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JGJT199-2010 型钢水泥土搅拌墙技术规程.pdf众多工程实例，在建筑基坑常规支撑设置下，搅拌桩直径为 650mm的型钢水泥土搅拌墙适用于开挖深度不大于8.0m的基 坑：搅拌桩直径为850mm的型钢水泥土搅拌墙适用于开挖深度 不大于11.0m的基坑；搅拌桩直径为1000mm的型钢水泥土搅 拌墙适用于开挖深度不大于13.0m的基坑。但在市政基坑中， 也有通过增加支撑道数，而加大开挖深度的例子。 另外，在收集到的各地工程案例中，型钢水泥土搅拌墙结合 锚杆体系的工程案例相对很少，设计人员在相关的构造和适用性 方面应注重地方经验的积累，综合比较后采用。 4.1.3型钢水泥土搅拌墙同时具有挡土和截水的作用，支护结 构本身占用的场地空间较小，内插型钢可以回收重复利用。适宜 在场地狭窄、严禁遗留刚性地下障碍物或经济效益显著的情况下 采用。
众多工程实例，在建筑基坑常规支撑设置下，搅拌桩直径为 650mm的型钢水泥土搅拌墙适用于开挖深度不大于8.0m的基 坑：搅拌桩直径为850mm的型钢水泥土搅拌墙适用于开挖深度 不大于11.0m的基坑；搅拌桩直径为1000mm的型钢水泥土搅 拌墙适用于开挖深度不大于13.0m的基坑。但在市政基坑中， 也有通过增加支撑道数，而加大开挖深度的例子。 另外，在收集到的各地工程案例中，型钢水泥土搅拌墙结合 锚杆体系的工程案例相对很少，设计人员在相关的构造和适用性 方面应注重地方经验的积累，综合比较后采用。 4.1.3型钢水泥土搅拌墙同时具有挡土和截水的作用，支护结 构本身占用的场地空间较小，内插型钢可以回收重复利用。适宜 在场地狭窄、严禁遗留刚性地下障碍物或经济效益显著的情况下 采用。 4.1.4基坑支护结构都应根据基坑周围环境保护要求确定变形 控制指标，型钢水泥土搅拌墙的变形控制还应满足内插型钢拔除 回收等的要求。基坑开挖过程中应避免发生较大变形造成水泥土 开裂，影响其截水效果以及对水泥土抗剪能力的削弱。 4.1.5型钢水泥土搅拌墙中三轴水泥土搅拌桩和内插型钢都应 根据设计要求和工艺特点确定相应的材料及其合理用量。 1水泥土搅拌桩的桩身强度 三轴水泥土搅拌桩的强度是工程中矛盾比较集中的问题。实 际应用中往往出现这样的问题：设计要求高，需要达到 1.OMPa，现场施工难以达到，而且采用不同方法进行强度检验 时得出的结果往往差异较大，但工程实践中也出现过部分低于设 计强度要求的基坑工程也可以顺利实施，没有产生水泥土的局部 剪切破坏。针对这个问题，本规程编制组从多方面对三轴水泥土 搅拌桩的强度问题进行了研究。 从设计角度，型钢水泥土搅拌墙应进行素水泥土段的错动受
构本身占用的场地空间较小，内插型钢可以回收重复利用。适宜 在场地狭窄、严禁遗留刚性地下障碍物或经济效益显著的情况下 采用。 4.1.4基坑支护结构都应根据基坑周围环境保护要求确定变形 控制指标，型钢水泥土搅拌墙的变形控制还应满足内插型钢拔除 回收等的要求。基坑开挖过程中应避免发生较大变形造成水泥土 开裂，影响其截水效果以及对水泥土抗剪能力的削弱。
控制指标，型钢水泥土搅拌墙的变形控制还应满足内插型钢 回收等的要求。基坑开挖过程中应避免发生较大变形造成水 开裂，影响其截水效果以及对水泥土抗剪能力的削弱
1水泥土搅拌桩的桩身强度 三轴水泥土搅拌桩的强度是工程中矛盾比较集中的问题。实 际应用中往往出现这样的问题：设计要求高，需要达到 1.OMPa，现场施工难以达到，而且采用不同方法进行强度检验 时得出的结果往往差异较大，但工程实践中也出现过部分低于设 计强度要求的基坑工程也可以顺利实施，没有产生水泥土的局部 剪切破坏。针对这个问题，本规程编制组从多方面对三轴水泥土 搅拌桩的强度问题进行了研究。 从设计角度DB 51／T 5039-2016 四川省砌体结构工程施工工艺规范，型钢水泥土搅拌墙应进行素水泥土段的错动受 剪承载力和薄弱面局部受剪承载力计算，通过对本规程编制过程 中收集到的46项工程实例进行计算，得到了水泥士的受剪承载
力要求；根据水泥土的抗压强度和抗剪强度的换算关系，可以得 出水泥土的最小抗压强度指标；经过三维有限元分析复核，得出 在开挖深度10m左右的基坑工程中，水泥土搅拌桩的桩身强度 不宜低于0.5MPa。 从施工角度，本规程编制组分别在上海、苏州、武汉、宁 波、天津等地进行了三轴水泥土搅拌桩的现场试验，采用常规的 施工工艺和参数分别单独打设了5根连续套接的三轴水泥土搅拌 桩，对不同龄期三轴水泥土搅拌桩进行不同方法的强度检测，得 到实测强度的第一手资料。 从检测角度，在上述试验场地，分别采用室内试验、原位试 验、浆液试块强度试验、钻取桩芯强度试验等方法分别对7d、 14d和28d的三轴水泥土搅拌桩进行了桩身强度检测。