CFG桩基工程中常见事故分析处理与预防

【摘要】CFG桩基在国内应用越来越广泛，由于CFG桩基具有很打的优越性，因此，众多工程开始纷纷使用这种较为先进的技术，CFG桩基施工中出现的问题是影响施工质量的首要因素，因此要加以研究。本文将从以下几个方面来分析CFG桩基工程常见事故的原因和预防。

【关键词】CFG桩基工程；常见事故；分析处理；预防

中图分类号：TU473文献标识码： A

一、前言

目前，国内在运用CFG桩基的过程中，还容易出现一些常见的事故，这些事故的出现容易致使工程失败，因此，对CFG桩基工程中的常见事故进行分析，提出预防措施很有必要。

二、CFG桩基技术

CFG桩复合地基是高粘结强度复合地基的代表，80年代多用于多层建筑地基，目前随着国民经济的发展和居民生活的需要，CFG桩复合地基大量用于高层建筑地基。

长螺旋钻进成孔同时管内泵压混合科成桩时，采用排土成桩工艺，承载力的提高只与置换作用有关，具有无污染、无振动、低噪音、易操作、效率高、工期短等特点，目前已在全国25个大、中城市的3000多项工程上得到广泛应用，且在施工中速度快，一般基础面积1000m2，有10—15天可完成。

CFG桩既可适用于条形、独立基础，也可用于筏基和箱形基础。可用于填土、饱和及非饱和和粘性土。它与传统的桩机设计相比，桩的数量可以大大减少，在加上CFG桩不陪筋，桩体利用工业废料粉煤灰作为掺和剂，大大降低了工程造价。

长螺旋钻杆内泵压CFG桩施工工艺是由长螺旋钻机、混凝土泵和强制式混凝土搅拌机而成，目前CFG桩机设备有12、15、18、20、21、25、30m等机型，施工前根据设计桩长，确定施工所选的设备。

目前对于高层或超高层建筑地基处理，多采用长螺旋钻进成孔管内泵压CFG混合料施工工艺。

三、桩基事故处理的一般原则

1、处理前应具备的条件

（一）事故性质和范围清楚；

（二）事故处理目的要求明确,处理方案已初步选定；

（三）参加建设的各单位意见基本一致。

2、事故处理应满足的基本要求

（一）对事故部分的处理要求:安全可靠,经济合理,处理工期较短,处理技术可行。

（二）对未施工部分应提出预防和改进措施,防止事故再次发生。

3、事故应及早处理,防止留下隐患

（一）每1根桩完成后,都应全面检查设计提出的各项指标,只要有一项未达到要求,就应及时分析,取得所有各方代表意见一致认可,尤其是设计代表同意后,才可移走机械设备,防止以后再提出复打等要求而无法实施。

（二）基坑开挖前必须全面检查成桩记录和有关资料,发现质量上有争议的问题,必须协商一致作出必要处理后,方可挖土,防止基坑开挖后再处理造成不必要的麻烦。

四、施工中常见事故分析与预防

1、钻进中常见故障的原因及处理方法

（一）在粘土层钻进进尺缓慢,憋泵。原因是泥浆粘度过大、糊钻、钻头磨钝或叶片脱落；处理方法:应调整

泥浆性能,冲洗钻头,修理或更换钻头。

（二）在砂粒层中钻进进尺慢,钻头磨损大。原因是泥浆粘度小,钻渣不能及时排除,钻屑重复破碎；处理方法:应加大泵量,增大泥浆上返流速,清除钻渣。

（三）钻具跳动大,回转阻力大,切削具合金易崩落,钻进处遇卵砾石层或孔底有石块和障碍等；处理方法:

应使用导向钻头过胶结砂砾层或投泥球,下捞渣筒清除等。

2、塌孔与缩径

钻进过程中,由于所遇到地层其结构、成分及含水量不同,稳定性也不一样。另外,与桩的口径、深度、施

工周期长短及操作水平都有很大关系。如不加以注意或施工技术措施不当就会产生孔壁稳定性极差,容易

塌孔；粘土层遇水膨胀,易出现缩径现象。再则塌孔严重造成充盈系数过大,经济损失大,俗称大肚子。

（一）塌孔与缩径的原因

(1)如果泥浆护壁,首先要对泥浆的性能和技术指标不断地进行检测。

(2)水位高度不够,静水压力降低,在粉砂、细砂、松散土中钻进。如果出现水位高度不够,孔内静水压力降低,则孔壁四周的水将夹带土粒流向孔内,时间一长就会引起局部塌孔。局部塌孔达到一定程度,上方的土层失去支承,就会出现大的塌孔。

(3)钻孔灌注桩在钻进成孔的过程中,尤其是大口径深桩,往往需要较长时间,才能完成钻孔的施工工作。由于时间较长,机械扰动和泥浆浸泡等因素,使土质强度降低变得松散,增大了土层含水性,改变了土的内部结构,加之泥浆性能指标差的话,就造成塌孔和缩径。甚至给下一道工序施工带来困难,如导管或钢筋笼安放困难等情况,从而且影响单桩承载力的质量。

