10～15m、墙厚0.55～0.70m的地下连续墙,TRD行进速度应控制在每小时2m左右,墙深按15m计,则每小时可完成30m2,每天工作两个台班,一个台班工作8个小时,则TRD的工作效率为480m2/(台・d)。
对于深度为20～25.5m、墙厚0.55～0.70m的地下连续墙,TRD行进速度应控制在每小时1m左右,墙深按25m计则每小时可完成25m2,每天仍按工作两个台班,一个台班工作8个小时计,则TRD的工作效率为400m2/(台・d)
基于上述情况，TRD工法的施工工艺在上海软土层中的应用将会越来越广泛，特别是市区里施工用地极其狭窄，施工环境及其复杂的条件下，特别是近邻地铁设施的深基坑中，在施工条件限制极其严格，控制地铁设施的变形要求极其高的部位，对基坑止水要求高的条件下，往往会优先使用，要求施工单位更专业、更精细地保证施工质量。
目前我司处于上海市虹口区海伦路与四平路工程为例，工程位于已经开通的10号线地铁之上，此地下工程的施工相当有难度，既要不影响地铁的运行，又要做深基础，为了保护地铁通风井等地铁设施，必须挖超深地下连续墙（50m）,此连续墙的槽壁加固就采用了TRD-III型的施工工艺，不仅在狭小的空间进行了灵活的操作并且保证了施工的质量。
结束语
“TRD”工法为建造地下连续防渗墙提供了一种全新的施工方法,其适用范围广、成墙深、施工效率高。目前,我国堤防正在加紧建设,在上海市地下工程极其复杂的情况，防渗工程正逐步采用“TRD”工法施工,可直接从日本引进该设备,或在国产锯槽机的基础上,引进国外先进技术自行研制生产,以克服整机进口及维
修费用高的缺点。