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)揮著極高的實效性。針對水利工程地基基礎(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目中的實際應(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20m，共7孔，單孔凈寬10m，設(shè)計流量1900m3/s，根據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)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(yīng)等級確定為100年。

1.2 工程地質(zhì)條件及CFG樁復(fù)合地基處理設(shè)計

依據(jù)地質(zhì)測繪和勘探成果，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)計進(jìn)入重粉質(zhì)壤土層0.5m，該工程中CFG樁樁體長度設(shè)計為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(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(yán)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(shè)計深度后，應(yīng)控制提拔鉆桿時間，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(yīng)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(yán)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(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樁的施工注意事項及質(zhì)量控制要點

3.1 施工注意事項

①依據(jù)設(shè)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(zhǔn)確，樁機就位、對中后宜對樁位再次進(jìn)行復(fù)核；③施工的樁頂面應(yīng)高出設(shè)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(yīng)小于7d。

3.2 質(zhì)量控制要點

①樁基垂直度偏差應(yīng)不大于1%，對滿堂布樁基礎(chǔ)，樁位偏差不應(yīng)大于0.4倍樁徑；對條形基礎(chǔ)，樁位偏差不應(yīng)大于0.25倍樁徑，對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)計強度的70%以上時，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，不應(yīng)造成樁身斷裂和擾動樁間土，截樁頭時可采用大錘擊打?qū)ΨQ鋼纖的方法或切割片環(huán)切工藝，若采用挖掘機直接開挖，可能會造成大量斷樁的情況發(fā)生；④樁基上部褥墊層的鋪設(shè)宜采用靜力壓實法，當(dāng)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(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，并對施工機械進(jìn)行檢查，避免施工時出現(xiàn)中斷造成質(zhì)量問題。

3.3 樁基檢測方法及數(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、單樁水平靜載試驗）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，施工后，宜先進(jìn)行樁身完整性檢測后進(jìn)行承載力檢測，檢測數(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，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)生原因為保護(hù)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(jié)前受樁機支腿擠壓。

②縮頸：樁體局部樁徑小于設(shè)計樁徑；產(chǎn)生原因為在飽和軟土中成樁、施工順序不當(dāng)、新打樁對已成樁的作用表現(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)生原因為混合料攪拌不均勻或攪拌時間過長、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)生原因為挖掘設(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

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度的混凝土所替代。

4.2 加強施工方案的優(yōu)化比選

漯河市澧河改道提前入沙河工程設(shè)計之初，對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便、施工速度更快、造價較低、環(huán)境污染較小等優(yōu)點，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)直接影響著整個水利工程的總體質(zhì)量。只有對人才的培養(yǎng)引起高度的重視，才能使水利工程的各個環(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)無法實現(xiàn)其最大實效性的主要原因所在。針對這些問題，就要求相關(guān)的部門要著重于對水利人才的培養(yǎng)。這樣一來會對水利工程施工技術(shù)的創(chuàng)新帶來極大的推動力，并且還能夠促進(jìn)我國水利事業(yè)的長遠(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，還能夠為施工單位帶來更大的經(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。