（二）预防措施

在钻进过程中,由于地层构造原因,有时钻孔发生不同程度的塌孔和缩径等。因此,在钻进中,必须认真研究与分析产生复杂情况的原因,确定复杂孔段的深度和位置,从而根据不同情况,确定技术措施。成孔用钻头要有保径装置,这是保证成孔质量防止缩径的有效措施,也是几年来施工取得的经验之一,钻头锥形夹角不小于120b,夹角过小则锥头过尖,对确定有效孔深不易统一。钻头直径应比成桩直径小2-3cm为宜。钻头经一段时间使用,磨损直径缩小,影响成孔直径,因此应经常核验钻头直径,保证成孔成桩的施工质量。所遇到的地层由于其结构及含水性的不同,稳定性也不一样。成孔过程或成孔后间隔时间过长对成孔孔壁稳定或因护壁泥皮过厚对成桩的质量都会产生不利影响。另外,地层的稳定钻孔的口径、深度、施工周期长短及操作水平都有很大关系。因此,对泥浆的性能要求也不一样,使其符合钻进工艺要求,泥浆粘度过高时,在保证孔壁稳定和平衡的情况下,进行废浆排除,即排污。可向泥浆池内适当加放清水进行稀释换浆,

这样既可提高钻进速度,又可保证孔壁稳定安全。

3、清孔

（一）在成孔后,灌注水下混凝土前,为防止桩底存留过厚沉淀土而降低桩的承载力,必须进行清孔。钻孔灌注桩施工无论采用何种成孔工艺,其孔护壁一般均采用原土自然造浆工艺。但自然造的泥浆一旦停止循环,泥浆中悬浮的颗粒会在短时间内下沉造成沉淤。按照钻孔灌注桩的施工流程,当成孔完毕第一次清孔后并灌注水下混凝土前中间还要进行安放钢筋笼和导管两道工序,此项工作若时间长,假如泥浆性能不好,孔内泥浆中悬浮的颗粒势必大量下沉而使孔底沉渣厚度增大超出规定。必须进行第二次清孔。

（二）预防措施

(1)清孔工作的关键是思想上重视和操作时仔细。

(2)根据施工经验,在钻至距孔底标高1.5m左右时,应适当控制进尺,边钻进边清孔。这样做既利于成孔钻进,又利于孔内钻渣的清除。

(3)保持护筒内有足够的水位,当快要终孔时,不要随意加入清水,保持泥浆性能的稳定。

(4)二次清孔可用3PNL泵进行,泥浆从导管中进入孔底正循环上下提动清孔,以防止产生絮流。

(5)有条件的情况下,也可在导管上部装泵吸反循环进行清孔。

五、CFG桩施工的质量控制措施

1、施工准备在CFG桩施工中，前期准备工作是必不可少的，也是影响施工质量的关键环节。在CFG桩施工前期，施工单位应对施工现场的表层土进行清理，并且设置相应的地表给排水系统。对于地质条件较为复杂的环境，必须对于地基的压实系数、土质条件、水文条件等进行综合检测，使其达到设计方案的具体规范和要求。施工单位技术人员应按照设计图纸合理设置CFG桩，并且用竹桩、石灰等做出标记。施工单位必须与设计单位进行必要的技术交底，其中主要包括：桩位、CFG桩数量、施工顺序、钻进深度及相关注意事项等，以确保施工作业的有序进行。另外，在CFG桩施工前期，施工单位应根据设计方案和试验结果，确定混合料的配合比、搅拌时间、坍落度，以及拔管速度等基本工艺参数，将其作为施工作业的主要依据。

2、施工现场管控要点

在施工现场进行桩位测量前，应组织专业的技术人员对原始地面的标高进行测量，根据测量结果进行施工现场的平整与碾压，并准确标记CFG桩的位置。在进行布桩时，CFG桩的布置形式、数量、间距等都要严格执行设计标准，不得出现擅自更改设计方案的现象。CFG桩施工应遵循由中心向两侧推进的原则，严防采取四周向内推进的施工方法。在使用长螺旋钻机进行开钻前，操作人员必须对标尺、刻画等进行检查与复核，尽量消除各种标识误差。钻孔开始时，应立即关闭钻头阀门，当钻头触及地面后，启动马达进行钻进。在CFG桩成孔过程中，应严格控制操作的速率，防止桩孔位移、偏斜等现象的出现。在CFG桩的施工现场管理中，对于各类安全事故的防范也是必须引起施工单位高度重视的，尤其是对于各种机械设备要定期进行检修，操作人员也要具备相应的资质。

六、结束语

在今后的建筑工程中，如果要运用CFG桩基技术，就必须先了解可能出现的施工事故，提前做好预防措施，避免事故给工程带来不必要的利益损失。

【参考文献】

[1]牛志荣，李宏，刘明明.复合地基处理及其工程实例[M].北京：中国建材工业出版社，2011：139-175.

[2]叶柏荣.水泥深层搅拌桩支护结构的研究与应用.交通部三航局科研所.2010.