河南省工程建設標準三軸水泥土攪拌樁帷幕技術規程三軸水泥土攪拌樁帷幕技術規程主編單位：河南省建筑科學研究院有限公司施行日期：2015年3月1日三軸水泥土攪拌樁帷幕技術規程/河南省建筑科學研究工-技術規程IV.①TU472.3-65中國版本圖書館CIP數據核字(2015)第042376號出版社：黃河水利出版社發行單位：黃河水利出版社承印單位：河南省瑞光印務股份有限公司字數：34千字印數：1—3000版次：2015年2月第1版印次：2015年2月第1次印刷定價：18.00元各省轄市、省直管縣(市)住房和城鄉建設局(委),鄭州航空港經濟綜合實驗區市政建設環保局，各有關單位：由河南省建筑科學研究院有限公司主編的《三軸水泥土攪拌樁帷幕技術規程》已通過評審，現批準為我省工程建設地方標準，編號為DBJ41/T145—2015,自2015年3月1日在我省施行。此標準由河南省住房和城鄉建設廳負責管理，技術解釋由河南省建筑科學研究院有限公司負責。河南省住房和城鄉建設廳2015年1月9日根據《河南省住房和城鄉建設廳關于印發2013年度河南省工程建設標準制定修訂計劃的通知》(豫建設標〔2013〕29號)的要求，河南省建筑科學研究院有限公司組織相關單位經廣泛調查研有關意見和建議反饋給河南省建筑科學研究院有限公司(地址：鄭州市金水區豐樂路4號，郵編：450053),以便修訂時參考。本規程參編單位：河南泰和機電設備安裝工程有限公司華北水利水電大學中國中鐵六局集團有限公司化工部鄭州地質工程勘察院中國鐵建十六局集團有限公司河南省昊鼎建筑基礎工程有限公司中國中鐵七局集團有限公司鄭州工程總公司本規程主要起草人：鞠曉李文新許錄明張永瑞黃志全陳建軍姜炎濤夏金春王坤杜友志趙迷軍陳昌明王江鋒胡春燕王建華閆長位魏清典張予強吉建華張根山楊松超蔡建平祁冰吳清星張繼朝師慶峰張立剛王國欣申小雨戴建陽本規程主要審查人：胡倫堅王保軍彭錦秋郭院成杜明芳梁坤祥張曉煒 1 2 2 4 5 6 9 9 5.3施工準備 5.4水泥土攪拌樁施工 5.5環境保護 6質量檢查與驗收 6.1一般規定 6.2檢查與驗收 1.0.1為保證三軸水泥土攪拌樁帷幕技術在基坑工程中的合理境，制定本規程。1.0.2本規程適用于河南省內建(構)筑物以及市政工程基坑中2.1.1三軸水泥土攪拌樁soil-cementpilemixedbythreeshafts以水泥作為固化主劑，通過三軸水泥土攪拌樁機將固化劑和地基土進行強制攪拌，使地基土硬化成具有連續性、抗滲性和一定強度的樁體。2.1.2截水帷幕curtainforcuttingoffdrains用于阻隔或減少地下水通過基坑側壁與基底流入基坑而控制基坑外地下水下降的幕墻狀豎向截水體。2.1.3落底式帷幕closedcurtainforcuttingoffdrains底端穿透含水層并進入下部隔水層一定深度的截水帷幕。2.1.4懸掛式帷幕unclosedcurtainforcuttingoffdrains底端未穿透含水層的截水帷幕。2.1.5套接一孔法施工mixingwithoneshaftoverlap在三軸水泥土攪拌樁施工中，先施工的攪拌樁與后施工的攪拌樁有一孔重復攪拌搭接的施工方式。為改善水泥土的性能或保證施工質量，在水泥漿液中摻加的化學物質。2.2.1材料性能y'——土的浮重度；Yw——水的重度；y——承壓水含水層頂面至基坑底土層的天然重度。