CFG樁復(fù)合地基施工技術(shù)在水利工程施工中的應(yīng)用研究

舒 晗 （安徽水利開發(fā)有限公司，安徽 蚌埠 233000）

隨著水利事業(yè)的不斷深入發(fā)展，一些較為關(guān)鍵的施工技術(shù)也在建設(shè)當(dāng)中發(fā)揮著極高的實(shí)效性。針對(duì)水利工程地基基礎(chǔ)處理來說，采用何種處理方式和施工工藝直接關(guān)系著水利工程的施工效率和質(zhì)量水平。CFG樁復(fù)合地基處理技術(shù)大多應(yīng)用于城市建筑工程中，在此就CFG樁復(fù)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(xiàng)目中的實(shí)際應(yīng)用，進(jìn)行剖析總結(jié)，希望能夠?qū)λこ痰牡鼗幚硎┕ぜ夹g(shù)進(jìn)行優(yōu)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(dǎo)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(shí)避免沙河河水倒灌污染澧河水質(zhì)，在新開挖河道上修建節(jié)制閘1座。閘室長(zhǎng)20m，共7孔，單孔凈寬10m，設(shè)計(jì)流量1900m3/s，根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL265-2016），為大（2）型水閘，主要建筑物工程級(jí)別為2級(jí)，次要建筑物為3級(jí)，施工臨時(shí)工程建筑物為4級(jí)，合理使用年限按相應(yīng)等級(jí)確定為100年。

1.2 工程地質(zhì)條件及CFG樁復(fù)合地基處理設(shè)計(jì)

依據(jù)地質(zhì)測(cè)繪和勘探成果，閘基30m深度內(nèi)揭露地層主要為第四系全新統(tǒng)和上更新統(tǒng)沖積中、重粉質(zhì)壤土和輕粉質(zhì)壤土及粉細(xì)砂。閘基位于中粉質(zhì)壤土、輕粉質(zhì)壤土和細(xì)砂層上，設(shè)計(jì)采用CFG樁復(fù)合地基，以提高地基承載力，樁端持力層設(shè)計(jì)進(jìn)入重粉質(zhì)壤土層0.5m，該工程中CFG樁樁體長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為12～14m，分布于閘室基礎(chǔ)、消力池?fù)鯄A(chǔ)及上下游擋墻基礎(chǔ)，呈矩陣排列滿堂布置，樁徑500mm，間距為1.5m～2.5m，共計(jì)1474根，總計(jì)19336m。樁體材料包括砂（含泥量小于5%）、石（二級(jí)配碎石）、水泥（42.5級(jí)普硅）、粉煤灰（采用Ⅱ級(jí)或Ⅲ級(jí)）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(zhì)量的30%～35%，粒徑不大于20mm，水泥占總質(zhì)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(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁和振動(dòng)沉管灌注成樁兩種。

2.1 長(zhǎng)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(duì)噪音和泥漿污染要求嚴(yán)格的場(chǎng)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(shè)計(jì)深度后，應(yīng)控制提拔鉆桿時(shí)間，混合料泵送量應(yīng)與拔管速度相配合，不應(yīng)在飽和砂土或飽和粉土層內(nèi)停泵待料，否則容易產(chǎn)生縮頸或斷樁；③施工的樁頂面應(yīng)高出設(shè)計(jì)樁頂0.5m以上；④采用隔排、隔樁跳打，施打樁與已打樁的時(shí)間間隔不應(yīng)小于7d。

2.2 振動(dòng)沉管灌注成樁

2.2.1 適用地層

黏性土、粉土地基以及對(duì)振動(dòng)噪音限制不嚴(yán)格的場(chǎng)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(yīng)勻速拔管，當(dāng)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(zhì)土中拔管速度可適當(dāng)放緩。

3 CFG樁的施工注意事項(xiàng)及質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 施工注意事項(xiàng)

①依據(jù)設(shè)計(jì)要求，按確定的配合比配制混合料；②為保證樁體位置的準(zhǔn)確，樁機(jī)就位、對(duì)中后宜對(duì)樁位再次進(jìn)行復(fù)核；③施工的樁頂面應(yīng)高出設(shè)計(jì)樁頂0.5m以上；④采用隔排、隔樁跳打，施打樁與已打樁的時(shí)間間隔不應(yīng)小于7d。

3.2 質(zhì)量控制要點(diǎn)

