某泵站CFG樁施工、存在問題及處理措施

張彬，趙孟偉，周月玲，劉長垠

（1.河南省水利水電工程質量安全中心，河南 鄭州 450003；2.河南省豫東水利保障中心，河南 開封 475002；3.夏邑縣水利局，河南 夏邑 476400；4.河南水利與環境職業學院，河南 鄭州 450008）

1 工程概況

1.1 七里橋泵站工程概況

七里橋泵站是引江濟淮工程（河南段）中五座泵站之一，其位于柘城縣大仵鄉七里橋村附近的七里橋調蓄水庫岸坡北側，擔負著向商丘和夏邑縣加壓供水任務，由進口段、檢修閘、進水池、主廠房、副廠房及廠區、出水管線等部分組成，泵站進口設計水位45.50 m，設計流量為20.40 m3/s，根據規劃布置，機組設計裝機7 臺，分別向商丘、夏邑縣供水。其中向商丘輸水設計流量為6.60 m3/s，向夏邑縣輸水設計流量為13.80 m3/s。

1.2 地質情況

泵站地基位于第⑥層細砂層中，施工邊坡最大開挖約17 m，細砂、沙壤土結構疏松，抗沖刷能力差，地下水位高于建基面約11 m，且下部細砂層中地下水具承壓性。壤土層施工邊坡坡比為1：1.75，砂性土地下水位以上臨時邊坡坡比為1：2.00，采用分級開挖。

根據泵站地質情況，泵站開挖細砂層與上部重粉質壤土分界高程為32.20～34.30 m，與下部重粉質壤土分界高程為18.20～20.20 m。依靠前期泵站降排水施工，泵站基礎水位降至最低建基面以下2 m，可滿足目前施工需要。

2 施工流程、內容及布置

2.1 施工流程

施工流程見圖1。

圖1 水泥粉煤灰碎石樁施工流程圖

2.2 施工內容

工程涉及的主要施工內容為七里橋加壓泵站泵房底板、安裝間底板及進口段樁號0-017～0+000兩側擋墻底板基礎CFG樁基礎處理，CFG樁總共計25 296 m。

2.3 CFG樁布置及承載力要求

泵房底板、安裝間底板及進口段樁號0-017～0+000 兩側擋墻底板；泵房底板及安裝間底板CFG 樁直徑為0.50 m，樁長15.70 m，間距1.50 m，布置成三角形型式，樁體強度不小于10 N/mm2。進口段兩側擋墻底板CFG樁直徑為0.50 m，樁長8 m，樁間距2 m，樁體頂部設20 cm 厚10%水泥碎石土，10 cm厚C15素混凝土墊層。

七里橋泵房段底板復核地基承載力不小于330 kPa，進口段復核地基承載力不小于208 kPa，單樁豎向承載力特征值不小于401 kN。

3 施工流程、技術控制、存在問題及處理措施

3.1 設備選型

長螺旋鉆機是CFG 樁的最重要的施工設備，工程選用CFG20 型液壓步履式長螺旋鉆機，其具有機械化程度高、無污染、成孔效率高、成品質量好，無震動等優點。通過泵管內壓水泥粉煤灰碎石成樁施工，混凝土采用HBTD40 型泵送混凝土，水泥粉煤灰碎石拌和料由混凝土拌和站集中拌制供料。

3.2 鉆孔灌注樁施工流程

長螺旋鉆孔灌注成樁施工流程見圖2。

3.3 施工技術、控制措施

3.3.1 鉆機到位

開始施工時，鉆機到達施工現場后，對塔身導桿進行垂直度檢測，對鉆桿的垂直度進行校正和調整，使鉆桿能夠垂直對準樁位的中心，垂直度一般控制在1.50%以內。

3.3.2 混合料拌和

混合料拌和應按照設計配合比進行配料、拌和，每批混合料拌和時間不小于60 s。拌和過的混合料坍落度控制在16～20 cm。

3.3.3 灌注及拔管

CFG 樁成孔達到設計的高程后，立即停止鉆進，開始泵送已經拌和的混合料，待鉆桿芯管充滿混合料后開始拔管，通常控制在每分鐘3～5 m的提拔速度，過程要連續進行，決不允許先提管后泵送拌合料。

