钉形水泥土双向搅拌桩技术规程

江苏省工程建设推荐性技术规程

苏JG/

钉形水泥土双向搅拌桩 复合地基技术规程

T echnical specification for T -shaped bidirectional

deep mixing column composite foundation

发布日期：2007- - 有效截止日期：

江苏省建设厅 审定 发布

前 言

钉形水泥土双向搅拌桩复合地基技术是东南大学岩土工程研究所经过多年研究开发的地基处理新技术，并获得了国家发明专利（专利号：[1**********]2，[1**********]1）。该技术已广泛应用于高速公路和市政工程，其科学性、先进性和经济性已在工程中得到证明。为进一步推广应用该技术，东南大学岩土工程研究所等单位在总结经验的基础上，结合该技术的发展应用现状编制了该规程。

由于钉形水泥土双向搅拌桩复合地基技术为一项新技术，有待积累经验。在执行本规程过程中，请注意总结经验并积累资料，如发现有需要修改和补充之处，请将意见反馈到东南大学岩土工程研究所或江苏省建筑科学研究院有限公司，以便修订时参考。

主编单位：东南大学岩土工程研究所

江苏省建筑科学研究院有限公司 江苏省高速公路建设指挥部

主编起草人： 刘松玉、朱志铎、胡明亮、刘义怀、张 善、张小平、周友根、

高乔明、方 巍、席培胜、孙 鹤、宋宁生、储海岩、宫能和、 冯锦林、刘锦平、杜广印

目 次

1 总 则 . ...................................................................................................................................................................1 2 术语、符号.........................................................................................................................................................2 2.1 术语 . ..............................................................................................................................................................2 2.2 符号 . ..............................................................................................................................................................3 3 设计 . .....................................................................................................................................................................5 3.1 一般规定 . .....................................................................................................................................................5 3.2 材料 . ..............................................................................................................................................................6 3.3 设计计算 . .....................................................................................................................................................6 4 施工 . ...................................................................................................................................................................12 4.1 施工准备 . ...................................................................................................................................................12 4.2 钉形水泥土双向搅拌桩施工.................................................................................................................14 5 质量检查及验收 . .............................................................................................................................................16 5.1 成桩质量检查 ...........................................................................................................................................16 5.2 桩身质量检测 ...........................................................................................................................................16 5.3 承载力检测................................................................................................................................................16 5.4 质量检测标准 ...........................................................................................................................................17 5.5 工程质量验收 ...........................................................................................................................................18 附录1 本规程用词说明 ........................................................ 19 附录2 钉形水泥土双向搅拌桩机型号、规格 ....................................... 20 附录3 变形计算算例 .......................................................... 21 附录4 对称边载效应系数 ...................................................... 23 附录5 钉形水泥土双向搅拌桩现场记录表 . ........................................ 25 附录6 钉形水泥土双向搅拌桩施工监理原始记录表 ................................. 26 附录7 钉形水泥土双向搅拌桩施工监理汇总表 ..................................... 27 附录8 钉形水泥土双向搅拌桩现场开挖目(量) 测情况记录表 ......................... 28 附录9 钉形水泥土双向搅拌桩现施工现场检测记录表 ............................... 29

1 总 则

1.0.1 为了使钉形水泥土双向搅拌桩复合地基新技术在设计和施工中做到科学适用、技术先进、质量保证、经济合理、保护环境，特制定本规程。

1.0.2 本规程适用于交通、市政和港口码头等大面积软土地基处理的钉形水泥土双向搅拌桩复合地基的设计、施工和质量检验。其它工程的地基处理可参考使用。

1.0.3 钉形水泥土双向搅拌桩复合地基设计必须坚持因地制宜的原则，综合考虑场地工程地质条件、上部结构类型、荷载大小和性质等因素，精心设计，以保证构筑物或建筑物的安全和正常使用。

1.0.4 钉形水泥土双向搅拌桩复合地基施工必须贯彻“百年大计，质量第一”的原则，根据设计要求及工程具体情况精心编制施工组织设计，精心施工，确保工程质量。 1.0.5 本规程适合于500~1500mm直径的钉形水泥土双向搅拌桩复合地基。

1.0.6 采用钉形水泥土双向搅拌桩技术除执行本规程外，尚应符合国家现行有关强制性标准的规定，如下：

《岩土工程勘察规程》GB50021-2001 《公路工程地质勘察规范》JTJ064-98 《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002 《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002 《土工试验方法标准》GB/T50123-1999 《公路路基施工技术规范》JTG F10-2006 《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB20202-2002

