CFG樁復合地基施工技術在水利工程施工中的應用研究

舒 晗 （安徽水利開發有限公司，安徽 蚌埠 233000）

隨著水利事業的不斷深入發展，一些較為關鍵的施工技術也在建設當中發揮著極高的實效性。針對水利工程地基基礎處理來說，采用何種處理方式和施工工藝直接關系著水利工程的施工效率和質量水平。CFG樁復合地基處理技術大多應用于城市建筑工程中，在此就CFG樁復合地基處理在水利工程漯河市澧河改道提前入沙河工程項目中的實際應用，進行剖析總結，希望能夠對水利工程的地基處理施工技術進行優化和完善。

1 工程概述

1.1 工程概況

漯河市澧河改道提前入沙河工程，以溝通漯河市沙澧河，形成連通水系，并在導流河道及老澧河上下游修建3座控制水閘，為抬高上游澧河水位，保證下游老澧河引水，同時避免沙河河水倒灌污染澧河水質，在新開挖河道上修建節制閘1座。閘室長20m，共7孔，單孔凈寬10m，設計流量1900m3/s，根據《水閘設計規范》（SL265-2016），為大（2）型水閘，主要建筑物工程級別為2級，次要建筑物為3級，施工臨時工程建筑物為4級，合理使用年限按相應等級確定為100年。

1.2 工程地質條件及CFG樁復合地基處理設計

依據地質測繪和勘探成果，閘基30m深度內揭露地層主要為第四系全新統和上更新統沖積中、重粉質壤土和輕粉質壤土及粉細砂。閘基位于中粉質壤土、輕粉質壤土和細砂層上，設計采用CFG樁復合地基，以提高地基承載力，樁端持力層設計進入重粉質壤土層0.5m，該工程中CFG樁樁體長度設計為12～14m，分布于閘室基礎、消力池擋墻基礎及上下游擋墻基礎，呈矩陣排列滿堂布置，樁徑500mm，間距為1.5m～2.5m，共計1474根，總計19336m。樁體材料包括砂（含泥量小于5%）、石（二級配碎石）、水泥（42.5級普硅）、粉煤灰（采用Ⅱ級或Ⅲ級）和外加劑，褥墊層為10%水泥土，水泥土墊層采用水泥土加碎石工藝，碎石占總質量的30%～35%，粒徑不大于20mm，水泥占總質量的10%。

2 水利工程中CFG樁的施工工藝及適用地層條件

水利工程中，CFG樁的施工工藝分為長螺旋鉆孔灌注成樁和振動沉管灌注成樁兩種。

2.1 長螺旋鉆孔灌注成樁

2.1.1 適用地層

地下水位以上的黏性土、粉土、中密砂土地基以及對噪音和泥漿污染要求嚴格的場地。

2.1.2 施工要求

①混合料坍落度宜控制在160mm～200mm；②鉆至設計深度后，應控制提拔鉆桿時間，混合料泵送量應與拔管速度相配合，不應在飽和砂土或飽和粉土層內停泵待料，否則容易產生縮頸或斷樁；③施工的樁頂面應高出設計樁頂0.5m以上；④采用隔排、隔樁跳打，施打樁與已打樁的時間間隔不應小于7d。

2.2 振動沉管灌注成樁

2.2.1 適用地層

黏性土、粉土地基以及對振動噪音限制不嚴格的場地。

2.2.2 施工要求

①混合料坍落度宜控制在30mm～50mm，成樁后，樁頂部浮漿厚度不宜超過200mm；②應勻速拔管，當混合料加至投料入口平齊后，宜在原地留振10s后邊振邊拔管，拔管速度控制在1.2m～1.5m/min，淤泥或淤泥質土中拔管速度可適當放緩。

3 CFG樁的施工注意事項及質量控制要點

3.1 施工注意事項

①依據設計要求，按確定的配合比配制混合料；②為保證樁體位置的準確，樁機就位、對中后宜對樁位再次進行復核；③施工的樁頂面應高出設計樁頂0.5m以上；④采用隔排、隔樁跳打，施打樁與已打樁的時間間隔不應小于7d。