2.2.2幾何參數L——帷幕進入隔水層的深度；△h——基坑內外的水頭差；b——帷幕的厚度；La——截水帷幕在基坑底以下的插入深度；D?潛水面或承壓水含水層頂面至基坑底面的土層厚度；D——承壓水含水層頂面至基坑底面的土層厚度；h——承壓水含水層頂面的壓力水頭高度。2.2.3計算系數K?——滲流穩定性安全系數；K——突涌穩定性安全系數。過現場試驗確定其適用性。3.0.2三軸水泥土攪拌樁帷幕所用水泥宜采用普通硅酸鹽水泥。3.0.3在三軸水泥土攪拌樁帷幕施工前，應掌握施工區域的地質資料，查明周邊環境、不良地質作用及地下障礙物，并應編制專項施工方案。3.0.4三軸水泥土攪拌樁帷幕設計、施工和質量檢查與驗收除符合本規程外，尚應滿足現行國家標準《建筑工程施工質量驗收統一標準》GB50300和《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》GB50202的有關規定。3.0.5三軸水泥土攪拌樁帷幕施工期間，應對支護結構和周邊環境進行監測。監測內容及要求應符合國家標準《建筑基坑工程監4.1一般規定4.1.1三軸水泥土攪拌樁帷幕應根據支護結構的特性、基坑的使4.1.2三軸水泥土攪拌樁帷幕抗滲性能應滿足墻體自防滲要求，滲透系數不應大于1×10-?cm/s。拌樁作防滲截水帷幕時，截水帷幕宜緊貼圍護樁。當截水帷幕與4.1.4三軸水泥土攪拌樁帷幕在平面布置上應沿基坑四周閉合。當采用沿基坑周邊非閉合的平面布置形式時，應對地下水沿帷幕兩端繞流引起的滲流破壞和地下水位下降進行分析。4.1.5三軸水泥土攪拌樁帷幕中的三軸水泥土攪拌樁的直徑宜采用650mm、850mm、1000mm;水泥宜采用強度等級不低于P042.5級的普通硅酸鹽水泥，水泥摻入比應根據土質條件確定，且不宜小于20%,填土、淤泥質土、淤泥和砂性土中應提高水泥摻量或摻加外加劑；水灰比宜取1.2~2.0;三軸水泥土攪拌樁的水泥土28天無側限抗壓強度標準值不應小于設計要求，且在軟土地基中不宜小于0.5MPa,在粉土地基中不宜小于0.8MPa。計算水泥用量時，被攪拌土體的體積可按攪拌樁單樁圓形截面面積與深度的乘積計算。4.1.6三軸水泥土攪拌樁帷幕中的三軸水泥土攪拌樁應采用套應采用落底式帷幕。落底式帷幕進入下臥隔水層的深度應滿足質含水層，地下水滲流穩定性應符合式(4.2.2)的規定(見D?——潛水面或承壓水含水層頂面至基坑底面的土層厚圖4.2.2采用懸掛式帷幕截水時的滲流穩定性驗算2基坑底以下為級配不連續的砂土、碎石土含水層時，應進行土的管涌可能性判別。4.2.3當基坑底以下存在水頭高于坑底的承壓水時，應對承壓含水層在基坑開挖過程中是否會產生突涌現象進行驗算。承壓水作用下的坑底突涌穩定性應符合式(4.2.3)的規定(見圖4.2.3):式中K——突涌穩定性安全系數，不應小于1.1;D——承壓水含水層頂面至基坑底面的土層厚度，m;γ——承壓水含水層頂面至基坑底土層的天然重度，kN/m3,對于多層土，取按土層厚度加權的平均天然重度；hw——承壓水含水層頂面的壓力水頭高度，m。4.2.4當驗算開挖面可能產生突涌時，可采取以下措施：1基坑底隔水層以下的承壓含水層厚度不大時，可采用帷幕1—截水帷幕；2—基坑底面；3—承壓水測管水位；4—承壓水含水層；5—隔水層；6—自然地面穿透承壓含水層，深入到其下的隔水層中，隔斷承壓含水層，截水帷幕進入承壓含水層下部隔水層的深度應滿足4.2.1條要求。