2 术语、符号

2.1 术语

2.1.1 钉形水泥土双向搅拌桩T-shaped bidirectional deep mixing column

在水泥土搅拌桩成桩过程中，由动力系统分别带动安装在同心钻杆上的内、外两组搅拌叶片同时正、反向旋转搅拌，通过搅拌叶片的伸缩使桩身上部截面扩大而形成的类似钉子形状的水泥土搅拌桩。

2.1.2 复合地基composite subgrade, composite foundation

指部分土体被增强或置换形成增强体，由增强体及其周围土体共同承担荷载的地基。 2.1.3 水泥土cement-soil

由水泥浆液和地基土充分搅拌后，经水化和化学反应后形成的增强体。 2.1.4 双向搅拌工艺bidirectional mixing technique

采用同心双轴钻杆，在内钻杆上设置正向旋转叶片并设置喷浆口，在外钻杆上安装反向旋转叶片，通过外杆上叶片反向旋转过程中的压浆作用和正反向旋转叶片同时双向搅拌水泥土的作用，阻断水泥浆上冒途径，把水泥浆控制在两组叶片之间，保证水泥浆在桩体中均匀分布和搅拌均匀，确保成桩质量的施工方法。

2.1.5 地基承载力特征值characteristic value of subgrade bearing capacity

指由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。

2.1.6 地基变形容许值allowable subsoil deformation

为保证构筑物正常使用而确定的变形控制值。 2.1.7 面积置换率displacement ratio of area

复合地基增强体（桩）截面面积与所分担的处理地基面积之比。

2.2 符号

2.2.1 作用和作用效应

f pk ——桩体单位截面积承载力特征值；

f sk ——桩间土承载力特征值；

f cu , k ——与搅拌桩桩身加固土配比相同的室内加固土试块（边长70.7mm 的立方体）

的90天龄期的无侧限抗压强度平均值；

f spk ——复合地基承载力特征值； R a ——单桩竖向承载力特征值；

k

P k ——相应于荷载标准效应组合时，桩顶处的平均压力值； q pb ——桩端地基土承载力特征值；

q pa ——变截面处地基土承载力特征值；

q si ——第i 层桩周土的摩擦力特征值。

2.2.1 几何参数

A p 1——钉形桩扩大头截面积； A p 2——钉形桩下部桩体截面积； D ——钉形桩扩大头直径；

d ——钉形桩下部桩体直径； H ——钉形桩扩大头高度；

S ——钉形桩复合地基桩间距；

m 1——钉形桩扩大头部分面积置换率； m 2——钉形桩下部桩体面积置换率；

u p 1——钉形桩扩大头部分桩截面周长；

u p 2——钉形桩下部桩体截面周长；

n 1——钉形桩扩大头深度范围内土体分层数；

n 2——钉形桩下部桩体深度范围内土体分层数。

H

图2.1 钉形水泥土双向搅拌桩构造图

2.2.3 土性参数

E s ——土的压缩模量。

2.2.4 水泥土性参数

c ——水泥土的粘聚力； ϕ——水泥土的内摩擦角； E p ——水泥土压缩模量。

2.2.5 计算系数

α1——扩大头“翼缘”下地基承载力修正系数；

α2——桩端地基承载力修正系数； η1——扩大头部分桩身强度折减系数；

η2——扩大头以下部分桩身强度折减系数；

β——桩间土承载力折减系数； ψs ——变形计算经验系数；

ξ——对称边载效应系数。

3 设 计

3.1 一般规定

3.1.1 钉形水泥土双向搅拌桩适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土、软粘性土及无流动地下水的松散砂土等软弱地基。

3.1.2 钉形水泥土双向搅拌桩处理泥炭土、有机质土、塑性指数大于25的粘性土和地下水具有腐蚀性时必须通过现场试验确定其实用性后，方可采用。

3.1.3 钉形水泥土双向搅拌桩桩长应根据变形要求确定，宜穿透软土层。处理深度不宜超过25m 。

3.1.4 钉形水泥土双向搅拌桩复合地基设计前，应具备以下基本资料： 3.1.4.1 岩土工程勘察资料

应按照现行国家标准《岩土工程勘察规程》GB50021-2001或现行行业标准《公路工程地质勘察规范》JTJ064-98进行岩土工程勘察并提供勘察报告，内容包括： （1） 场地工程钻孔位置图、工程地质剖面图；