经过分析 与判断，5个试验工程的水泥土搅拌桩28d取芯强度值都在 0.40OMPa以上，考虑取芯过程中对芯样的损伤，对取芯试块强 度乘以系数1.2～1.3（乎均1.25）作为水泥土搅拌桩的强度， 则三轴水泥土搅拌桩的最低强度指标也基本上在0.5MPa左右。 因此，从设计、施工和检测角度可以得出，软弱土层中开挖 深度10m左右的基坑工程，水泥土的无侧限抗压强度不宜低于 0.5MPa。在实际工程设计中，特别是在基坑开挖深度较深、土 层较为软弱的情况下，设计人员应根据土层条件、开挖深度和型 钢间距进行素水泥土段的受剪承载力计算，依据设计计算的结果 提出具体的水泥土搅拌桩的强度要求。 2水泥土搅拌桩采用的水泥 水泥强度是影响水泥土搅拌桩强度的重要因素，日本的三轴 水泥土搅拌桩施工多采用高炉水泥，其28d龄期的抗压强度达到 61.0MPa，基本上接近我国P62.5级硅酸盐水泥的强度要求。 我国的工程实践中三轴水泥土搅拌桩施工多采用P·O42.5级普 通硅酸盐水泥。当土层软弱、开挖较深或对三轴水泥土搅拌桩的 桩身强度有较高要求时，也可以采用更高强度等级的水泥。 3水泥土搅拌桩中的水泥用量、水灰比控制和膨润土
三轴水泥土搅拌桩的水泥用量和水灰比直接关系到三轴水泥 土搅拌桩的桩身强度和施工质量。对于不同的土层条件，三轴水 泥土搅拌桩的水泥用量和水灰比控制都不尽相同。编制组结合日 本成熟的经验综合考虑国内的主要土层条件、施工水平和施工现 状，提出了具有普遍意义的水泥用量和水灰比控制指标。水泥用 量宜根据不同的土质条件、施工效率及型钢的插人综合确定，当 土质条件存在差异时，水泥用量也应有所差别。当水泥用量相同 时，淤泥质黏士的加固强度明显低于砂性土。目前，国内以黏性 土为主的地区，三轴水泥土搅拌桩多采用20%的水泥掺入比， 被搅拌土体的质量按照1800kg/m3计算，单位加固土体的水泥用 量即为360kg。由于施工机械的原因，当在较硬的土层中施工 时，钻进速度较慢，需要适当提高水泥浆液用量保证搅拌桩机的 正常运作。当水泥浆液注入量过多时，由于水泥土搅拌桩中的含 水量增多，反而会降低强度和防水性能。 水泥浆应根据地质条件、施工条件不同确定合适的配合比。 水泥浆液的水灰比不仅影响水泥土搅拌桩的强度和防水性能，也 影响到注浆泵的压送能力以及黏性土中水泥土搅拌桩的均一性和 工作效率。在施工条件允许范围内，水灰比越小，搅拌桩的强度 及防水性能越好。膨润土的加人可以改善水泥浆液的黏稠度，有 助于提高水泥土搅拌桩的搅拌均匀性，增强成桩后的桩体抗渗透 性能。· 由于我国幅员辽阔，各个地区施工水平和施工机械能力存在 差异，实际应用中各项材料用量还需要根据实际情况进行适当的 调整，并积累地区经验，确定合理、适用、可行的控制指标。 4水泥用量的计算 三轴水泥土搅拌桩单幅桩由3个圆形截面搭接组成。对于首 开幅，单幅桩的被搅拌土体体积应为3个圆形截面面积与深度的 乘积；采用套接一孔法连续施工时，后续单幅桩的被搅拌土体体 积应为2个圆形截面面积与深度的乘积，圆形相互搭接的部分应 重复计算。
内插型钢的间距不宜超过2b，即“跳一”布置。当出现特殊 青况，需要增大内插型钢间距时，应验算水泥土搅拌桩的局部受 剪承载力。
4.2.1型钢水泥土搅拌墙作为基坑支护结构，其设计计算万法 应遵照现行行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120中的相 关规定。有经验时，土体变形估算也可以采用有限元数值模拟的 方法进行。
.2.2型钢水泥土搅拌墙是由三轴水泥土搅拌桩和内插型钢
成的，起到既挡土文截水的双重功效，在型钢水泥王搅拌墙的设 计中型钢和水泥土的相互作用是个值得探讨的问题。我国型钢水 泥土搅拌墙之所以能够在大量工程中广泛采用，其中很重要的原 因就是内插型钢在基坑工程结束后可以回收重复利用，大大降低 了工程造价。但需要回收的型钢表面要涂上减摩材料以降低型钢 与水泥土间的粘结力，这直接影响了型钢与水泥土之间的相互 作用。 针对型钢与水泥土的组合刚度问题，编制组采用不同截面和 含钢量的水泥土结合型钢的组合梁进行了室内模型试验，试验中 采用不同的加载方式对涂减摩材料和不涂减摩材料的组合梁分别 进行了试验，通过量测挠度的方式，得出组合梁的刚度，并与单