2基坑底隔水層以下的承壓含水層厚度大，加深帷幕從經濟和技術上評價不合理時，可采用懸掛式帷幕，并輔以基坑內減壓降水措施，或在基坑底部采取加固措施。4.3構造要求4.3.1三軸水泥土攪拌樁帷幕的垂直度不應大于1/200。4.3.2三軸水泥土攪拌樁帷幕的樁身強度滿足設計要求時，方可開挖土方。4.3.3當三軸水泥土攪拌樁帷幕前設置混凝土排樁時，宜先施工5.1一般規定5.1.1三軸水泥土攪拌樁帷幕施工前，應根據場地工程地質及環估成樁施工對環境的影響，制定環境保護措施。5.1.2三軸水泥土攪拌樁帷幕施工前，應根據工程特點編制專項5.1.3操作人員須經安全生產和技術、質量交底，特種作業人員應持證上崗。5.2施工設備5.2.1三軸水泥土攪拌樁帷幕施工應根據地質條件和周邊環境架性能參數應與三軸攪拌機械的成樁深度和提升力相匹配，鉆桿及攪拌葉片應滿足成樁過程中水泥與土充分攪拌的要求。5.2.2三軸水泥土攪拌樁機需符合下列要求：1攪拌驅動電機具有工作電流顯示功能；2具有樁架垂直度調整功能；3主卷揚機具有無級調速功能；4采用電機驅動的主卷揚機應有電機工作電流顯示，采用液壓驅動的主卷揚機應有油壓顯示；5樁架立柱下部攪拌軸應有定位導向裝置；6攪拌深度超過20m時，應在攪拌軸中部位置的立柱導向架上安裝移動式定位導向裝置；5.2.3注漿泵的工作流量應可調節，其額定工作壓力不宜小于5.3.2三軸水泥土攪拌樁帷幕施工前，應按照攪拌樁樁位平面布置圖，并結合現場實際情況，確定合理的施工順序及配套機械、設備、材料等的場地布置。各種外加劑的用量均宜通過配比試驗及成樁試驗確定。5.4.3三軸水泥土攪拌樁施工過程中，應嚴格控制水泥用量，宜采用流量計進行計量。因擱置時間過長產生初凝的漿液，應作為5.4.4三軸水泥土攪拌樁機鉆進攪拌速度宜控制在0.5~1m/min,提升速度宜控制在1~1.5m/min,并保持勻速鉆進或提升。提升速度應根據成樁工藝、水泥漿液配比、注漿泵的工作流量等綜合確定。提升時，不應使孔內產生負壓，對周邊土體造成過大擾動，攪拌次數和攪拌時間應能保證水泥土攪拌樁的成樁質量。5.4.5漿液泵送量應與攪拌鉆進或提升速度相匹配，保證攪拌樁中水泥摻量的均勻性。5.4.6三軸水泥土攪拌樁機頭在正常情況下應上下對土體進行噴漿攪拌各一次，對含砂量大的土層，宜在攪拌樁底部2~3m上下重復噴漿攪拌一次。5.4.7施工中因故停漿，應在恢復壓漿前將三軸水泥土攪拌樁機頭鉆進0.5~1m后再提升噴漿攪拌施工，保證攪拌樁的連續性。5.4.8三軸水泥土攪拌樁搭接施工的間隔時間不宜大于16小時，當超過16小時搭接施工時，應放慢攪拌速度。若無法搭接或5.4.9若長時間停止施工，應對壓漿管道及設備進行清洗。5.4.10三軸水泥土攪拌樁機頭的直徑不應小于攪拌樁的設計直5.4.11遇硬質土層成樁有困難時，可采用預先松動土層的先行鉆孔套打方式施工；砂性土中攪拌樁施工宜外加膨潤土。5.4.12在黏土地層中施工時，應采取在螺旋葉片上開孔、添加外加劑或其他輔助措施，避免黏土附著在鉆桿和葉片上。必要時，應在清除鉆桿和葉片的表面黏土后，重新噴漿攪拌一遍。5.4.13在三軸水泥土攪拌樁帷幕施工過程中，應按本規程附錄5.5環境保護3被保護對象的保護要求。應嚴格控制攪拌樁施工速度，盡量減小成樁過程對環境的影響。攪拌下沉速度宜控制在0.3~0.8m/min,提升速度宜控制在6.1一般規定6.1.1三軸水泥土攪拌樁帷幕的質量檢查與驗收分為施工期間過程控制、成墻質量驗收和基坑開挖期間檢查三個階段。