复合防渗墙基坑支护技术标准-地方标准编制说明

1《基坑旋切成槽复合防渗墙技术规范》山东省地方标准编制说明（报批稿）一、工作简况（一）任务来源本文件任务来源是根据山东省市场监督管理局于2019年9合防渗墙基坑支护技术标准》列入2019年度社会治理和公共服务标准化建设项目（第65项）。本标准由山东省交通运输厅提出并组织实施，山东省交通运输标准化技术委员会（TC41）归口。（二）起草单位、主要起草人及任务分工1.主要起草单位济南轨道交通集团有限公司、济南轨道交通集团建设投资有限公司、上海市隧道工程轨道交通设计研究院、山东省水利科学研究院、中铁第四勘察设计院集团有限公司、中铁上海工程局集团有限公司、中铁十局集团有限公司、济南交通发展投资有限公司、中电建铁路建设投资集团有限公司、中国水利水电第四工程局有限公司。2.主要起草人员刘凤洲、石长礼、刘浩、王永军、石锦江、种记鑫、刘毅、刘几凡、焦乐辉、侯裕震、李虎、路林海、邢慧堂、商金华、周会武、刘颂、李江宁、韩刚、苏逢彬、张振电、李轲、孙立建、范勇峰、郭建民、李臣、王启民、张锟、杨侠、王钦2济南轨道交通集团有限公司、济南轨道交通集团建设投资有限公司负责本文件的立项、编制进度把关及协助征集相关方意见等事项。上海市隧道工程轨道交通设计研究院、山东省水利科学研究院、中铁第四勘察设计院集团有限公司主要负责本文件文本及编制说明的起草修改完善、征求意见的汇总、归纳和处理等。中铁上海工程局集团有限公司、中铁十局集团有限公司、济南交通发展投资有限公司、中电建铁路建设投资集团有限公司、中国水利水电第四工程局有限公司负责本文件文本中相关试验和分析评价、协助征集相关方意见等。其中：刘凤洲担任标准起草组组长，石长礼担任组织标准起草组副组长，全面组织、协调标准的编制工作。刘浩、王永军、石锦江、种记鑫、刘毅、刘几凡、焦乐辉、侯裕震负责对标准大纲、技术内容进行起草编写。李虎、路林海、邢慧堂、商金华、周会武、刘颂、李江宁、韩刚、苏逢彬、张振范勇峰、郭建民、李臣负责对各相关方的意见和建议进行总结、归纳和处理。王启民、张锟、杨侠、王钦山、李胜强、王永吉、王丹、孙庆文、孙捷城、张睿、张康、刘从胜、陈阿锋负责组织召开标准研讨会议及标准起草组各章节具体进度把控。1.前期准备规范计划下达后，在山东省交通运输标准化技术委员会的指导下，于2019年10月初成立了标准起草组，起草组讨论了工作3通过调研了解国内同行业相关标准，查阅并收集复合防渗墙基坑支护相关资料，分析不同地区标准修订情况存在的差异，合理编制山东省地方标准项目建议表及标准制定起草计划。2.现状调研随着我国城市建设规模步伐的加快，城市综合体、轨道交通以及地下综合工程大量出现，涉及到的基坑工程逐步近”的特点，在基坑支护及防渗处理方面出现了诸多问题，近年来因防渗止水和基坑支护导致基坑发生事故时有发生，对国家造成巨大经济损失及不良社会影响，因此基坑支护与防渗止水成为工程建设过程中急需解决的重点问题。济南轨道交通建设突出的地质问题是地层结构及水文地质条件复杂、地下水位高。地层中存在卵石、碎石、胶结砾岩地层或透镜体及强、全风化岩层，在高水头条件下，基坑开挖易引发渗透破坏、地面沉降，甚至导致结构失稳，这种强透水地层对支护防渗体系的可靠性提出了更高的要求。目前国内外深基坑防渗和支护常用方案有钢筋混凝土地下连续墙、灌注桩+止水帷幕、SMW工法桩、套管咬合桩、TRD工法等，这些工法对于城市轨道交通建设的需求均存在不同程度的缺陷：SMW工法在复杂地层中搅拌能力有限，难以解决卵石、碎石、胶结砾岩及入岩问题，在济南市区部分地区的地层中难以应用；TRD工法的设备昂贵，对场地要求较高，工程造价高，入岩能力有限；钢筋混凝土地下连续墙工艺复杂，工期长，造价高；灌注桩结合止水帷幕支护防渗体系在复杂地层中可靠性差，造价偏高；套管咬合桩在深厚砂砾石地层、差异风化岩层、胶结砾岩与碎石混合层等复杂地层中施工工序复杂，成桩精度较低，造价4偏高。复合防渗墙可应用在大面积深基坑围护结构中，起到止水防渗效果好、安全可靠度高的作用，当前国内多家机构、科研院校都对复合防渗墙基坑支护进行了理论研究和实际应用。