独型钢的刚度进行对比分析。主要试验研究成果如下： 1在正常工作条件下，当墙体变位较小时，水泥土对墙体 的刚度提高作用是显著的，水泥土对型钢水泥土搅拌墙的刚度有 提高作用。按照不考虑水泥土刚度提高作用求得的墙体变位值比 适当考虑水泥土刚度提高作用求得的墙体变位值大。 2墙体趋于弯曲破坏时，在弯曲破坏发生处，型钢与水泥 土的粘结会完全破坏，此时，型钢单独受力，当在型钢上涂刷减 摩材料时，型钢与水泥土的粘结破坏现象更为明显。故验算承载 能力极限状态下型钢水泥土搅拌墙的受弯承载力时，不应考虑水 泥土的贡献。 3不同含钢量的型钢水泥土组合梁其破坏模式有所不同， 含钢量较低的大截面组合梁由于有水泥土的纳束，其破坏形式为 加载平面内的弯曲破坏；相反，含钢量较高的小截面梁中水泥土 的约束则相对较弱，其破坏模式更多为加载平面外的失稳破坏， 因此加载过程中水泥土的约束对型钢水泥土搅拌墙刚度的发挥及 稳定性有着重要作用。 根据本次试验工作和国内外研究成果，从基坑工程安全角度 出发，采用承载能力极限状态进行型钢水泥土搅拌墙的受力计算 中不考虑水泥土的作用。 4.2.3型钢水泥土搅拌墙是复合挡土截水结构，水泥土搅拌桩 作为截水体系应深入到基底以下一定深度。当基坑工程遇到承压 水问题时，水泥土搅拌桩除应满足基坑开挖到底时基坑抗渗流稳 定性外，还应结合基坑工程总体设计满足承压水处理的要求，截 断或部分截断承压含水层。当截断承压水需要加深三轴水泥土搅 拌桩时，深度宜控制在30m以内；超过30m时，宜采用接钻杆 的方式进行施工。 4.2.4型钢水泥土搅拌墙作为支护结构的一种，其内力与变形 设计应遵照现行行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120中 的有关规定，MV分别是采用确性支占汁进行让篮但到站证
4.2.3型钢水泥土搅拌墙是复合挡土截水结构、水泥土搅挫板
设计应遵照现行行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120中 的有关规定，Mk、Vk分别是采用弹性支点法进行计算得到的作 用于型钢水泥土搅拌墙的弯矩和剪力。进行承载力计算时，可根
设计应遵照现行行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120中
据包络图取最大值，作用内力应分别乘以支护结构重要性系数 （%）和设计分项系数（1.25）。 4.2.5基坑外侧水土压力作用下，型钢水泥土搅拌墙的素水泥 土段需要承担局部剪应力，应进行型钢边缘之间素水泥土段的错 动受剪承载力和受剪截面面积最小的最薄弱面受剪承载力验算。 根据型钢间水泥土抗剪破坏模式，最大剪应力出现在坑外水土压 力最大的区域，一般位于开挖面位置。 在大多数工程中的局部受剪承载力验算时，型钢与水泥土之 旬的错动受剪承载力作为控制指标，水泥土最薄弱面受剪承载力 验算作为校核。在进行型钢与水泥土间错动受剪承载力计算时， del应取迎坑面型钢边缘至迎土面水泥土搅拌桩边缘的距离，基 坑开挖过程中为避免迎坑面水泥土掉落伤人，多将型钢外侧的水 泥土剥落。 对水泥土抗剪强度标准值t。与28d无侧限抗压强度gu换算 关系，原冶金部建筑研究总院SMW工法研究组的研究成果如 下：当垂直压应力o=0和qu=1MPa～5MPa时，水泥土的抗 剪强度z。=（0.3～0.45)qu，当较小时，T。
28d要求时，可通过加早强剂等特殊措施保证水泥土搅拌墙在 方开挖时的强度满足设计要求，
4.3.2型钢水泥土搅拌墙是水泥士与型钢等劲性芯材的组合
构，芯材宜采用型钢等抗弯强度较高的劲性材料。工程中常用 H488X300X11X18、H500×200×10X16、H700X300×13× 24、H800×300X14X×26的标准H型钢，经过计算也有采用如 H700×300×12×14、H850×300×16×24的非标准型钢。目前 也有个别工程采用了钢管、拉森板桩、混凝土桩等作内插劲性 材料。
4.3.3现行国家标准《热扎H型钢和部分T型钢》
11263规定了热扎H型钢的尺寸、外形、重量及允许偏差、技 术要求、试验方法、检验规则、包装、标志及质量证明书。本规 程的内插型钢可按现行国家标准《热扎H型钢和部分T型钢》 GB/T11263取用热扎型钢。 行业标准《焊接H型钢》YB3301规定了焊接H型钢梁的 型号、尺寸、外形、重量及充许偏差、技术要求、焊接工艺方法 等。标准还对焊接H型钢梁的焊缝作了明确的要求，即钢板对 接焊缝及H型钢的角焊缝的质量检查，可参照现行国家标准 《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB/T11345。行 业标准《焊接H型钢》YB3301未规定事宜，应按行业标准 《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81有关规定执行。 不同开挖深度的基坑，设计对型钢规格和长度要求不尽相 同。一般情况下，内插型钢宜采用整材，当特定条件下型钢需采 用分段焊接时，为达到分段型钢焊接质量的可控性以及施工的规 范化，确保支护结构的安全，本规程规定分段型钢焊接应采用坡 口焊接，焊接等级不低于二级。考虑到型钢现场焊接以及二级焊 缝抽检率仅为20%的因素，本条文另外对型钢焊接作了具体要 求。单根型钢中焊接接头数量、焊接位置，以及相邻型钢的接头 竖向位置错开等要求由设计人员根据工程的实际情况确定，焊接 接头的位置应避免在型钢受力较大处（如支撑位置或开挖面附
