张彬，赵孟伟，周月玲，刘长垠

（1.河南省水利水电工程质量安全中心，河南 郑州 450003；2.河南省豫东水利保障中心，河南 开封 475002；3.夏邑县水利局，河南 夏邑 476400；4.河南水利与环境职业学院，河南 郑州 450008）

1 工程概况

1.1 七里桥泵站工程概况

七里桥泵站是引江济淮工程（河南段）中五座泵站之一，其位于柘城县大仵乡七里桥村附近的七里桥调蓄水库岸坡北侧，担负着向商丘和夏邑县加压供水任务，由进口段、检修闸、进水池、主厂房、副厂房及厂区、出水管线等部分组成，泵站进口设计水位45.50 m，设计流量为20.40 m3/s，根据规划布置，机组设计装机7 台，分别向商丘、夏邑县供水。其中向商丘输水设计流量为6.60 m3/s，向夏邑县输水设计流量为13.80 m3/s。

1.2 地质情况

泵站地基位于第⑥层细砂层中，施工边坡最大开挖约17 m，细砂、沙壤土结构疏松，抗冲刷能力差，地下水位高于建基面约11 m，且下部细砂层中地下水具承压性。壤土层施工边坡坡比为1：1.75，砂性土地下水位以上临时边坡坡比为1：2.00，采用分级开挖。

根据泵站地质情况，泵站开挖细砂层与上部重粉质壤土分界高程为32.20～34.30 m，与下部重粉质壤土分界高程为18.20～20.20 m。依靠前期泵站降排水施工，泵站基础水位降至最低建基面以下2 m，可满足目前施工需要。

2 施工流程、内容及布置

2.1 施工流程

施工流程见图1。

图1 水泥粉煤灰碎石桩施工流程图

2.2 施工内容

工程涉及的主要施工内容为七里桥加压泵站泵房底板、安装间底板及进口段桩号0-017～0+000两侧挡墙底板基础CFG桩基础处理，CFG桩总共计25 296 m。

2.3 CFG桩布置及承载力要求

泵房底板、安装间底板及进口段桩号0-017～0+000 两侧挡墙底板；泵房底板及安装间底板CFG 桩直径为0.50 m，桩长15.70 m，间距1.50 m，布置成三角形型式，桩体强度不小于10 N/mm2。进口段两侧挡墙底板CFG桩直径为0.50 m，桩长8 m，桩间距2 m，桩体顶部设20 cm 厚10%水泥碎石土，10 cm厚C15素混凝土垫层。

七里桥泵房段底板复核地基承载力不小于330 kPa，进口段复核地基承载力不小于208 kPa，单桩竖向承载力特征值不小于401 kN。

3 施工流程、技术控制、存在问题及处理措施

3.1 设备选型

长螺旋钻机是CFG 桩的最重要的施工设备，工程选用CFG20 型液压步履式长螺旋钻机，其具有机械化程度高、无污染、成孔效率高、成品质量好，无震动等优点。通过泵管内压水泥粉煤灰碎石成桩施工，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 钻孔灌注桩施工流程

长螺旋钻孔灌注成桩施工流程见图2。

3.3 施工技术、控制措施

3.3.1 钻机到位

开始施工时，钻机到达施工现场后，对塔身导杆进行垂直度检测，对钻杆的垂直度进行校正和调整，使钻杆能够垂直对准桩位的中心，垂直度一般控制在1.50%以内。

3.3.2 混合料拌和

混合料拌和应按照设计配合比进行配料、拌和，每批混合料拌和时间不小于60 s。拌和过的混合料坍落度控制在16～20 cm。

3.3.3 灌注及拔管

CFG 桩成孔达到设计的高程后，立即停止钻进，开始泵送已经拌和的混合料，待钻杆芯管充满混合料后开始拔管，通常控制在每分钟3～5 m的提拔速度，过程要连续进行，决不允许先提管后泵送拌合料。