（2） 场地各土层物理力学指标、承载力特征值和e ～p 曲线； （3） 标准贯入试验、静力触探试验和十字板试验等原位测试资料； （4） 据相关试验分析提供土层桩侧阻力特征值和不排水抗剪强度特征值；

（5） 水文地质资料，包括地下水类型、水位标高或埋深、地下水对水泥土是否具有腐

蚀性等；

（6） 场地的抗震设计条件，包括场地土的类型、场地类别、地基土的液化判别。 3.1.4.2 工程场地和环境条件的有关资料

（1） 工程场地总平面图，包括交通设施、高压架空线、地下管线和地下构筑物分布等； （2） 相邻建（构）筑物安全等级、基础型式及埋设深度； （3） 水、电及材料供应条件等。 3.1.4.3 建（构）筑物的有关资料 （1） 建（构）筑物的总平面布置图； （2） 建（构）筑物基础平面图和剖面图； （3） 设计要求的承载力和变形控制值；

（4） 对应于荷载效应标准组合时的基底压力和对应于荷载效应准永久组合时的基底压

力。

3.1.4.4 施工条件的有关资料

（1） 施工机械的设备条件、动力条件； （2） 施工机械的进出场及现场运行条件。

3.2 材料

3.2.1 钉形水泥土双向搅拌桩所用水泥种类需要和加固的土质相适应，一般情况下，当水泥土搅拌桩的桩体强度大于1.5MPa 时，应选用强度等级在42.5以上的水泥；桩体强度小于1.5MPa 时，选用强度等级32.5以上水泥；当需要水泥土搅拌桩桩体有较高的早期强度时，宜选用普通硅酸盐水泥和波特兰水泥。

3.2.2 应根据不同土质条件和工程要求通过试验确定选用的外加剂种类和掺量。外加剂种类主要有木质素磺酸钙、石膏、三乙醇胺等。

3.2.3 钉形水泥土双向搅拌桩水泥土强度标准值，宜采用90天龄期的无侧限抗压强度平均值。

3.3 设计计算

3.3.1 钉形水泥土双向搅拌桩设计计算按照复合地基要求计算，并进行地基变形验算。 3.3.2 钉形水泥土双向搅拌桩除在基础范围内布置外，对有边坡工程的尚应在坡脚线外增设一排桩。

3.3.3 钉形水泥土双向搅拌桩的扩大头高度宜不大于桩长的1/3。

3.3.4 钉形水泥土双向搅拌桩的下部桩径不宜小于500mm ，上、下桩径比（D /d ）宜在1.8～2.4之间。D /d 也可由下式确定：

⎛D ⎫

⎪=⎝d ⎭

2

ξR a

k

n 1

k

（3—1）

R a -u 1∑q si ⋅h i -α1⋅(A p 1-A p 2) ⋅q pa

i =1

n 1

扩大头高度：H =

∑h

i =1

i

对称边载效应系数：

K 0σ

sv

⋅tg (45+2c

ϕ

ξ=1+

)

（3—2）

式中：σsv 为桩周土体竖向应力（kPa ）；

K 0为静止土压力系数；

； c 为水泥土的粘聚力（kPa ）

； ϕ为水泥土的内摩擦角（）

式中符号意义同式（3—4），ξ也可由附表四查表得出。

3.3.5 钉形水泥土双向搅拌桩复合地基的桩间距应根据复合地基的承载力、建（构）筑物允许沉降量、土性、施工工艺等确定，宜取1.8m ～2.4m 。

3.3.6 钉形水泥土双向搅拌桩复合地基在路堤荷载下可不设置褥垫层，在刚性基础下建议设置褥垫层，褥垫层厚度宜取300～500mm 。褥垫层宜选用中砂、粗砂、级配砂石或碎石等，碎石最大粒径不大于20mm 。

3.3.7 钉形水泥土双向搅拌桩桩身水泥掺入比应根据单桩承载力，通过室内配比确定，水泥掺入量宜为被加固湿土质量的12%～18%。水灰比可选用0.50～0.60，地基含水量高者取小值。根据土质条件可适当选用添加剂，添加剂的选用应先进行室内配比试验。