近）设置。 基坑转角部位（特别是阳角 处）由于水、土侧压力作用受力集 中，变形较大，宜插型钢增强墙体 刚度，转角处的型钢宜按基坑边线 角平分线方向插入（图4）。 4.3.4在板式支护体系中，冠梁 对提高围护体系的整体性，并使围 护桩和支撑体系形成共同受力的稳 定结构体系具有重要作用（图5）
4.3.4在板式支护体系中，元
图4型钢水泥土搅拌墙转 角位置内插型钢构造
当采用型钢水泥土搅拌墙时，由于桩身由两种刚度相差较大的材 组成，冠梁作用的重要性更加突出。 1为便于型钢拔除，型钢需锚人冠梁，并高于冠梁顶部， 定高度。般该高度值不应小于500mm，根据具体情况略有差 异同时，型钢顶端不宜高于自然地面，
图5型钢水泥土搅拌墙冠梁配筋构造示意 1一水泥土搅拌桩；2一H型钢：3一冠梁小封闭箍筋：4一拉筋
2型钢整个截面锚人冠梁，为便于今后拨除，冠梁和型钢 之间采用一定的材料隔离，因此型钢对冠梁截面的削弱是不能忽 略的。
综合上还两个方面的因素，对于型钢水泥土搅拌墙的冠梁： 必须保证一定的宽度和高度，同时在构造上也应有一定的加强 措施。 冠梁与型钢的接触处，一般需采用一定的隔离材料。若隔离 材料在围护受力后产生较大的压缩变形，对控制基坑总的变形量 是不利的。因此，一般采用不易压缩的材料如油毡等。 冠梁的箍筋直径和间距由计算确定，一般采用四肢箍。对于 因内插型钢导致箍筋不能封闭的部位，宜在型钢翼缘部位外侧设 置小封闭箍筋构成小边梁予以加强。 4.3.5在型钢水泥土搅拌墙基坑的支撑体系中，支撑与腰梁的 连接、腰梁与型钢的连接以及钢腰梁的拼接，特别是后两者是保 证整个腰梁支撑体系的整体性的关键。应对节点的构造充分重 视，节点构造应严格按设计图纸施工。钢支撑杆件的拼接一般应 满足等强度的要求，但在实际工程中钢腰梁的拼接受现场施工条 件限制，很难达到这一要求，应在构造上对拼接方式予以加强， 如附加缀板、设置加劲肋板等。同时，应尽量减少钢腰梁的接头 数量，拼接位置也尽量放在腰梁受力较小的部位：“ 支撑腰梁应与型钢水泥土搅拌墙进行可靠连接，图6为工程 实践中采用的两种连接构造，供参考
图6型钢水泥土搅拌墙与支撑腰梁的连接构造示意 1一钢牛腿；2一支撑；3一钢筋混凝土腰梁；4一吊筋； 5一内插型解，一6一高强产细无混凝上填实7钢晒证
日6型钢水泥王搅拌墙与支撑腰梁的连接构造示意 1一钢牛腿；2一支撑；3一钢筋混凝土腰梁；4一吊筋； 5一内插型钢；6一高强度细石混凝土填实：7一钢腰粱
当基坑面积较大，需分块开挖，或在市政工程狭长形基坑 中，常碰到腰梁不能统一形成整体就需部分先开挖的情况（所谓 “开口基坑”），这时对于支撑体系尤其是钢腰梁的设置有一些需 要特别注意的地方： 1当采用水平斜支撑体系时，应考虑沿腰梁长度方向的水 平力作用对型钢水泥土搅拌墙的影响，一般不应直接利用墙体型 钢传递水平力，以免造成型钢和水泥土之间的纵向拉裂，对墙体 抗渗产生不利影响。应根据设计计算结果在型钢和腰梁之间设置 抗剪构件。 2当基坑转角处支撑体系采用水平斜撑时，需考虑双向水 平力对支撑体系的作用，应采取加强措施防止腰梁和支撑的移位 失稳。腰梁在转角处应设在同一水平面上，并有可靠的构造措施 连成整体。腰梁与墙体的接触面宜用钢楔块或高强度的细石混凝 土嵌填密实，使腰梁与墙体型钢间可以均匀传递水平剪切力。当 与斜撑相连的腰梁长度不足以传递计算水平力时，除在腰梁和型 钢间设置抗剪构件外，还应结合采用合理的基坑开挖措施，以确 保支撑水平分力的可靠传递。 3当内支撑采用钢支撑且需要预加轴力时，应按计算确定 预加的轴力大小，防止预加轴力过大引起型钢水泥土搅拌墙向基 坑外侧变形而影响周边环境安全。 4.3.6当基坑内支撑体系中采用斜撑时，需考虑支撑竖向分力 产生的冠梁沿型钢向上的剪力，并在型钢与冠梁之间设置抗剪构 件（如抗剪角钢、栓钉等）。 4.3.7当型钢水泥土搅拌墙中搅拌桩桩径发生变化，或型钢插 入密度发生改变，为防止支护结构刚度的突变对整体支护结构受 力不利，宜将较大直径的搅拌桩或型钢插人密度较大的区段作适 当延伸过渡。 4.3.8当采用型钢水泥土搅拌墙与其他支护结构（如地下连续 墙等）共同作为支护结构时，在两种支护结构连接处（图7）应 采取高压喷射注浆等截水措施。
.3.6当基坑内支撑体系中采用斜撑时，需考虑支撑竖向分 生的冠梁沿型钢向上的剪力，并在型钢与冠梁之间设置抗剪林 牛（如抗剪角钢、栓钉等）。
生支代，蚁蜜钢非 密度发生改变，为防止支护结构刚度的突变对整体支护结构受 不利，宜将较大直径的搅拌桩或型钢插人密度较大的区段作造 省延伸过渡
4.3.8当采用型钢水泥土搅拌墙与其他支护结构（如地下连续
墙等）共同作为支护结构时，在两种支护结构连接处（图 采取高压喷射注浆等截水措施。