3.3.4 清土及桩头处理

①清土：打桩后桩间土，采用机械配合人工清运，先用小型挖掘机清理桩间土，桩体四周及其下保护土层采用人工开挖、人工清理。②桩头处理：CFG 桩成桩3 d后即可进行截断桩头的工作，工人可操作手推式桩头切割机进行截桩，截断桩顶设计标高以上桩头，截取后的桩头端面要保持平直，其容许误差应控制在±20 cm范围内。

3.4 检测及保护措施

3.4.1 CFG桩承载力检测

工程CFG 桩工程检测结论：共检测169 根占总桩数的11.07%，其中Ⅰ类桩161 根，占检测桩数的95.27%，Ⅱ类桩8根，占检测桩数的4.73%，无Ⅲ类桩，Ⅳ类桩。桩体检测合格后，施工单位将检测报告上报监理单位，对桩体进行验收，验收合格后进行上部褥垫层铺设施工。

3.4.2 安全与环境保护措施

①成立领导小组，及时排查现场各安全隐患，落实好各类安全技术措施。②建立健全技术交底制度、过程质量三检制，在工程开工前，根据专项施工方案对专业生产管理人员进行技术交底，专业技术人员对施工班组长进行交底，质量检测员、生产管理人员检查并落实各项交底制度要求。③对施工的人员进行三级安全教育培训并考核。④在各个施工区段醒目位置设置施工工序牌及技术质量控制标准牌，明确指导施工人员的作业施工。

3.5 存在问题及处理措施

3.5.1 堵管问题

①混合料配合比不合理。混合料的配合比直接影响混合料的和易性；根据实际经验推荐其粉煤灰的用量取70～90 kg/m3。②设备缺陷。弯头的连接形式不平滑、曲率半径不合理；钻头的密封性不好；管的接头如果不牢固，垫圈损破或不完整等也容易造成堵管，常检查设备的工作状态是否符合要求。③混凝土拌合质量不达标。混凝土拌合料的坍落度宜控制在16～20 cm，来确保既能顺利通过弯管、变径管等直达钻杆芯管内也不存在骨料与砂浆分离。

3.5.2 窜孔问题

窜孔现象在施工中常发生在粉细砂层和饱和粉土层中，工程中多采用减少桩扰动、改换优质的钻头提高钻进速度、增大桩距、降低地下水位、隔排或者隔桩等措施。

3.5.3 冬季施工措施不当

当外界温度过低施工时，输送管和弯头处因温度低的原因极易造成混合料结冻，造成堵管。通常法是从管线的防冻保护、材料的选择、骨料预热等措施来保障CFG桩的质量。

3.5.4 桩体上部存在空心

桩顶部存有的空心问题，其主要原因是施工过程中排气阀无法正常工作所致。日常工作中要经常检查、保养、清洗排气阀，保证排气阀的正常使用。

3.5.5 断桩

在截取桩头过程中出现顶部断桩现象时，应对顶部桩体进行处理，人工将桩头顶部碎石、土块清理干净，沿桩四周开挖扩大10～15 cm，开挖深度从断桩处向下挖取15 cm，用内径50 cm的波纹管（内部平滑）作为补桩模板进行接桩，采用设计方案中规定的不低于原桩同等强度的混凝土进行浇筑。

4 结论与建议

4.1 结论

文章主要介绍七里桥泵站基础所采用的CFG桩地基处理技术及方法，这是充分考虑了复合地基承载力的设计要求以及七里桥泵站现场地质条件的。详细列出CFG 桩施工准备、工艺流程，其控制技术、检测及质量控制要点等；针对混合料配比不合理、拌和质量缺陷、冬季施工措施不到位、设备存在的缺陷，以及窜孔、断桩等施工过程中常见问题给出针对性意见及处理方法。这为CFG桩的质量提供了保障和指导，CFG桩复合地基技术在七里桥泵站的应用是非常成功的。

4.2 建议

①针对实际施工中遇到各种各样地质复杂问题，需加强施工技术、方法、多种作业机械组合使用能力。②加强对CFG桩混合料的配合比设计的总结与研究，合理的配合比对工程实施有重要的作用。