3.3.8 钉形水泥土双向搅拌桩复合地基承载力特征值，应通过现场复合地基载荷试验确定，初步设计时也可按下式估算：

f spk =m 1

R a

k

A p 1

+β(1-m 1) f sk （3—3）

式中：f spk ——复合地基承载力特征值（kPa ）；

f sk ——处理后桩间土承载力特征值（kPa ），宜按当地经验取值，如无经验时可取天

然地基承载力特征值；

β ——桩间土承载力折减系数，宜按当地经验取值，如无经验时可取0.75～1.0 ；

22

m 1 ——扩大头部分面积置换率，m 1=D /d e ；

D ——扩大头直径（m ）；

d e ——一根桩分担的处理地基面积的等效直径（m ），等边三角形布置时，

d e =1. 05S ；正方形布置时，d e =1. 13S ；矩形布置，d e =1. 13

S 1⋅S 2；

S 、S 1、S 2分别为桩间距、纵向间距和横向间距； A p 1——扩大头部分截面积（m ）； R a ——单桩承载力特征值（kN ）;

k

2

3.3.9

钉形水泥土双向搅拌桩单桩承载力特征值R a k 的取值，应按照以下要求确定：

3.3.9.1当采用单桩载荷试验时，应将单桩竖向极限承载力除以安全系数2； 3.3.9.2当无单桩载荷试验资料时，初步设计时可按下式进行估算： （1）如果桩身强度满足：

n 1

n 2

η1f cu ⋅A p 1≥u p 1∑q si ⋅h i +u p 2⋅∑q sj ⋅h j +A p 2⋅q pb +(A p 1-A p 2) ⋅q pa

i =1

j =1

n 2

且η2f cu ⋅A p 2≥u p 2⋅∑q sj ⋅h j +A p 2⋅q pb +(A p 1-A p 2) ⋅q pa

j =1

则单桩极限承载力应由下式确定：

n 1

n 2

R

k a 1

=u p 1∑q si ⋅h i +u p 2⋅∑q sj ⋅h j +α2⋅A p 2⋅q pb +α1⋅(A p 1-A p 2) ⋅q pa i =1

j =1

（2）如果桩身强度满足：

n 1

n 2

η1f cu ⋅A p 1≥u p 1∑q si ⋅h i +u p 2⋅∑q sj ⋅h j +A p 2⋅q pb +(A p 1-A p 2) ⋅q pa

i =1

j =1

n 2

且η2f cu ⋅A p 2≤u p 2⋅∑q sj ⋅h j +A p 2⋅q pb +(A p 1-A p 2) ⋅q pa j =1

则单桩极限承载力应由下式确定： n 1

R

k a 2

=u p 1∑q si ⋅h i +η2⋅f cu , k ⋅A p 2+α1⋅(A p 1-A p 2) ⋅q pa

i =1

（3）如果桩身强度满足：

n 1

n 2

η1f cu ⋅A p 1≤u p 1∑q si ⋅h i +u p 2⋅∑q sj ⋅h j +A p 2⋅q pb +(A p 1-A p 2) ⋅q pa i =1

j =1

n 2

且η2f cu ⋅A p 2≥u p 2⋅∑q sj ⋅h j +A p 2⋅q pb +(A p 1-A p 2) ⋅q pa

j =1

则单桩极限承载力应由下式确定：

3—4）3—5） （

（

R a 3=η1⋅f cu , k ⋅A p 1 （3—6）

k

综合（3—4）、（3—5）、（3—6）式，钉形水泥土双向搅拌桩单桩承载力按下式计算：

R a =min R a 1, R a 2, R a 3 （3—7）

k

{

k k k

}

式中：R a k ——单桩竖向承载力特征值（KN ）；

f cu , k ——与搅拌桩桩身加固土配比相同的室内加固土试块（边长70.7mm 的立方体，

也可采用边长为50mm 立方体）的90天龄期的无侧限抗压强度平均值（kPa ）；

η1——扩大头部分桩身强度折减系数，依据现有工程统计数据分析，可取0.6~0.8；

η2——扩大头以下部分桩身强度折减系数，依据现有工程统计数据分析，可取

0.5~0.65；

q pa ——变截面处地基土承载力特征值（kPa ）； q pb ——桩端地基土承载力特征值（kPa ）；

q si ——扩大头深度范围内第i 层桩周土的摩阻力特征值（kPa ）； q sj ——下部桩体范围内第j 层桩周土的摩阻力特征值（kPa ）； u p 1 ——扩大头部分桩体周长（m ）；