3.2 質量控制要點

①樁基垂直度偏差應不大于1%，對滿堂布樁基礎，樁位偏差不應大于0.4倍樁徑；對條形基礎，樁位偏差不應大于0.25倍樁徑，對單排布樁樁位偏差不應大于60mm；②樁基養護應達到設計強度的70%以上時，方可進行基槽土方開挖，且樁頂面以上1.0m范圍內宜用人工開挖；③挖土和截樁時，不應造成樁身斷裂和擾動樁間土，截樁頭時可采用大錘擊打對稱鋼纖的方法或切割片環切工藝，若采用挖掘機直接開挖，可能會造成大量斷樁的情況發生；④樁基上部褥墊層的鋪設宜采用靜力壓實法，當樁間土的含水量較小時也可采用動力夯實法，夯填度不大于0.9（夯實后的厚度與虛鋪厚度的比值）；⑤冬期施工時混合料入孔溫度不低于5℃，對樁頭和樁間土應采取保溫措施；⑥每班作業前應詳細交接施工情況，包括施工記錄，并對施工機械進行檢查，避免施工時出現中斷造成質量問題。

3.3 樁基檢測方法及數量

工程樁應進行單樁承載力（單樁豎向抗壓、抗拔靜載試驗、單樁水平靜載試驗）和樁身完整性（鉆芯法、高應變、低應變、聲波透射法）抽樣檢測，施工后，宜先進行樁身完整性檢測后進行承載力檢測，檢測數量在同一條件下不少于3根，且不宜少于總樁數的1%，當樁總數在50根以內時，不應少于2根。

3.4 CFG樁常見缺陷及原因

①樁頭變形：樁頭一定范圍內變形呈扁形或不規則形；產生原因為保護樁頭留置過短、樁間土強度較低或含水量較高、新打樁在凝結前受樁機支腿擠壓。

②縮頸：樁體局部樁徑小于設計樁徑；產生原因為在飽和軟土中成樁、施工順序不當、新打樁對已成樁的作用表現為擠壓、提鉆速度太快。

③離析：樁體混凝土出現蜂窩狀孔洞、空隙；產生原因為混合料攪拌不均勻或攪拌時間過長、導管漏水、配合比不當、水泥品種不當或失。

④斷樁：樁體斷裂；產生原因為挖掘設備不當、野蠻施工、混合料泵送量與拔管速度不匹配。

4 CFG樁施工技術在水利工程施工中的應用優勢

4.1 提升CFG樁復合地基處理施工技術創新性

隨著水利工程的不斷穩定快速發展，水利工程施工技術也隨著時代的發展，不斷地進行著創新改革，傳統的CFG樁體的施工混合料可根據地質情況、地下水條件、地基基礎承載力要求及施工區域建筑材料限制等而采用不同強度的混凝土所替代。

4.2 加強施工方案的優化比選

漯河市澧河改道提前入沙河工程設計之初，對天然地基的處理方案在高壓旋噴樁復合地基與CFG樁復合地基間進行了優化比選，由于CFG樁復合地基相比高壓旋噴復合地基來說施工工藝更簡便、施工速度更快、造價較低、環境污染較小等優點，從而選擇了CFG樁復合地基作為該工程地基的處理方案。

4.3 加大水利人才培養力度

在實際的水利工程建設當中，專業的水利人才的職業素質直接影響著整個水利工程的總體質量。只有對人才的培養引起高度的重視，才能使水利工程的各個環節的作用完全發揮出來。就目前我國的水利工程建設來說，專業人才的缺失、相關工作人員的專業素養不高等問題，都是導致我國的水利事業無法實現其最大實效性的主要原因所在。針對這些問題，就要求相關的部門要著重于對水利人才的培養。這樣一來會對水利工程施工技術的創新帶來極大的推動力，并且還能夠促進我國水利事業的長遠發展。

4.4 優化以及完善施工管理體系

除了要保證施工過程中人才技術等方面的高要求，施工管理體系的優化及完善也是必不可少的，一套完善的管理體系，不僅能夠提高工程建設的質量，還能夠為施工單位帶來更大的經濟效益。

5 結語

目前國內地基處理的方法繁多，地基處理手段也越來越多樣化，如排水固結法、振密擠密法、置換法、加筋法等，而對于水利工程而言，由于其復雜的地質條件和施工環境，更是要多嘗試新技術、新材料、新工藝、新設備的推廣使用，這樣既能提高工程施工效率又可減少工程投資成本。