图7型钢水泥土搅拌墙与其他形式支护结构的连接示意 一型钢水泥土揽拌墙；2一高压喷射注浆填充截水；3一其他支护结构
注：表中成桩长度是指不接加长杆时的最大施工长度，
.1.2本条要求三轴搅拌桩机所具备的功能是保证水泥土搅扌 脏成墙质量的基本条件。图8为三轴搅拌桩机构造示意。
图8三轴搅拌桩机构造示意
1一桩架；2一动力头；3一连接装置；4一钻杆：5一支承架：6一钻头
5.2.1本条涉及范围较广，为此作如下说明： 1 充分了解工程的自的和型钢水泥土搅拌桩墙的用途。 2充分理解设计的要求、即水泥土搅拌桩的精度和质量标 准等。 3根据地质条件、工程的规模和工期决定机械设备类型、 数量及人员配置。 4选购材料、制定运输与贮存计划。 5根据上述1～4条，结合施工条件、环境保护要求、安 全、经济性等因素，制定切实可行的方案。 6施工计划要随实际状况的变化作适当的调整，具有一定 的灵活性。 5.2.2进行现场调查时，预先整理好调查范围，进行对照确认。 表2列举了现场调查项目的内容。
表2现场调查项目的内容
5.2.5定位型钢设置应年固，揽拌位置和型钢抽大位直标 要清晰。导向沟开挖和定位型钢设置见图9和表3。
要清晰。导向沟开挖和定位型钢设置见图9和表3。
图9导向沟开挖和定位型钢设置参考 1一上定位型钢；2一下定位型钢
表3搅拌桩直径与各参数关系参考表
5.2.8在正式施工前，按施工组织设计中的水泥浆液配合比与 水泥土搅拌桩成墙工艺进行试成桩，是确定不同地质条件下适合 的成桩工艺，确保工程质量的重要途径。通过试成桩确定实际成 桩步骤、水泥浆液的水灰比、注浆泵工作流量、三轴搅拌机头下 沉或提升速度及复搅速度，对地质条件复杂或重要工程是必 需的。
图10H型钢定位装置参考 1一定位型钢；2一型钢定位卡
图10H型钢定位装置参考 1一定位型钢；2一型钢定位卡
5.3水泥士搅拌桩施工
5.3.1桩架垂直度的控制主要是为了保证搅挫桩的垂
5.3.1桩架垂直度的控制主要是为了保证搅拌桩的垂直度。 5.3.2对于相同性能的三轴搅拌机，降低下沉速度或提升速度 能增加水泥土的搅拌次数并提高水泥土的强度，但延长了施工时 间，降低了施工功效。在实际操作过程中，应根据不同的土性来 确定搅拌下沉与提升速度。 5.3.3三轴搅拌桩施工一般有跳打方式、单侧挤压方式和先行 钻孔套打方式。 1跳打方式 该方式适用于N（标贯基数）值30以下的土层，是常用的 施工顺序（图11）。先施工第一单元，然后施工第二单元，第三 单元的A轴和C轴插入到第一单元的C轴及第二单元的A轴孔 中，两端完全重叠。依此类推，施工完成水泥土搅挫桩
图11 跳打方式施工顺序
2单侧挤压方式 该方式适用于N值30以下的土层。受施工条件的限制，搅 拌桩机无法来回行走或搅拌桩转角处常用这种施工顺序（图 12），先施工第一单元，第二单元的A轴插入第一单元的C轴 中，边孔重叠施工，依此类推，施工完成水泥土搅拌桩。
图12单侧挤压方式施工顺序
3先行钻孔套打方式 适用于N值30以上的硬质土层，在水泥土搅拌桩施工时 用装备有大功率减速机的钻孔机，先行施工如图13所示的al
图13先行钻孔套打方式
a2、a3等孔，局部松散硬土层。然后用三轴搅拌机用跳打或单 侧挤压方式施工完成水泥土搅拌桩。搅拌桩直径与先行钻孔直径 关系参见表4。先行钻孔施工松动土层时，可加人膨润土等外加 剂加强孔壁稳定性。
表4搅拌桩直径与先行钻孔直径关系表（mm）
5.3.4在实际工程中，水泥土搅拌桩的质量问题突出反映在搅 拌不均匀，局部区域水泥含量太少、甚至没有，导致土方开挖后 发生渗水。为了保证水泥土搅拌桩中水泥掺量的均勾性与水泥强 度指标，施工时的注浆量与搅拌下沉（提升）速度必须匹配，以 保证水泥掺量的均勾性，
图14水泥土搅拌桩搅拌工艺
5.3.5在砂性较重的土层 中施工搅拌桩，为避免底 部堆积过厚的砂层，利于 型钢插入，可在底部重复 喷浆搅拌（图14）。图中T 按常规的下沉与提升速度 确定。
5.3.6在水泥浆液的配制
过程中可根据实际需要加 入相对应的外加剂：
1膨润土 加入膨润土能防止水泥浆液的离析。在易塌土层可防止孔 壁塌，并能防止孔壁渗水，减小在硬土层的搅拌阻力。 2增黏剂 加入了增黏剂的水泥浆液主要用于渗透性高及易塌的地 层中。 ·3缓凝剂
1膨润土 加入膨润土能防止水泥浆液的离析。在易塌土层可防止子 塌，并能防止孔壁渗水，减小在硬土层的搅拌阻力。