u p 2 ——下部桩体周长（m ）；

A p 1——扩大头部分桩体横截面积（m 2）； A p 2——下部桩体横截面积（m 2）；

h i ——扩大头深度范围内第i 层桩周土厚度（m ）； h j ——下部桩体范围内第j 层桩周土厚度（m ）；

n 1、n 2——分别为扩大头和下部桩体深度范围内，桩周土体的分层数。

α1——变截面处天然地基土承载力折减系数，可取0.8～0.9；

α2——桩端天然地基土承载力折减系数，可取0.4～0.6。

3.3.10 当钉形水泥土双向搅拌桩处理范围以下存在软弱下卧层时，应按照有关规定进行下卧层承载力验算。

3.3.11 地基处理后的变形计算应按照现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002的有关规定执行。复合土层的分层与天然地基相同（在变截面处应分层计算），各复合土层的压缩模量等于该层天然地基压缩模量与桩体压缩模量按照面积置换率加权平均，即：

E spi =m i E p +(1-m i ) E si （3—8）

式中：E spi ——第i 层土体深度范围内，复合地基压缩模量（MPa ）,

，可取（150～180）f cu ； E p ——桩体压缩模量（MPa ）

m i ——第i 层土体深度范围内，桩体面积置换率； E si ——第i 层土体深度范围内，地基土压缩模量（MPa ）；

计算深度范围内压缩模量当量值：E sp =

∑∑

A i A i E spi

式中：A i ——第i 层土体深度范围内，附加应力系数沿土层厚度的积分值；

3.3.12 地基变形计算深度应大于复合地基的处理深度，并应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中地基变形计算深度的有关规定。

n 1

s 1=

∑

i =1

p 0E spi

(z i i -z i -1i -1) （3—9）

式中：i , i -1——扩大头深度范围内第i 层土，底面和顶面平均附加应力系数；

E spi ——扩大头第i 层土深度范围内复合土层的复合模量(MPa)；

。 z i , z i -1——扩大头深度范围内第i 层土底面和顶面深度（m ）

3.3.13.2 下部桩体深度范围内复合土层平均压缩变形量s 2（mm ）按下式计算：

n 2

s 2=

∑

j =1

p 0E spj

(z j j

-z j -1j -1

) （3—10）

式中：j , j -1

——下部桩体深度范围内第j 层土，底面和顶面平均附加应力系数；

E spj ——下部桩体第j 层土深度范围内复合土层的复合模量(MPa)； z j , z j -1——下部桩体深度范围内第j 层土底面和顶面深度（m ）。

3.3.13.3 桩端下部未加固土层平均压缩变形量s 3可按照目前国家标准有关规定计算。

4 施 工

4.1 施工准备

4.1.1 钉形水泥土双向搅拌桩施工前应具备如下资料： 4.1.1.1 工程地质勘察报告。 4.1.1.2 施工设计图纸。

4.1.1.3 总平面图或桩位平面控制图。

4.1.1.4 施工现场地理位置及相邻建筑、道路、管线、高压输电线、构筑物、边坡等相关资料。

4.1.2 钉形水泥土双向搅拌桩施工前应具备条件： 4.1.2.1 施工现场应具备施工用水、用电、施工道路畅通。 4.1.2.2 施工场地平整，地耐力应满足桩机施工要求。

4.1.2.3 应完成场地邻近建筑、道路、管线、高压输电线、构筑物、边坡、环境等保护措施。 4.1.3 科学、完整的施工组织设计或施工方案 4.1.3.1 开工前应进行施工图会审、设计技术交底。

4.1.3.2 根据施工图纸、设计技术交底、工程地质勘察报告、地理环境等编制施工组织设计或施工方案。

4.1.3.3 施工组织设计或施工方案审核确认。

4.1.3.4 组织施工人员进行技术交底，落实施工组织设计或施工方案的施工技术和安全保障措施。

4.1.4 施工工艺参数的确定

4.1.4.1 在没有施工资料和地质条件比较复杂的场地应先进行试桩，并根据设计要求进行施工工艺参数试验，同一工程地质条件下试桩数应不少于3根。 4.1.4.2 试验桩的地质条件应具有代表性，试验桩应与工程桩一致。 4.1.4.3 工艺性试桩应获得的参数：

（1） 掌握满足设计单桩喷浆量（由水泥掺入量、水灰比计算）的各种技术参数，如钻

杆下沉和提升速度、喷浆压力、断浆量、搅拌机转速、进入持力层电流和钻进速度等（供参考的双搅桩机械参数：下沉速度0.5～0.8m/min；提升速度0.7～1.0m/min；内钻杆转速≥50r/min；外钻杆转速≥70r/min；下沉时喷浆压力0.25～