复合防渗墙的设计、施工质量控制、检查及验收评价标准不一，造成复合防渗墙防渗止水质量管控难，如何统一设计标准及施工工艺，提高复合防渗墙施工质量是急需解决的关键问题之一。2016年4月在滕州尚善水库工程、2017年6月在济南轨道交通2号线任家庄站工程中开展了复合防渗墙室内模型试验和现场试验。通过室内相似模型试验，构建了不同参数配比条件下的防渗墙试件，测试了基本物理指标和力学参数，根据现场地质条件的差异，开展不同施工条件下的现场试验，研究在特殊地层中的防渗效果，结合室内试验及数值仿真数据，给出相关力学和防渗性能参数，为该项施工工艺的应用和推广提供了试验及理论依据。2017年9月在济南轨道交通3号线济南东车辆段雨水泵房基坑工程中开展了复合防渗墙承载变形特性研究。采用有限元数值分析软件，建立三维数值仿真模型，开展复合防渗墙承载变形特性的三维数值分析计算。研究复合不同刚性材料、桩断面、桩间距、防渗墙厚度条件下基坑的变形规律，通过对大量数值试验工况数据的统计归类与回归分析，揭示复合防渗墙变形的规律及控制因素。根据山东省市场监督管理局下发的同意立项通知，2019年510月正式成立标准起草小组，明确任务要求、人员分工及工作进度计划，并对标准的整体框架及难点问题进行充分讨论。在《复合防渗墙基坑支护技术标准》项目申请书的基础上起草标准草案，在编写标准草案的同时，编写标准编制说明。草案编制完成后，组织相关人员对标准文本草案进行深入讨论，逐条对技术内容进行研讨、修改，同时对标准文本初稿格式按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》规定进行审查。通过多轮次的讨论分析后，标准起草组根据相关人员提出的意见和建议对标准内容进行全面修改、完善，最终形成了初稿。标准《复合防渗墙基坑支护技术标准》初稿审查会会议。来自济南大学、山东建筑大学、济南市交通工程质量与安全中心、济南城建集团有限公司、中铁十四局集团有限公司、山东正元建设工程有限责任公司、山东省深基础工程勘察院等单位共7名专家组成了审查委员会。会上起草组认真汇报了标准的编制背景、编制过程以及主要内容，审查委员会听取了有关情况汇报，对标准文本进行了逐章、逐条审查，提出了有关内容、结构等方面意见，共计21条。标准起草组逐一分析、论证，对意见全部采纳，并予以修改，形成了征求意见稿。5.征求意见征求意见稿向社会进行广泛的意见征集，征集对象包括政府部门、高校和企业等30家单位。共收到来自同济大学、北京交通大学、中铁工程设计咨询集团有限公司、舜泰检测科技集团有限公司、中铁十四局集团有限公司、中铁济南工程建设监理有限6公司等单位的意见，共计84条，经文献查询、征询相关专家意见，逐一分析、论证，对合理意见进行了采纳，共采纳68条，6.审查阶段标准起草组根据专家研讨会的建议和意见进行认真修改完善，并按照山东省地方标准管理有关规定，形成送审材料。2023来自山东大学、济南大学、山东建筑大学、济南市交通工程质量与安全中心、济南城建集团有限公司、中铁十四局集山东正元建设工程有限责任公司、山东省深基础工程勘察院、中铁十八局集团有限公司等单位共9名专家组成了审查委员会。会上起草组认真汇报了标准的基本概况、主要内容、编制过程和有关征求意见反馈与处理情况，审查委员会听取了有关情况汇报，对标准文本进行了逐章、逐条审查，提出了有关内容、结构等方面意见，共计39条。标准起草组逐一分析、论证，对意见全部采纳，并予以修改。审查委员会一致建议标准名称由“复合防渗墙基坑支护技术规范”变更为“基坑旋切成槽复合防渗墙技术规范”。理由为：复合防渗墙施工方法种类较多，本标准适用于采用旋切成槽机回转切削形成防渗墙的基坑工程，标准中主要针对旋切成槽复合防渗墙设计、施工、质量检验与验收等方面提出了相关技术要求，因此标准名称变更为“基坑旋切成槽复合防渗墙技术规范”，变更名称后与标准文本内容更协调一致。会议一致同意该标准通过审查。会议要求起草单位尽快形成报批材料后上报省市场监督管理局。