施工工期长或者芯材插人时需抑制初期强度的情况下使用缓 凝剂。 4分散剂 分散剂能分散水泥土中的微小粒子，在黏性土地基中能提高 水泥浆液与土的搅拌性能，从而提高水泥土的成桩质量；钻孔阻 力较大的地基，分散剂能使水泥土的流动性变大，能改善施工操 作性。由此能降低废土量，利于H型钢插人，提高清洗粘附在 搅拌钻杆上水泥土的能力。但是对于均等粒度的砂性或砂砾地 层，水泥浆液或水泥土的黏性很低，要注意水泥浆液发生水分流 失的情况。 5早强剂 早强剂能提高水泥土早期强度，并且对后期强度无显著影 响。其主要作用在于加速水泥水化速度，促进水泥土早期强度的 发展。现市场上已有掺人早强剂的水泥。 5.3.10当采用三轴水泥土搅拌桩进行土体加固时，加固有效范 围往往位于基坑底附近区域，而搅拌桩施工从地面开始搅拌至加 固范围的底部，导致加固范围以上的土体因搅拌也被扰动，因此 宜对加固范围以上部分土体进行低掺量加固（掺量约为8%～ 10%），这对控制基坑变形是有利的。 5.3.13水泥土搅拌桩在黏性土层施工时，黏土易粘在搅拌头的 叶片上，与叶片一起旋转，影响搅拌效果，俗称“糊钻”。对此 可使用添加外加剂（如分散剂），增加钻头上刮刀数量，及经常 清理钻头与螺旋叶片上黏土的方法处理。在螺旋叶片上开孔的主 要目的是减少黏土的粘附面积，从而减小粘附力。
5.4型钢的插入与回收
5.4.3如水灰比掌握适当，依靠自重型钢一般都能顺利插入。 但在砂性较重的土层，搅拌桩底部易堆积较厚的砂土，宜采用静 力在一定的导向机构协助下将型钢插人到位。应避免采用自由落 体式下插，这种方式不仅难以保证型钢的正确位置，还容易发生
偏转，垂直度也不易确保，
偏转，垂直度也不易确保。 5.4.4在H型钢表面涂抹减摩材料前，必须清除H型铺 铁锈和灰尘。减摩材料涂抹厚度大于1mm，并涂抹均匀， 保减摩材料层的粘结质量。
5.4.5将型钢表面的腰梁限位或支撑抗滑构件、焊疤等清除于
5.4.5将型钢表面的腰梁限位或支撑抗滑构件、焊疤等清除 净是为了使型钢能顺利拔出。
5.5.2螺旋式和螺旋叶片式搅拌机头在施工过程中能通过螺旋 效应排土，因此挤土量较小。与双轴水泥土搅拌桩和高压旋喷桩 相比，三轴水泥土搅拌桩施工过程中的挤土效应相对较小，对周 边环境的影响较小。 条文中推荐的参数是根据试成桩时的实测结果而提出的， 些环境保护要求高的工程宜通过试验来确定相应参数。 5.5.4型钢回收过程中，不论采取何种方式来减少对周边环境 的影响，影响还是存在的。因此，对周边环境保护要求特别高的 工程，以不拔为宜。
6.1.1型钢水泥土搅拌墙质量检查与验收的三个阶段能全面控 制和反映型钢水泥土搅拌墙的施工质量。三个阶段中，第一阶段 为施工过程的质量控制，是确保整桩及搅拌墙质量的基础，应把 好每道工序关，严格按操作规程及相应标准检查，随时纠正不符 要求的操作。第二阶段为抽查，按本规程的相应要求实施，如有 不符合要求的，应与设计配合，采取补救措施后，方能进行下阶 段工作。第三阶段是开挖时的检查，主要是墙体渗漏、型钢偏位 等，如严重或偏位过多，也应采取措施及时处置。 6.1.5为与现行国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》 GB50300衔接，型钢水泥土搅拌墙基坑支护工程可划分为型钢 水泥土搅拌墙、土方开挖、钢或钢筋混凝土支撑系统三个分项工 程。具体操作时把型钢水泥土搅拌墙、土方开挖、钢或钢筋混凝 土支撑系统归人“有支护土方”子分部工程中参与验收，
6.2.2水泥土搅拌桩在型钢水泥土搅拌墙围护结构中起到止水、 承受水土压力在型钢间产生的剪力的作用，同时水泥土还能有效 地控制型钢的侧移和扭转，提高结构的整体稳定性，使型钢的强 度能够充分发挥，因而水泥土必须具有一定的强度。而决定强度 的主要因素是水泥掺量及水灰比，相对而言，水灰比的检查相对 容易些（可以用比重计检查，一般为1.5～2.0，当土质较干时， 浆液相对密度可适当降低）。水泥掺量的检查除了整根桩的用量 需满足设计要求外，尚应检查其均匀性。 6.2.3一般情况下，型钢水泥十搅拌墙围护结构的组合刚度不
计水泥土搅拌桩的刚度，即仅计人型钢的刚度，因此型钢本身的 型材质量和焊接质量都极其关键。型钢的对接焊缝若要符合二级 焊缝质量等级时，除焊缝外观质量应满足有关规定外，现场还须 抽取一定量的对接焊缝作超声波探伤检查。 6.2.4水泥土强度室内配比试验是水泥土强度检测方法中的一 种，是一种施工前进行的试验。在搅拌桩施工过程中或搅拌桩施 工完成后进行的检验，则主要是第6.2.5条中要求的浆液试块强 度试验、钻取桩芯强度试验及原位试验等方法。 “缺少类似土性的水泥土强度数据”，主要指缺少此类土的工 程实例或水泥土强度数据经验，或此类土中可能含有影响土体强 度和硬化的有害物质。另一种情况，当缺少地区性设计施工参数 经验时，也应进行水泥土强度室内配比试验，以获取合适的水泥 用量、水灰比以及外加剂（如膨润土、缓凝剂、分散剂等）的种 类和数量。 取土位置的确定，要考虑到土性构成的典型土层，当土层分 层特征明显而层间土性差异较大时，如存在黏性土、砂性土、淤 泥质土等，则应分别配置水泥土试样。进行水泥土强度室内配比 试验时，应同时测试土的物理特性（湿重度、含水量、颗粒分析 曲线等），还应进行土的力学特性（强度、压缩性等）试验。 