6.1.2施工期間過程控制內容包括：驗證施工機械性能、材料質漿均勻度，水泥土試塊的制作與測試，外加劑摻量，攪拌樁施工間歇時間等。6.1.3成墻質量驗收應檢查攪拌樁樁體的強度和搭接狀況，驗收宜按施工段分批進行。6.1.4基坑開挖期間應檢查開挖面墻體的質量以及滲漏水情況。6.2檢查與驗收6.2.1漿液拌制選用的水泥、外加劑等原材料的檢驗項目和技術指標應符合設計要求和國家現行有關標準的規定。檢驗方法：查產品合格證及復試報告。6.2.2漿液水灰比、水泥摻量應符合設計和施工工藝要求，漿液不得離析。檢查數量：按臺班檢查，每臺班不少于3次。檢驗方法：漿液水灰比用比重計抽查，水泥摻量用計量裝置檢6.2.3三軸水泥土攪拌樁施工前，當缺少類似土性的水泥土強度數據或需要通過調節水泥用量、水灰比以及外加劑的種類和數量以滿足水泥土強度設計要求時，應進行水泥土強度室內配比試驗，測定水泥土28天無側限抗壓強度。試驗土樣應取自水泥土攪拌樁所在深度范圍內的土層。當土層分層特征明顯、土性差異較大6.2.4三軸水泥土攪拌樁帷幕的質量檢測應符合下列規定：1型鋼水泥土攪拌墻、與排樁咬合的三軸水泥土攪拌樁帷幕、與土釘墻面層貼合的三軸水泥土攪拌樁帷幕，應在基坑開挖前或開挖時，檢測水泥土固結體的尺寸、搭接寬度；檢測點應按隨機方法選取或選取施工中出現異常、開挖中出現漏水的部位。2對設置在支護結構外側單獨的截水帷幕，其質量可通過開挖后的截水效果判斷。3對施工質量有懷疑時，可在截水帷幕固結后，采用鉆芯法檢測帷幕固結體的單軸抗壓強度、連續性及深度；檢測點的數量應不少于3處。6.2.5對復雜周邊環境條件下的深基坑工程，截水帷幕的抗滲性能宜通過滲透試驗確定。6.2.6水泥土攪拌樁成樁質量檢驗標準應符合表6.2.6的規定。序號檢查項目允許偏差或允許值檢查數量1樁體搭接設計要求每根用鋼尺量2樁底標高每根測鉆桿長度3樁位偏差每根用鋼尺量4樁徑每根用鋼尺量鉆頭5樁體垂直度每根經緯儀測量6施工間歇每根查施工記錄備注備注工程名稱：施工單位：水泥品種：粉煤灰等級：膨潤土：試塊編號：設計樁長(m):設計樁徑(mm):樁底標高(m):水泥摻量(%):序號日期樁編號工作時間鉆進攪拌噴漿提升攪拌噴漿材料用量(kg)實際樁底高程(m)漿液比重起止計時間深度下沉速度時間深度提升速度水泥膨潤土工程名稱：施工單位：水泥標號：水灰比理論加灰量水泥粉煤灰膨潤土水和固化劑添加量序號時間水(kg)水泥粉煤灰膨潤土成漿量本規程用詞說明下，以便執行中區別對待：(1)表示很嚴格，非這樣做不可的用詞：(2)表示嚴格，在正常情況下均應這樣做的用詞：(3)表示允許稍有選擇，在條件許可時首先應這樣做的用詞：(4)表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的用詞：采用2條文中指定應按其他有關標準、規范執行時，寫法為“應按……執行”或“應符合……的要求(或規定)”。非必須按所指定的標準執行時，寫法為“可參考……執行”。