0.40MPa ）。

（2） 掌握下沉和提升的阻力情况，选择合理的搅拌头形式、电机功率与搅拌叶片的宽

度和倾角等（供参考的双搅桩机叶片宽度80～100mm ；叶片厚度25～40mm ；叶片倾角10～20度）。

（3） 检验室内试验所确定的配合比、水灰比是否便于施工，是否需要添加外加剂等； （4） 检验桩身的无侧限抗压强度是否满足设计要求； （5） 检验复合地基承载力是否满足设计要求。 4.1.4.4 根据试桩参数调整施工组织设计和施工方案。

4.1.5 搅拌翼片的枚数、宽度、与搅拌轴的垂直夹角、搅拌头的回转数、提升速度应相互匹配，符合下式关系，确保加固范围内任何一点的土体均能经过20次以上搅拌。

N =

2h cos βV 1+V 2

(n ∑z

1

1

+n 2∑z 2) （4—1）

式中：N ——桩身任意一点的搅拌次数（次）；

h ——搅拌叶片宽度（m ）；

β——搅拌叶片与搅拌轴的垂直夹角（º）； ； V 1、V 2——分别为钻杆的提升和下沉速度（m/s）

n 1——内钻杆转速（r/s）；

∑z 1——固着在内钻杆上搅拌叶片的总枚数；

n 2——外钻杆转速（r/s）；

∑z 1——固着在外钻杆上搅拌叶片的总枚数。

4.1.6 施工时应保持搅拌桩机底盘水平和导向架垂直，搅拌桩的垂直度偏差不得大于1%，桩位偏差不得大于50mm ，桩径、扩大头深度和处理深度不得小于设计值。 4.1.7 施工机械的选择

4.1.7.1 根据设计要求和试桩资料选取专门的施工机械。

4.1.7.2 施工机械选定后应核实场地地基承载力是否满足桩机施工要求，如不满足应采取相应工程措施。

b) 喷浆下沉：启动搅拌机，使搅拌机沿导向架向下切土，同时开启送浆泵向土体喷水泥浆，两组叶片同时正、反向旋转(外钻杆逆时针旋转，内钻杆顺时针旋转) 切割、搅拌土体，搅拌机持续下沉，直到扩大头设计深度；

c) 施工下部桩体：改变内、外钻杆的旋转方向，将搅拌叶片收缩到下部桩体直径；喷浆切土下沉：两组叶片同时正、反向旋转切割、搅拌土体，搅拌机持续下沉，直到设计深度, 在桩端应就地持续喷浆搅拌10秒以上；

d) 提升搅拌：搅拌机提升、关闭送浆泵，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直至扩大头底面标高；

e) 伸展叶片：改变内外钻杆的旋转方向，将搅拌叶片伸展至扩大头径；提升搅拌：提升钻杆，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直到地表或设计桩顶标高以上50cm; f) 切土下沉：搅拌机沿导向架向下切土，同时开启送浆泵，向土体喷水泥浆，两组叶片同时正、反向旋转切割、搅拌土体，搅拌机持续下沉，直到扩大头设计深度；

g) 提升搅拌：关闭送浆泵，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直到地表或设计桩顶标高以上50cm ，完成单桩施工。 4.2.2 打桩顺序的一般规定

4.2.2.1 钉形水泥土双向搅拌桩属于非挤土桩，一般情况下对施工顺序无特殊要求。 4.2.2.2 若施工场地一侧靠近建(构) 筑物，应从靠近建(构) 筑物一侧由近向远施工。 4.2.2.3 若施工场地一侧靠近边坡，应从靠近边坡一侧由近向远施工，在坡边施工时应采取

可靠的防护措施，防止边坡失稳和机械安全。 4.2.3 成桩要求

4.2.3.1 施工前必须保证机架垂直，偏差不大于１％，保证机架底盘水平。 4.2.3.2 桩位偏差不大于50mm ，桩径和扩大头高度不小于设计值。

4.2.3.3 桩长由设计和施工工艺参数控制，施工至设计桩底附近应注意最后30s 电流和进尺参数，其值由工艺性试桩确定。

4.2.3.4 成桩过程中应控制水泥浆的比重，并符合有关技术要求。 4.2.4 施工资料的整理

4.2.4.1 在施工过程中应及时对每根桩做好施工记录。 4.2.4.2 及时办理汇总、验收、签证等手续。 4.2.5 施工安全管理

4.2.5.1 施工现场临时用电应按照《施工现场临时用电安全技术规程》JGJ46-2005执行。 4.2.5.2 施工机械安全生产应按照《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2001和J119-2001执行。