衡量水泥土的强度特性，一般以水泥土28d无侧限抗压强度 直为标准。由现场采取土样并根据实际施工中使用的水灰比、水 泥掺量进行的室内配比试验，得出的强度值一般会偏高，这与其 搅拌均匀程度、实际水泥用量（无泛浆量）、养护条件等因素有 关。因此其强度试验值难以完全反映在地下经过现场搅拌成型的 水泥土搅拌桩实际强度。 自前水泥土的室内物理、力学试验尚未形成统一一的操作规 程，一般是利用现有的土工试验仪器和砂浆、混凝土试验仪器， 按照土工、砂浆（或混凝土）的试验操作规程进行试验。试样制 备应采用原状土样（不应采用风干土样）。水泥土试块宜取边长 为70.7mm的立方体。为便于与钻取桩芯强度试验等作对比
计水泥王搅拌桩的刚度，即仅计入型钢的刚度，因此型钢本身 型材质量和焊接质量都极其关键。型钢的对接焊缝若要符合二 焊缝质量等级时，除焊缝外观质量应满足有关规定外，现场还 抽取一定量的对接焊缝作超声波探伤检查。
水泥土试块也可制成直径100mm、高径比1：1的圆柱体。 6.2.5型钢水泥土搅拌墙中的水泥土搅拌桩应进行桩身强度检 测。检测方法宜采用浆液试块强度试验，现场采取搅拌桩一定深 度处的水泥土混合浆液，浆液应立即密封并进行水下养护，于 28d龄期进行无侧限抗压强度试验。当进行浆液试块强度试验存 在困难时，也可以在28d龄期时进行钻取桩芯强度试验，钻取的 芯样应取自搅拌桩的不同深度，芯样应立即密封并及时进行无侧 限抗压强度试验。 实际工程中，当能够建立原位试验结果与浆液试块强度试验 或钻取桩芯强度试验结果的对应关系时，也可采用浆液试块强度 试验或钻取桩芯强度试验结合原位试验方法综合检验桩身强度： 此时部分浆液试块强度试验或钻取桩芯强度试验可用原位试验 代替。 条文中确定搅拌桩取样数量时，每根桩或单桩系指三轴搅拌 机经过一次成桩工艺形成的一幅三头搅拌桩，包括三个搭接的 单头。 型钢水泥土搅拌墙作为基坑围护结构的一种形式，实际应用 已经有10多年的历史，但国内对于三轴水泥土搅拌桩的强度及 其检测方法的研究相对不足，认识上还存在相当的分歧。这主要 表现在： 首先，目前工程中对搅拌桩强度的争议较大，各种规范的要 求也不统一，而工程实践中通过钻取桩芯强度试验得到的搅拌桩 强度值普遍较低，特别是比一般规范、手册中要求的数值要低。 其次，国内尚无专门的水泥土搅拌桩检测技术规范，虽然相 关规范对搅拌桩的强度及检测都有一些相应的要求，但这些要求 并不统一、不系统且不全面。 在搅拌桩的强度试验中，几种方法都存在不同程度的缺陷 浆液试块强度试验不能真实地反映桩身全断面在场地内一定深度 土层中的养护条件；钻孔取芯对芯样有一定破坏，检测出的无侧 限抗压强度值离散性较大，且数值偏低；原位试验目前还缺乏大
量的对比数据来建立搅拌桩强度与试验值之间的关系。 另一方面，相比国外特别是日本，目前国内对水泥土搅拌 的施工过程质量控制还比较薄弱，如为保证施工时墙体的垂直 度，从而使墙体有较好的完整性，需校验钻机的纵横垂直度；带 计重装置的每立方米注浆量是保证墙体完整性和施工质量的重要 施工过程控制参数，需要在施工中加强检测；以上这些还未有效 地建立起来。因此，为了保证水泥土搅拌桩的施工质量和工程安 全，对其强度进行检测是必不可少的重要手段。 1浆液试块强度试验 在搅拌桩施工过程中采取浆液进行浆液试块强度试验，是在 搅拌桩刚搅拌完成、水泥土处于流动状态时，及时沿桩长范围进 行取样，采用浸水养护一定龄期后，通过单轴无侧限抗压强度试 验，获取试块的强度试验值。 浆液试块强度试验应采用专用的取浆装置获取搅拌桩一定深 度处的浆液，严禁取用桩顶泛浆和搅拌头带出的浆液。取得的水 泥土混合浆液应制备于专用的封闭养护罐中浸水养护，浆液灌装 前宜在养护罐内壁涂抹薄层黄油以便于将来脱模，·养护温度宜保 持与取样点的土层温度相近。养护罐的脱模尺寸及试验样块制 备、养护龄期达到后进行无侧限抗压强度试验等，可参照第 6.2.4条条文说明中水泥土强度室内配比试验的方法和要求 进行。 浆液试块强度试验采取搅拌桩一定深度处尚未凝固的水泥土 浆液，主要目的是为了克服钻孔取芯强度检测过程中不可避免的 强度损失，使强度试验更具可操作性和合理性。目前在日本一般 将取样器固定于型钢上，并将型钢插人刚刚搅拌完成的搅拌桩内 获取浆液。 图15是一种简易的水泥土浆液取样装置示意。原理很简单， 取样装置附着于三轴搅拌桩机的搅拌头并送达取样点指定标高。 送达过程由拉紧牵引绳B使得上下盖板打开，此时取样器处于 敬开状态，保证水泥土浆液充分灌入，就位后由牵引绳A拉动
图15水泥土浆液取样装置示意 上盖板：2一下盖板；3一养护罐；4一控制摆杆；
5一牵引绳A；6一牵引绳B