1《建筑基坑支護技術規程》JGJ1202《型鋼水泥土攪拌墻技術規程》JGJ/T1993《建筑基坑工程監測技術規范》GB504974《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》GB502025《建筑工程施工質量驗收統一標準》GB503006《建筑地基基礎設計規范》GB50007三軸水泥土攪拌樁帷幕技術規程 3基本規定 4.1一般規定 4.2設計計算 5施工 5.1一般規定 5.2施工設備 5.3施工準備 305.4水泥土攪拌樁施工 315.5環境保護 316質量檢查與驗收 6.1一般規定 6.2檢查與驗收 1.0.1隨著城市的發展，基坑深度逐漸加大，對環境保護的要求也越來越高。最近幾年，在河南省內，15m以上的基坑已不是個統的單軸水泥土攪拌樁帷幕已經無法滿足這些基坑的截水要求，三軸水泥土攪拌樁帷幕應用越來越多。它是通過連續套接的三軸水泥土攪拌樁形成的截水帷幕結構。現行的《型鋼水泥土攪拌墻技術規程》JGJ/T199主要針對型鋼水泥土攪拌墻作為基坑圍護結構的擋土作用，對其作為截水帷幕的作用沒有提供計算和結構泥土攪拌樁的施工過程中很容易造成對周邊環境的影響，三軸水泥土攪拌樁帷幕的施工要求較高。在黃河沖洪積平原中，砂層的厚度和埋深大，采用落地式帷幕還是懸掛式帷幕存在一定的爭議，甚至在深基坑設計方案的評審過程中，專家們的意見也無法統一。在河南省內15m以上的基坑采用樁錨支護結構的居多，在錨桿施環境和支護結構的安全影響較大，需要采取必要的措施。水泥土墻帷幕除三軸水泥土攪拌樁外，還有渠式切割水泥土三軸水泥土攪拌樁應用居多。我省應用型鋼水泥土攪拌墻作為圍護結構擋土的很少，較多的是采用將三軸水泥土攪拌樁和排樁、錨桿(土釘)結合的支護體我省于2007年在鄭州會展賓館(千璽廣場)開始應用三軸水術在我省的應用逐步推廣，迄今為止，已在鄭州數十項工程中得到我省各地區的地質條件差異明顯，實踐表明，地質條件不同，三軸水泥土攪拌樁帷幕的技術特點存在差異。規程編制組在總結三軸水泥土攪拌樁帷幕在我省及相鄰省市應用的成功經驗和反面1.0.2三軸水泥土攪拌樁作為截水帷幕，具有土層適應性強、截挖深度較深、環境保護要求嚴格的深基坑工程中應用較為普遍。1.0.3三軸水泥土攪拌樁帷幕是基坑工程的一個分項，在具體的變形滿足要求。3.0.1三軸水泥土攪拌樁帷幕一般適用于填土、黏性土、淤泥質土、粉土、砂性土和黃土等地層。對雜填土地層，施工前需清除地下障礙物；對粗砂、砂礫等粗粒砂性土地層，應注意有無明顯的流動地下水，以防止固化劑在尚未硬化時流失而影響工程質量。對淤泥、泥炭土、有機質土、地下水具有腐蝕性的地層和特殊性地層(如濕陷性土、膨脹性土、鹽漬土等)必須通過現場試驗確定三軸水泥土攪拌樁帷幕的適用性。當地基土體的有機質含量較高時，水泥土難以成型，強度偏低，宜在漿液中摻入外加劑，以改善水泥土的性質。當土層中存在粒徑較大的塊石等地下障礙物且埋置較深、清障有困難時，應對三軸水泥土攪拌樁施工的難度有充分考慮。3.0.3采用三軸水泥土攪拌樁帷幕的基坑工程，巖土工程勘察需對以下問題特別重視：1地基土體的有機質含量多少，是否存在污染土；3滲透性強的地層中，地下水的流速對三軸水泥土攪拌樁的成樁影響。3.0.4采用三軸水泥土攪拌樁帷幕的基坑一般都是深度大、環境復雜、地下水位埋深淺，三軸水泥土攪拌樁帷幕是在地面進行施工，在基坑開挖過程中發揮截水作用，對環境保護和基坑安全起關鍵性作用，因此加強施工過程中的質量控制以及開挖前的質量檢查與驗收工作是必要的。3.0.5基坑工程應進行全過程的監測，三軸水泥土攪拌樁帷幕施工過程有可能造成周邊環境的變形。因此，在三軸水泥土攪拌樁帷幕施工過程中，也需要進行變形監測，支護結構和周邊環境的監測工作應一直持續到基坑回填。