3.3.4 清土及樁頭處理

①清土：打樁后樁間土，采用機械配合人工清運，先用小型挖掘機清理樁間土，樁體四周及其下保護土層采用人工開挖、人工清理。②樁頭處理：CFG 樁成樁3 d后即可進行截斷樁頭的工作，工人可操作手推式樁頭切割機進行截樁，截斷樁頂設計標高以上樁頭，截取后的樁頭端面要保持平直，其容許誤差應控制在±20 cm范圍內。

3.4 檢測及保護措施

3.4.1 CFG樁承載力檢測

工程CFG 樁工程檢測結論：共檢測169 根占總樁數的11.07%，其中Ⅰ類樁161 根，占檢測樁數的95.27%，Ⅱ類樁8根，占檢測樁數的4.73%，無Ⅲ類樁，Ⅳ類樁。樁體檢測合格后，施工單位將檢測報告上報監理單位，對樁體進行驗收，驗收合格后進行上部褥墊層鋪設施工。

3.4.2 安全與環境保護措施

①成立領導小組，及時排查現場各安全隱患，落實好各類安全技術措施。②建立健全技術交底制度、過程質量三檢制，在工程開工前，根據專項施工方案對專業生產管理人員進行技術交底，專業技術人員對施工班組長進行交底，質量檢測員、生產管理人員檢查并落實各項交底制度要求。③對施工的人員進行三級安全教育培訓并考核。④在各個施工區段醒目位置設置施工工序牌及技術質量控制標準牌，明確指導施工人員的作業施工。

3.5 存在問題及處理措施

3.5.1 堵管問題

①混合料配合比不合理。混合料的配合比直接影響混合料的和易性；根據實際經驗推薦其粉煤灰的用量取70～90 kg/m3。②設備缺陷。彎頭的連接形式不平滑、曲率半徑不合理；鉆頭的密封性不好；管的接頭如果不牢固，墊圈損破或不完整等也容易造成堵管，常檢查設備的工作狀態是否符合要求。③混凝土拌合質量不達標。混凝土拌合料的坍落度宜控制在16～20 cm，來確保既能順利通過彎管、變徑管等直達鉆桿芯管內也不存在骨料與砂漿分離。

3.5.2 竄孔問題

竄孔現象在施工中常發生在粉細砂層和飽和粉土層中，工程中多采用減少樁擾動、改換優質的鉆頭提高鉆進速度、增大樁距、降低地下水位、隔排或者隔樁等措施。

3.5.3 冬季施工措施不當

當外界溫度過低施工時，輸送管和彎頭處因溫度低的原因極易造成混合料結凍，造成堵管。通常法是從管線的防凍保護、材料的選擇、骨料預熱等措施來保障CFG樁的質量。

3.5.4 樁體上部存在空心

樁頂部存有的空心問題，其主要原因是施工過程中排氣閥無法正常工作所致。日常工作中要經常檢查、保養、清洗排氣閥，保證排氣閥的正常使用。

3.5.5 斷樁

在截取樁頭過程中出現頂部斷樁現象時，應對頂部樁體進行處理，人工將樁頭頂部碎石、土塊清理干凈，沿樁四周開挖擴大10～15 cm，開挖深度從斷樁處向下挖取15 cm，用內徑50 cm的波紋管（內部平滑）作為補樁模板進行接樁，采用設計方案中規定的不低于原樁同等強度的混凝土進行澆筑。

4 結論與建議

4.1 結論

文章主要介紹七里橋泵站基礎所采用的CFG樁地基處理技術及方法，這是充分考慮了復合地基承載力的設計要求以及七里橋泵站現場地質條件的。詳細列出CFG 樁施工準備、工藝流程，其控制技術、檢測及質量控制要點等；針對混合料配比不合理、拌和質量缺陷、冬季施工措施不到位、設備存在的缺陷，以及竄孔、斷樁等施工過程中常見問題給出針對性意見及處理方法。這為CFG樁的質量提供了保障和指導，CFG樁復合地基技術在七里橋泵站的應用是非常成功的。

4.2 建議

①針對實際施工中遇到各種各樣地質復雜問題，需加強施工技術、方法、多種作業機械組合使用能力。②加強對CFG樁混合料的配合比設計的總結與研究，合理的配合比對工程實施有重要的作用。