控制摆杆关闭上下盖板，封闭取样罐，使浆液密封于取样罐中， 取样装置随搅拌头提升至地面后可取出取样罐，得到浆液。整个 过程操作也较方便。 浆液试块强度试验对施工中的搅拌桩没有损伤，成本较低， 操作过程也较简便，且试块质量较好，试验结果离散性小。目前 在日本普遍采用此方法（钻取桩芯强度试验方法一般很少用）， 作为搅拌桩强度检验和施工质量控制的手段。随着各地型钢水泥
深度的变化，但静力触探试验最大的问题是当探头因遇到搅拌桩 内的硬块时或因探杆刚度较小而易发生探杆倾斜。因此，确保探 杆的垂直度很重要，建议试验时采用杆径较大的探杆，试验过程 中也可采用测斜探头来控制探杆的垂直度。 标准贯入试验和动力触探试验在试验仪器、工作原理方面相 以，都是以锤击数作为水泥土搅拌桩强度的评判标准。标准贯入 试验除了能较好地检测水泥土桩身强度外，尚能取出搅拌桩芯 样，直观地鉴别水泥土桩身的均匀性。 4水泥土搅拌桩强度及检测方法试验研究 为配合本次规程的编制，编制组专门组织力量，在上海、天 津、武汉、宁波、苏州等地，共进行了6个场地的水泥土搅拌桩 强度试验，每个场地均专门打设5根三轴水泥土搅拌桩，采取套 接一孔施工工艺，不插型钢，深度一般在15m～25m之间，桩 径为850或$1000。在专门施工的三轴水泥土搅拌桩内分别进 行了7d、14d、28d龄期条件下的钻取桩芯强度试验和多种现场 原位试验（静力触探试验、标准贯人试验、重型动力触探试验 等），部分试验在搅拌施工过程中采取浆液进行了浆液试块强度 试验。以下从3个方面对本次试验结果进行介绍。 1）浆液试块强度试验 为配合本次规程编制，在上海解放大厦工程场地专门进行了 浆液试块强度和钻取桩芯试块强度的对比试验，表5为取芯与取 浆液单轴抗压强度对比
泥土取芯与取浆液单轴抗压强度对比
通过试验可以得出以下结论： 从试验结果看，28d取浆试块强度平均值为0.54MPa，同
表6各地水泥土搅拌桩钻取桩芯试块单轴抗压强度一览表
通过对上述地区进行搅拌桩取芯强度试验可以得出 结论：
GB 51249-2017 建筑钢结构防火技术规范.pdf通过对上述地区进行搅拌桩取芯强度试验可以得出以下
取芯强度试验是搅拌桩强度检测的常规方法，但由于取芯强 度试验周期长，取芯过程中试样扰动较大，并且水泥士搅拌凝固 后变得松脆等因素影响，导致取样和试块制作的困难增大，取芯 试验强度损失较大，试验结果一般偏小。 由表6可见，各地水泥土搅拌桩28d取芯强度值为 0.41MPa～6.40MPa，试验结果离散性较大，但一般强度值都在 0.40MPa以上。如果考虑试验误差，去掉试验值最高的天津高 银中央商务区工程试验结果和最低的上海市解放且报大厦工程试 验结果，28d强度平均值为0.57MPa。搅拌桩强度较目前一般规 范和手册上要求的强度值要低。考虑到日本搅拌桩28d强度控制 值采用0.50MPa，将目前普遍要求的28d无侧限抗压强度值适 当降低是合适的。 以上5个不同地区工程水泥土搅拌桩28d取芯强度值都在 0.40MPa以上，考虑取芯过程中对芯样的损伤，结合上述对取 浆与取芯强度试验的对比，对取芯试块强度值乘以系数1.2～ 1.3（平均1.25）作为水泥土搅拌桩的强度，则工程实际中，对 搅拌桩28d龄期的无侧限抗压强度取值可定为不小于0.50MPa。 通过试验发现，水泥土强度不但与龄期有关，还与土层性质 有关，在同等条件下，粉质黏土搅拌的水泥土试块强度较粉土、 粉砂搅拌的水泥土试块强度低。搅拌桩套打区域与非套打区域的 强度未检测到有明显差异。 3）现场原位试验 表7、表8、表9分别为在上海、天津、宁波、苏州、武汉 等地工程进行的静力触探、标准贯人和重型触探三种现场原位试 验结果的统计表。
表7各地水泥土桩静力触探比贯入阻力P，平均值一览表
表8各地水泥土桩标准贯入击数平均值一览表
水泥土桩重型动力触探击数平均值一
对搅拌桩进行的现场原位试验结果总结如下： 静力触探试验轻便、快捷，能较直观地反映水泥土搅拌桩 体的成桩质量和强度特性。标准贯入试验和重型动力触探试验在 试验仪器、工作原理方面相似，都是以锤击数作为水泥土搅拌桩 强度的评判标准。静力触探、标准贯人和重型动力触探三种原位 试验都能比较直观地反应搅拌桩的成桩质量和强度特性。 从试验过程和试验结果看，在上海等软土地区可以进行水泥 土搅拌桩7d、14d和28d龄期的静力触探试验、标准贯人试验和
重型动力触探试验。相对来说，标准贯入试验和重型动力触探试 验人为因素影响较多一些，误差相对较大，试验精度稍差一些。 基于在上海、天津、苏州、武汉、宁波等地进行的静力触探 试验、标准贯人试验和重型动力触探试验发现，随着搅拌桩龄期 的增加，静力触探比贯人阻力、标准贯入试验和重型动力触探试 验的锤击数都相应增加，规律性较好，这三种方法都可以作为搅 拌桩强度检测的辅助方法。 目前静力触探、标准贯人和重型动力触探三种原位试验工程 应用经验还较少，尚未建立原位试验结果与搅拌桩强度值之间的 对应关系，需要进一步积累资料。