7二、规范制定的目的和意义（一）规范制定的目的基于旋切成槽机构筑连续地下墙体的技术优势，将防渗与支护技术进行深度整合，研发异型成槽设备，实现基坑防渗与支护一体化施工，应用于基坑工程的防渗和支护，可显著提高防渗的可靠性和施工效率，满足工程建设的安全、高效两大需求。制定本文件的目的，一是为规范旋切成槽复合防渗墙基坑支护的设计、施工质量控制、检查及验收评价标准，二是更加有效的推广旋切成槽复合防渗墙基坑支护技术在城市轨道交通、市政建设等领域的应用。（二）规范制定的意义城市轨道交通工程建设过程中经常面临地层结构及水文地质条件复杂、地下水位高的情况，这无形中增加了工程建设的难度。城市轨道交通建设突出的地质问题是地层中存在胶结砾岩地层或透镜体及强、全风化岩层，在高水头条件下，基坑开挖易引发渗透破坏、地面沉降，甚至导致结构失稳，这种强透水地层对支护防渗体系的可靠性提出了更高的要求。针对城市轨道交通建设沿线复杂的水文地质及工程地质条件，建设过程中场地占用对交通通行的影响，以及对环境保护的高标准要求，传统的基坑防渗支护工艺难以满足各种工况下的建设需求。为达到工程建设的安全、高效、绿色、节能、节材的理念，研究适合城市轨道交通工程建设的基坑支护和防渗技术是十分必要的。本文件技术能够有效改善现有基坑支护防渗工艺的缺陷，提高支护体系的受力性能和防渗体系的止水效果，缩短工期，降低8工程造价，减少对城市周边环境的影响。研究成果将能够推动绿色轨道交通的建设，并将带动全国其他城市的轨道交通工程建设技术进步，应用前景良好，具有极大的社会效益和环境效益。三、规范编制的基本原则及内容构成（一）规范基本原则本文件严格按照中华人民共和国国家标准《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》GB/T1.1-2020的规定进行编写和表述，编制遵循“科学性、规范性、适用性、先进起草组收集大量国内外相关资料，查询国内外相关法律法规和标准，在术语、符号、计算方法、构造及检验要求等方面与相关国家标准及行业标准保持一致。同时，针对实际问题和技术需本文件所有技术参数均在生产中进行了验证熟化，效果稳定，可操作性强；严格按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》的要求进行编写，力求各部分内容科学合理，符合实际需要，同时注重标准的可操作性。（二）规范编制依据本文件编制充分参考了现行国家及行业规范规程，并以实际工程项目中的现场试验数据、室内实验数据及计算成果为重要依据。主要内容编制依据如下：1.“固化灰浆”的定义依据行业现行标准《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》（SL174-2014）。2.型钢选用依据国家现行标准《热轧H型钢和剖分T型钢》（GB/T11263-2017）和《焊接H型钢》（GB/T33814-201793.复合防渗墙深度的确定根据济南轨道交通3号线济南东出入段线SMW工法桩的实际应用。4.复合防渗墙稳定性计算依据行业现行标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）。5.复合防渗墙墙身及内插型钢计算依据行业现行标准《型钢水泥土搅拌墙技术规程》（JGJ/T199-2010）和《渠式切割水泥土连续墙技术规程》（JGJ/T303-2013）。6.质量检验与验收依据国家现行标准《建筑地基工程施工质量验收标准》（GB50202-2018）、《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2013）及行业现行标准《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》（SL174-2014）。（三）标准内容构成本章规定了本文件的约束范围以及适用范围。2.规范性引用文件本章规定了在标准编制过程中参考到的部分国家标准和行业标准，其中参考了GB50202《建筑地基工程施工质量验收标准》、GB50300《建筑工程施工质量验收统一标准》等国家标准，以及JGJ120《建筑基坑支护技术规程》、JGJ/T199《型钢水泥土搅拌墙技术规程》等行业标准。