TRD工法與SMW工法技術(shù)經(jīng)濟(jì)對比探討

時間:2022-04-21 04:43:22

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TRD工法與SMW工法技術(shù)經(jīng)濟(jì)對比探討

[摘要]trd工法smw工法具有獨特的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢,在面對不同場景時,可有效保障施工質(zhì)量。二者具有各自特征,在應(yīng)用對比過程時,須根據(jù)工程實際情況完成分析。就TRD工法與SMW工法技術(shù)經(jīng)濟(jì)對比分析展開討論,研究兩者的有效應(yīng)用,提出TRD工法與SMW工法對比、TRD工法與SMW工法的造價指標(biāo)對比對策,為同類工程提供參考。

[關(guān)鍵詞]TRD工法;SMW工法;經(jīng)濟(jì)對比;研究分析

目前,我國城市化發(fā)展逐漸加速,軌道交通、高層建筑等不斷快速發(fā)展。在基坑施工中,整體隨著“大、深、遠(yuǎn)”的目標(biāo)前進(jìn)。深基坑施工主要采用SMW工法樁的施工工藝,通過連續(xù)墻、MJS工法、高壓旋轉(zhuǎn)噴樁柱等工藝完成。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)實力的增強,TRD工法具有明顯的應(yīng)用潛力,可以保障建設(shè)模式,使其形成經(jīng)濟(jì)成本控制。從施工原理方面,由于TRD工法與SMW工法極為接近,為此對二者的技術(shù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行對比和比較。

1TRD工法與SMW工法技術(shù)原理分析

1.1SMW工法技術(shù)原理

SMW工法技術(shù)原理利用多軸攪拌機完成土地分割,從鉆頭端部將水泥漿注入土體,完成充分?jǐn)嚢?,在各施工平面之前采取重疊塔接施工。水泥土混合體未完全干透前,插入受拉材料(通常選擇H型鋼)作為應(yīng)力加強材料[1],保證水泥變硬形成強勁的復(fù)合圍護(hù)墻體。該墻體作為地下開挖機層的止水結(jié)構(gòu),采用三軸型斷絕攪拌機。SMW工法構(gòu)造簡單,具有高效止水性、工期短、造價低的優(yōu)勢,對周圍的生態(tài)環(huán)境影響較小,適用于城市深基坑工程。

1.2TRD工法技術(shù)原理

TRD工法可在各類土層和砂礫石層中形成墻體,其工作原理是利用鏈鋸式刀具箱豎直插入地層中,做水平橫向運動。由于鏈條帶動刀具上下同轉(zhuǎn)運動,在攪拌混凝土?xí)r灌入水泥漿,形成特定厚度的墻體,取代工程中常用的高壓噴射灌漿。在使用過程中,TRD工法的明顯特征為墻體連續(xù)、表面平整、厚度一致、墻體均勻性極好。目前主要應(yīng)用于地下工程、戶外工程、大壩防滲處理工程等。我國TRD工法的施工工藝大致分為以下程序。一是開挖溝槽。利用挖掘機對工程地點開挖施工溝槽,其溝槽寬度為1000mm×1000mm。二是開挖深度。利用挖掘機開挖深度,同時下放預(yù)埋箱,將切割箱逐段放入預(yù)埋箱內(nèi),再進(jìn)行預(yù)埋穴填充。三是樁機就位。施工場地架設(shè)全站儀,調(diào)整樁機位置。由指揮人員指揮施工器械,完成對地理位置的確認(rèn),如發(fā)現(xiàn)障礙物須及時清除,以保證后續(xù)工程定位情況。四是切割箱與主體連接。使用固定吊車將切割箱逐段放入預(yù)埋穴,用支撐臺固定。TRD安裝主機移至預(yù)埋穴位置,連接切割箱。五是安裝測斜儀。切割箱埋入設(shè)計深度后,安裝測斜儀對地面的垂直進(jìn)度進(jìn)行管理。六是TRD工法成墻。側(cè)斜儀安裝完畢后,主機與切割箱連接,在切割箱底部注入挖掘液或固化液,使其與原有土地混合,形成同等水泥厚度的地下連續(xù)墻。七是置換地處理。利用TRD工法,對廢棄泥漿進(jìn)行統(tǒng)一堆放,并進(jìn)行集中處理。八是拔出切割箱。施工結(jié)束時將切割箱拔出,重新組裝,完成后續(xù)作業(yè)。需注意,切割箱的拔出應(yīng)選擇遠(yuǎn)離架空線位置進(jìn)行。

2TRD工法與SMW工法對比

TRD工法與SMW工法由于工作模式以及機械高度不同,因此在施工時,常會碰到機械設(shè)備受客觀條件限制的情況[2]。TRD工法對于施工場地要求較為靈活,與傳統(tǒng)SMW工法相比,TRD工法可以解決地下深度深、地面設(shè)備位置高、安裝不靈活等難題。連續(xù)墻的深度只需完成刀箱節(jié)數(shù)組裝,由于刀箱位于主機側(cè)面,施工時其整體沿成墻方向移動,因此對工作面的要求降至最低。在施工過程中,根據(jù)地質(zhì)情況和地下障礙物(如石塊等)情況選擇TRD工法,其可以利用機械自帶的鏈鋸,對普通障礙物進(jìn)行切割。而傳統(tǒng)SMW工法則無法處理地質(zhì)問題。TRD工法可勝任各種土層和石質(zhì)地質(zhì)情況,其更注重樁體的間距和垂直度。垂直度應(yīng)小于1%,以保證樁體位置,保證墻體的防滲功能,并通過施工管理系統(tǒng)完成切削箱體深度。經(jīng)過有效測試,TRD工法與SMW工法的比較分析,TRD具有明顯的優(yōu)勢。