4.2.5.3 施工现场安全生产按照《建筑施工安全检查标准》JGJ-59-99执行。 4.2.6 施工记录表（见附录5～9）

5 质量检查及验收

5.1 成桩质量检查

5.1.1 钉形水泥土双向搅拌桩质量控制应贯穿施工全过程，应坚持全程的施工监理。施工过程中随时检查施工纪录和计量纪录，并对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定。检查重点是：水泥用量、桩长、内外钻杆转速、搅拌机提升和下沉速度、停浆处理方法和单桩施工时间等。

5.1.1.1 施工准备阶段，应对原材料质量、计量设备、搅拌叶片的伸展直径和机械性能进行检查。

5.1.1.2 施工前应检查桩位放样偏差，其容许偏差应控制在±50mm 。

5.1.1.3 施工过程中应检查机架的垂直度、机架底盘的水平度、水泥浆比重、搅拌机提升和下沉速度以及钻机下沉最后30s 的电流和钻进速度等。

5.1.1.4 单桩施工结束后，应对桩位偏差、桩径、单桩水泥用量以及单桩施工时间进行检查。其中桩位偏差不大于50mm ，桩径和单桩水泥用量不小于设计值，单桩施工时间不小于由工艺试桩确定的时间值。

5.1.2 钉形水泥土双向搅拌桩桩位、桩径和垂直度偏差应按照表5.1的规定检查。

5.2 桩身质量检测

5.2.1 钉形水泥土双向搅拌桩成桩7天后采用浅部开挖观察桩体成型情况和搅拌均匀程度，并可检验桩身直径，作好记录，检查频率为1‰，且不少于3根。

5.2.2 钉形水泥土双向搅拌桩成桩28天后应进行标准贯入试验和取芯进行室内无侧限抗压强度测试。为保证试块尺寸，钻孔直径不小于108mm 。检验桩数应随机抽取总桩数的5‰，且不少于3根。对钉形水泥土双向搅拌桩扩大头部分宜在小直径桩外取芯，通过芯样对桩长、扩大头长度、强度、均匀性等综合评价。

5.3 承载力检测

5.3.1 钉形水泥土双向搅拌桩复合地基承载力检验应采用复合地基静载试验和单桩载荷试

验。

5.3.2 载荷试验必须在桩身强度满足荷载试验条件，并宜在成桩28天后进行。检验数量为总桩数的1‰~2‰，且每个单项工程不少于3点。

5.4 质量检测标准

5.4.1 钉形水泥土双向搅拌桩质量检验标准应符合表5.1规定。

表5.1 钉形水泥土双向搅拌桩质量检验标准

5.5 工程质量验收

5.5.1 钉形水泥土双向搅拌桩作为一个分项工程进行验收，其验收批次原则上按照相同施工机械、相同桩型设置、相近工程地质单元，分段、分批次进行验收。验收批次按照保证项目、一般项目和允许偏差项目进行验收。

5.5.2 钉形水泥土双向搅拌桩工程的验收原则上在施工单位自检合格，且资料齐全后由施工单位提出验收申请。验收前施工单位应提供以下资料：

5.5.2.1 工程地质报告、桩基施工图、图纸会审及技术交底纪要、设计变更等。 5.5.2.2 原材料进场合格证和检测报告。

5.5.2.3 桩位测量放线图和纪录，包括工程桩位复核鉴证单。 5.5.2.4 施工纪录和隐蔽工程验收纪录。 5.5.2.5 监督抽检资料。 5.5.2.6 桩体质量检测报告。

5.5.2.7 单桩承载力和复合地基承载力检测报告。

5.5.2.8 钉形水泥土双向搅拌桩复合地基工程竣工平面图。 5.5.2.9 工程质量事故和事故调查处理资料。

5.5.3 钉形水泥土双向搅拌桩工程验收应由总监理工程师组织建设、政府质监部门、设计、施工单位的相关人员进行验收。

5.5.4 钉形水泥土双向搅拌桩工程分项工程质量验收合格应符合下列要求： 5.5.4.1 保证项目必须全部合格。 5.5.4.2 一般项目合格率达90%以上。 5.5.4.3 允许偏差项目合格率达70%以上。 5.5.4.4 有完整的工程施工资料。