3.术语和定义本章在参考编制依据中相关标准的相关术语部分的基础上，对文件中涉及到的重要的名词进行解释和定义，如旋切成槽、旋切成槽复合防渗墙、固化灰浆、铣接法等，便于明确相关术语和定义。4.基本要求本章从原则上规定了旋切成槽复合防渗墙设计和施工需考（2）关键技术指标依据条文4.1“复合防渗墙适用于填土、黏性土、淤泥质土、粉应通过现场试验确定其适用性。”此规定是根据已完成的南水北调东线配套工程滕州尚善水库防渗墙工程、济南轨道交通任家庄站基坑工程、胜利油田孤东水库除险加固工程等多个实际工程项目中复合防渗墙施工机械设备的钻进能力确定的，见图1、图2。需要说明的是，遇到碎石土、砂卵石等地层时，设备钻进较为困难，工效降低，但是通过调整工作压力、浆液循环方式或其他辅助措施后最终能够完成此类复杂地层的成墙施工，因此将其包含在适应地层范围内。图1滕州尚善水库复合防渗墙成墙图图2济南轨道交通任家庄站基坑防渗墙成墙图5.复合防渗墙设计本章规定了复合防渗墙的布置形式、计算原则，对固化灰浆和型钢材料给出了具体要求，并对复合防渗墙构造提出详细规11263）和《焊接H型钢》（GB/T33814）选用，固化灰浆材料是根据多种配合比室内模型试验，同时考虑安全经济、便于施工等要求综合确定。（2）关键技术指标依据条文5.1.3“复合防渗墙固化灰浆固化灰浆28d龄期无侧限抗压强度不应小于设计要求且不宜小于1.5Mpa。”抗压强度是根据防渗墙在前期工程应用案例的实际数据，同时借鉴《型钢水泥土搅拌墙技术规程》（JGJ/T199）和《渠式切割水泥土连续墙技术规程》（JGJ/T303）中的相关规定综合确定。cm/s。”渗透系数是根据防渗墙在前期工程应用案例的实际数据，与现行行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120）统一，在满足临时支护要求的前提下，更便于推广应用。条文5.2.1“复合防渗墙结合内支撑或锚杆支护时，设计计算应符合现行行业标准，其中复合防渗墙内力和变形、基坑整体稳定性、基坑抗倾覆稳定性、基坑坑底抗隆起稳定性、基坑抗渗流稳定性、防渗墙墙身局部受剪承载力、基坑外土体变形估算验算。”参考《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120）中的相关规定，型钢回收时型钢起拔计算参考《渠式切割水泥土连续墙技术规程》（JGJ/T303）中的相关规定。条文5.2.2“复合防渗墙的墙体计算抗弯刚度，只应计算内199）的相关规定。条文5.2.4“复合防渗墙内插型钢的截面承载力。”主要包括型钢抗弯强度计算和抗剪强度计算，按照《钢结构设计标准》（GB50017）验算截面承载力。条文5.2.5“复合防渗墙应对墙身局部受剪承载力进行验的相关要求。条文5.2.6“复合防渗墙内插型钢回收时，应根据型钢长度、土层条件、支护结构变形控制值等验算型钢起拔力。”型钢回收起拔力计算公式及式中静摩擦阻力标准值、型钢变形因素后的调整系数等参数取值，主要参考《渠式切割水泥土连续墙技术规程》（JGJ/T303）及相关研究文献的规定。条文5.3.1“防渗墙的深度宜大于型钢的插入深度0.5m~199）中相关条文的规定确定。条文5.3.5“采用竖向斜撑并需支撑在复合防渗墙冠梁上时，应在内插型钢与冠梁之间设置竖向抗剪构件。”是借鉴《型钢水泥土搅拌墙技术规程》（JGJ/T199）中相关条文的规定确定，竖向抗剪构件如抗剪角钢、栓钉等。6.复合防渗墙施工本章介绍了复合防渗墙施工设备，并对施工过程中各个环节做出了具体规定，包括施工设备、施工准备、成槽、墙体浇筑以及型钢的加工、插入和回收等内容。（2）关键技术指标依据条文6.1“施工设备”介绍了旋切成槽机的工作原理和选用原则，给出旋切成槽机及其成槽器的示意图；对泥浆和固化灰浆设备应具备的性能做出规定。本部分内容是根据现有施工设备资料和多个已完工项目的施工经验制定的。条文6.1.2“在施工深度超过20m时，在导杆中部位置的立柱导向架上应安装移动式定位导向装置。”