①樁基垂直度偏差應(yīng)不大于1%，對(duì)滿堂布樁基礎(chǔ)，樁位偏差不應(yīng)大于0.4倍樁徑；對(duì)條形基礎(chǔ)，樁位偏差不應(yīng)大于0.25倍樁徑，對(duì)單排布樁樁位偏差不應(yīng)大于60mm；②樁基養(yǎng)護(hù)應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上時(shí)，方可進(jìn)行基槽土方開挖，且樁頂面以上1.0m范圍內(nèi)宜用人工開挖；③挖土和截樁時(shí)，不應(yīng)造成樁身斷裂和擾動(dòng)樁間土，截樁頭時(shí)可采用大錘擊打?qū)ΨQ鋼纖的方法或切割片環(huán)切工藝，若采用挖掘機(jī)直接開挖，可能會(huì)造成大量斷樁的情況發(fā)生；④樁基上部褥墊層的鋪設(shè)宜采用靜力壓實(shí)法，當(dāng)樁間土的含水量較小時(shí)也可采用動(dòng)力夯實(shí)法，夯填度不大于0.9（夯實(shí)后的厚度與虛鋪厚度的比值）；⑤冬期施工時(shí)混合料入孔溫度不低于5℃，對(duì)樁頭和樁間土應(yīng)采取保溫措施；⑥每班作業(yè)前應(yīng)詳細(xì)交接施工情況，包括施工記錄，并對(duì)施工機(jī)械進(jìn)行檢查，避免施工時(shí)出現(xiàn)中斷造成質(zhì)量問題。

3.3 樁基檢測(cè)方法及數(shù)量

工程樁應(yīng)進(jìn)行單樁承載力（單樁豎向抗壓、抗拔靜載試驗(yàn)、單樁水平靜載試驗(yàn)）和樁身完整性（鉆芯法、高應(yīng)變、低應(yīng)變、聲波透射法）抽樣檢測(cè)，施工后，宜先進(jìn)行樁身完整性檢測(cè)后進(jìn)行承載力檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)量在同一條件下不少于3根，且不宜少于總樁數(shù)的1%，當(dāng)樁總數(shù)在50根以內(nèi)時(shí)，不應(yīng)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(nèi)變形呈扁形或不規(guī)則形；產(chǎn)生原因?yàn)楸Ｗo(hù)樁頭留置過短、樁間土強(qiáng)度較低或含水量較高、新打樁在凝結(jié)前受樁機(jī)支腿擠壓。

②縮頸：樁體局部樁徑小于設(shè)計(jì)樁徑；產(chǎn)生原因?yàn)樵陲柡蛙浲林谐蓸丁⑹┕ろ樞虿划?dāng)、新打樁對(duì)已成樁的作用表現(xiàn)為擠壓、提鉆速度太快。

③離析：樁體混凝土出現(xiàn)蜂窩狀孔洞、空隙；產(chǎn)生原因?yàn)榛旌狭蠑嚢璨痪鶆蚧驍嚢钑r(shí)間過長(zhǎng)、導(dǎo)管漏水、配合比不當(dāng)、水泥品種不當(dāng)或失。

④斷樁：樁體斷裂；產(chǎn)生原因?yàn)橥诰蛟O(shè)備不當(dāng)、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(shù)在水利工程施工中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

4.1 提升CFG樁復(fù)合地基處理施工技術(shù)創(chuàng)新性

隨著水利工程的不斷穩(wěn)定快速發(fā)展，水利工程施工技術(shù)也隨著時(shí)代的發(fā)展，不斷地進(jìn)行著創(chuàng)新改革，傳統(tǒng)的CFG樁體的施工混合料可根據(jù)地質(zhì)情況、地下水條件、地基基礎(chǔ)承載力要求及施工區(qū)域建筑材料限制等而采用不同強(qiáng)度的混凝土所替代。

4.2 加強(qiáng)施工方案的優(yōu)化比選

漯河市澧河改道提前入沙河工程設(shè)計(jì)之初，對(duì)天然地基的處理方案在高壓旋噴樁復(fù)合地基與CFG樁復(fù)合地基間進(jìn)行了優(yōu)化比選，由于CFG樁復(fù)合地基相比高壓旋噴復(fù)合地基來說施工工藝更簡(jiǎn)便、施工速度更快、造價(jià)較低、環(huán)境污染較小等優(yōu)點(diǎn)，從而選擇了CFG樁復(fù)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(yǎng)力度

在實(shí)際的水利工程建設(shè)當(dāng)中，專業(yè)的水利人才的職業(yè)素質(zhì)直接影響著整個(gè)水利工程的總體質(zhì)量。只有對(duì)人才的培養(yǎng)引起高度的重視，才能使水利工程的各個(gè)環(huán)節(jié)的作用完全發(fā)揮出來。就目前我國的水利工程建設(shè)來說，專業(yè)人才的缺失、相關(guān)工作人員的專業(yè)素養(yǎng)不高等問題，都是導(dǎo)致我國的水利事業(yè)無法實(shí)現(xiàn)其最大實(shí)效性的主要原因所在。針對(duì)這些問題，就要求相關(guān)的部門要著重于對(duì)水利人才的培養(yǎng)。這樣一來會(huì)對(duì)水利工程施工技術(shù)的創(chuàng)新帶來極大的推動(dòng)力，并且還能夠促進(jìn)我國水利事業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

4.4 優(yōu)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(shù)等方面的高要求，施工管理體系的優(yōu)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(shè)的質(zhì)量，還能夠?yàn)槭┕挝粠砀蟮慕?jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

目前國內(nèi)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(jié)法、振密擠密法、置換法、加筋法等，而對(duì)于水利工程而言，由于其復(fù)雜的地質(zhì)條件和施工環(huán)境，更是要多嘗試新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)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。