3TRD工法與SMW工法的造價指標(biāo)對比

SMW工法造價約為800元/m3,常規(guī)深度最深為30m,需額外增加高壓旋噴樁止水帷幕,造價為800元/m3。如地下連續(xù)墻滿足深度要求,在30m左右深度,地下連續(xù)墻造價指標(biāo)為25007/m3[3]。TRD工法考慮到H型鋼造價指標(biāo)為1500元/m3。根據(jù)數(shù)據(jù)對比可得知,如采用深度不深的維護(hù)施工時,TRD工法與SMW工法相比較,兩者差異不大,但與地下連續(xù)墻造價相比,SMW工法則節(jié)省一定費用。此外,SMW工法采用三軸攪拌樁施工,其工藝特性在水泥漿加固中為三根一組,每組之間需進(jìn)行搭接;而TRD工法采用切割箱,到達(dá)預(yù)定深度后可注入固化液向前推進(jìn)挖掘攪拌成墻。經(jīng)比較,TRD工法水泥漿使用比SMW工法更經(jīng)濟(jì)合理。TRD攪拌樁所需要的水泥加工面積小于SMW工法樁的面積,且隨著SMW工法樁加長,可以完成組數(shù)之間的組裝。其已成型的連續(xù)墻與TRD連接,連接數(shù)目比SMW工法少,TRD工法在模數(shù)布置裝備上更為經(jīng)濟(jì)合理。(1)在工期方面。針對普通地質(zhì)深度不深、場地不受限制情況,可采用SMW工法。其構(gòu)造簡單,施工速度極快,對比TRD工法可節(jié)約工期。但由于總體工期時間差異不大,可考慮機械降效費用,根據(jù)機械的相關(guān)指標(biāo)考量,可節(jié)約成本20%。(2)在余土外運方面。TRD工法與SMW工法均存在一定程度的置換土的工作內(nèi)容,由于兩種工法均使用水泥噴漿與原有土體攪拌,因此,在加固方式上大致相同。TRD工法與SMW工法在成槽方面,可節(jié)約成本30%左右。(3)在空間受限方面。如遇上方空間受限情況,在高架橋梁下方、高壓線下方進(jìn)行基坑維護(hù)實施過程中,傳統(tǒng)SMW工法攪拌樁機械無法滿足,而在城內(nèi)實施此類工程時,可采用MJS水平旋噴柱地基加固。目前,MJS價格為1500元/m3。在水泥加固單價中,TRD工法包含插拔型鋼和鉆孔樁等費用,而MJS以單軸、單根進(jìn)行地基加固,在加固量中,MJS工法與SMW工法存在大量搭接問題。(4)在周邊建筑物管線保護(hù)方面。由于TRD工法噴漿過程整體壓力較小,可有效保障基坑安全等級保護(hù)和周邊建筑物保護(hù)。如選用SMW工法,則有可能會對周圍的管線進(jìn)行臨時搬遷。因此,在施工進(jìn)度和費用控制方面,TRD工法具有明顯優(yōu)勢。(5)在止水費用方面,TRD工法品質(zhì)均勻。如果需要運用額外的水帷幕保護(hù),則TRD工法的相關(guān)費用比SMW工法的費用少。在例如上海市等高水位城市,在基坑維護(hù)中,考量其整體工程質(zhì)量的要求,均采用TRD工法。TRD工法整體造價指標(biāo)在止水保護(hù)中優(yōu)于SMW工法。因此,在成本和施工質(zhì)量中更具使用優(yōu)勢??傮w而言,TRD工法比SMW工法具有以下8大優(yōu)勢。一是設(shè)備高度較低,一般不超過13m,具有極高的安全性。二是施工深度大,施工最高深度可達(dá)60m。三是適用地層廣泛,適用于黏土、沙土、沙礫地層中。四是墻體垂直度高,可以使用插入式切斜計,對墻體情況進(jìn)行實時監(jiān)測。五是成型墻體厚度模塊數(shù)量調(diào)整。六是墻體連續(xù)無冷縫,通過內(nèi)插的H型鋼可完成間距調(diào)整。七是成墻方向、品質(zhì)統(tǒng)一,可以完成攪拌,形成均勻的水泥土攪拌墻。TRD工法在攪拌成墻過程中,噴注水泥漿壓力比SMW工法小,對周圍土地影響較小。八是造價指標(biāo)。在約30m的深坑工程中,TRD工法與SMW工法造價指標(biāo)相同,如遇堅硬土地、地下障礙物等情況時,可以選擇TRD工法,其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)于SMW工法。

4結(jié)語

綜上所述,在TRD工法與SMW工法經(jīng)濟(jì)對比中,可得知兩者均具有各自的優(yōu)點。其經(jīng)濟(jì)比較以總體施工深度為考量,如深度30m,推薦使用SMW工法;深度超過30m,且地形多為石沙混合地形,則推薦使用TRD工法。

[參考文獻(xiàn)]

[1]郭雙朝,張澍,張振,等.TRD工法在北方地區(qū)的適用性分析[J].建筑技術(shù),2020,51(5):569-571.

[2]鄭仲園.SMW工法樁監(jiān)測與Midas數(shù)值模擬對比分析[J].廣東水利水電,2019(4):14-19.

[3]張誠,惠鋒,侯靖東.臨近地鐵深基坑工程超深TRD工法實踐與研究[J].城市住宅,2019,26(9):138-141.

作者:吳蕊