参考了《型钢水泥土搅拌墙技术规范》（JGJ/T199）的相关规定。条文6.2“施工准备”规定了施工前应进行的准备工作，包括资料准备、试成墙试验、场地环境、测量放样、导墙修筑和浆液配合比试验等内容，其中部分内容参考了《型钢水泥土搅拌墙技术规范》（JGJ/T199）的相关规定。条文6.2.5“采用现浇钢筋混凝土导墙时，导墙宜筑于密实的土层上，并高出地面100mm，导墙净距应比墙体设计厚度宽40～60mm”是根据成槽设备的特点，并参考了《型钢水泥土搅拌墙技术规范》（JGJ/T199）的相关规定制定的。条文6.3“成槽”对旋切成槽机的钻进工艺做出规定，包括槽段划分、槽段长度、钻进方法、钻进速度和成槽质量等内容。对成槽泥浆性能指标、配制要求、储备量和清槽换浆等内容做出规定。本部分内容主要依据多个已完工项目的工程经验，并参考《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》（SL174）的相关规定。条文6.3.2“成槽器下降速度宜控制在0.25～0.5m/min，提升速度宜控制在0.5～1m/min，并保持匀速下沉或提升。”是根据济南轨道交通任家庄站基坑工程、滕州尚善水库防渗墙工程等工程项目的实际施工经验确定的。条文6.3.8“清槽换浆宜选用泵吸反循环法，换浆结束后，孔底沉渣淤积厚度不应大于150mm。”参考了《建筑地基工程施工质量验收标准》（GB50202）的规定。条文6.4“墙体浇筑”对旋切成槽复合防渗墙的墙体材料、浇筑方法和墙段连接方法等内容做出规定。条文6.4.1“配制固化灰浆的泥浆，马氏漏斗黏度宜为38~58s，密度应根据固化灰浆的配合比控制；固化灰浆单位体积的水泥用量不宜少于200kg/m3，水玻璃用量宜为35kg/m3左右，砂的用量不宜少于200kg/m3；新拌混合浆液失去流动性的时间不宜小于5h，固化时间不宜大于24h；施工时固化灰浆的密度不宜小于l.7g/cm。”主要参考了《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》（SL174）的相关规定。条文6.4.6“灌注应均匀连续进行，间断时间不应超过其初凝时间。成槽器提升速度根据注浆速率计算确定，不宜大于1.0m/min，成槽器不应高于固化灰浆液面。”对固化灰浆灌注时间和速度进行了规定。根据注浆泵灌注流量、成槽长度和宽度，可计算出灰浆液面上升速度，成槽器提升速度不应大于灰浆液面上升速度。提升速度不宜大于1.0m/min，是为了防止提升过快在孔内产生负压导致浆液和周边土体扰动过大，造成浆液不均匀，影响成墙质量。条文6.4.7“灌注充盈系数宜为1.0～1.2；终灌高程应高于设计规定的墙顶高程0.5m；槽内灰浆固化后，墙顶应覆盖厚度利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》（SL174）相关规定确定。条文6.5“型钢的加工、插入与回收”规定了型钢的加工制作方法、施工方法及注意事项，主要参考了《型钢水泥土搅拌墙技术规范》（JGJ/T199）的相关规定。7.质量检验与验收本章详细规定了复合防渗墙施工过程中需要进行的检验项目、检验频次和检验标准，检验资料按要求完成后作为工程验收的依据。主要参考了《建筑地基工程施工质量验收标准》（GB50202）、《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300）及《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》（SL174）的相关（GB/T11263）、《焊接H型钢》（YB/T3301）、《钢结构焊接规范》（GB50661）的相关规定。H型钢允许偏差、复合防渗墙成墙质量检验标准和型钢插入允许偏差合格标准采用了《型钢水泥土搅拌墙技术规程》（JGJ/T199）的相关规定。四、与现行相关法律、行政法规和其他标准的关系在本文件编写过程中，与现有GB50202《建筑地基工程施工质量验收标准》、GB