4.1一般規定4.1.2三軸水泥土攪拌樁截水帷幕一般情況下滲透系數宜達到1×10-?cm/s。基坑工程中不進行截水帷幕滲透系數的專項檢與鉆孔灌注樁保留100~200mm的凈距方可施工，此時應采取高4.1.5常用的三軸水泥土攪拌樁樁徑為650mm和850mm,當前，我省一般采用850mm樁徑。三軸水泥土攪拌樁的技術要求1水泥土配比根據三軸水泥土攪拌樁的技術特點，水泥土配比的常規技術要求如下：(1)設計合理的水泥漿水灰比，確保水泥土強度，根據河南省土層特點和施工經驗，水灰比可取1.2~2.0,對含水量較高的淤泥和淤泥質土，水灰比取低值。(2)水泥土的28天無側限抗壓強度需滿足設計要求。常用的水泥漿配比見表4.1.5。土層單位被攪拌土體中的材料用量水灰比水泥(kg/m3)膨潤土(kg/m3)水(L/m3)黏性土砂性土砂礫土應用實踐表明，軟土地基上，三軸水泥土攪拌樁的水泥摻量可適當加大，一般不宜小于20%,土體的有機質含量較高時，可考慮摻入適量有針對性的外加劑，以保證水泥土的強度滿足要求。砂性地基上，當地下水位高、流速快時，水泥漿中適當增加膨潤土的摻量，可在孔壁形成一定厚度的泥皮，阻止水泥漿的流失。2水泥土的強度水泥土的強度影響因素主要有土質條件、水泥摻入量、水泥強(1)土質條件。在水泥摻量相同的情況下，軟土地基中形成的水泥土強度低，砂性土地基中形成的水泥土強度高。我省水泥土取芯統計結果表明，軟土地基水泥土28天齡期的強度一般在0.5~1.5MPa,根據國內類似工程的統計資料，三軸泥土28天齡期的強度一般在1.1~4.0MPa。(2)水泥摻入量。際工程中，水泥摻入量不宜小于20%。(3)水泥強度等級。(4)齡期。(5)其他。3水泥土的滲透性能(2)鉆進和提升速度。(4)連續搭接的攪拌樁要充分保證樁的垂直度和有效搭接面(5)在基坑開挖過程中，合理控制基坑變形，保證水泥土在工作狀態下的截水效果。4水泥用量的計算三軸水泥土攪拌樁單幅樁由3個圓形截面搭接組成。對于首開幅，單幅樁的被攪拌土體體積應為3個圓形截面面積與深度的乘積；采用套接一孔法連續施工時，后續單幅樁的被攪拌土體體積應為2個圓形截面面積與深度的乘積，圓形相互搭接的部分應重復計算。水泥用量按加固體積乘以加固土體的加權平均容重，再乘以水泥摻入比計算。4.2設計計算4.2.1隔水層是相對的，相對所隔含水層而言，其滲透系數較小。落底式帷幕進入下臥隔水層一定深度，是為了滿足地下水繞過帷幕底部的滲流穩定性要求。在有水頭差時，隔水層內會有水的滲流，也應滿足滲流穩定性的要求。4.2.2當基坑底以下含水層厚度大時，帷幕無法穿透含水層到達相對隔水層，或雖然勉強穿透含水層到達相對隔水層，但造價高、止水效果無法保證。采用懸掛式帷幕，帷幕進入透水層的深度應滿足地下水從帷幕底繞流的滲流穩定性要求。當基坑降水引起帷幕外地下水位明顯下降時，會引起基坑周邊建(構)筑物、地下管線沉降，在降水方案設計時，應對其影響進行分析。5.1一般規定5.1.1三軸水泥土攪拌樁帷幕通常連續施工，套打成型，對地下障礙物的適應性差。5.1.2專項施工方案除包括工期、施工設備的配置、主要材料與升速度以及應急預案等。5.2施工設備5.2.1三軸水泥土攪拌樁機有螺旋式和螺旋葉片式兩種攪拌機頭，攪拌轉速有高低兩擋(高速擋35~40r/min和低速擋165.2.3注漿泵應保證其實際流量與攪拌機的噴漿鉆進或噴漿