5.5.5 对于不能满足合格要求的工程应及时处理，处理后达到设计和本规定要求的可按合格验收，否则评定为不合格。

附录1 本规程用词说明

为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词，说明如下： 1 表示很严格，非这样做不可的：

正面用词采用“必须”，反面用词“严禁”。 2 表示严格，在正常情况下均应这样做的：

正面用词采用“应”，反面用词“不得”或“不应”。 3 表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的： 正面用词采用“宜”或“可”或“一般”，反面用词“不宜”。

附录2 钉形水泥土双向搅拌桩机型号、规格

钉形水泥土双向搅拌桩机设备主要有a 底盘、b 支架、c 箱体、d 同心双轴钻杆、e 自动伸缩钻头等组成。见附图2.1。

c

立面图

剖面图

附图2.1 钉形水泥土双向搅拌桩机设备图

附表2.1 钉形水泥土双向搅拌桩机设规格

附录3 变形计算算例

1. 工程概况

某高速公路位于软土地区，路堤顶面宽度35m ，路堤填土高度6m ，坡比1:1.5，路堤地面宽度53m ，土层分布及其主要物理力学指标见附表3.1，地下水位与地表平齐。

附图3.1 路堤剖面

附表3.1 土层分布及主要物理力学指标

2. 设计参数

该工程地基处理采用钉形水泥土双向搅拌桩加固，设计桩长15m ，桩径1000/500mm，扩大头高度3m ，正三角形布置，桩间距2.2m ，桩间土天然地基承载力60kPa 。 3. 沉降计算

沉降计算采用现行《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002：

n

s =ψ

s

∑

i =1

p 0E spi

(z i i -z i -1i -1)

取分层厚度3m ，第一层复合模量E spi =m 1E P +(1-m 1) E s 1=30. 5MPa ，2—5层复合模量E spi =m 2E P +(1-m 2) E s 1=9. 9MPa ，6层以下为E s 2=9. 0MPa 。

按照σ

z

≤0. 1σs 确定计算深度为40m 。

按照表1参数计算得： s 1=11.79mm , s 2=142.46mm

, s 3=345. 82mm

s '=

∑(s

1

+s 2+s 3)=500. 07mm

压缩模量当量E S =

∑∑

A i A i E si

=9. 6MPa ，查《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002

表5.3.5得ψ

s

=0.6

则总沉降s =ψs ⋅s '=500. 7⨯0. 6=300. 04mm 。

附录4 对称边载效应系数

附表4.1 对称边载效应系数汇总表

续表4.1

续表4.1

续表4.1

续表4.1

续表4.1

附录5 钉形水泥土双向搅拌桩现场记录表

附表5.1： 工程项目

承包单位 合同号 监理单位 编 号

钉形水泥土双向搅拌桩施工现场记录表

桩机编号 机械类型 电机功率（Kw ） 转速r 1（内） 转速r 2（外） 提升速度1挡 2挡 3挡 搅拌头直径（大/小） mm 段落编号 水灰比 浆液比重 泵送量（l/min） 原地面整平标高 设计桩长 （总桩长/扩大头长度） m

现场旁站: 监理: 日 期:

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附录6 钉形水泥土双向搅拌桩施工监理原始记录表

附表6.1： 工程项目

承包单位 合同号 监理单位 编 号

钉形水泥土双向搅拌桩施工监理原始记录表

桩机编号: 段落编号: 水灰比: 泵送能力:（l/min） 水泥用量计量装置名称: 原地面整平标高:

现场旁站: 现场监理 日期

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附录7 钉形水泥土双向搅拌桩施工监理汇总表

附表7.1： 工程项目

承包单位 合同号 监理单位 编 号

钉形水泥土双向搅拌桩计量汇总表

检查人: 记录人: 专业监理工程师:

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附录8 钉形水泥土双向搅拌桩现场开挖目(量) 测情况记录表

附表8.1： 工程项目

承包单位 合同号 监理单位 编 号

钉形水泥土双向搅拌桩现场开挖目(量) 测情况记录表

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附录9 钉形水泥土双向搅拌桩现施工现场检测记录表

附表9.1： 工程项目

合 同 号: 施工地点: 设计深度: 桩号范围:;

钉形水泥土双向搅拌桩施工现场检测记录表

记录: 承包人: 现场监理: 专业监理:

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