大直径人工挖孔桩的安全措施.doc

大直径人工挖孔桩的安全措施隧道网 (2007-6-1)来源：中国市政工程 摘 要：介绍了广州市某工程大直径人工挖孔桩施工的安全管理措施和安全技术措施，以及对强透水地层采取的技术措施。该工程顺利进行，并取得良好效果。 关键词：人工挖孔桩 安全 技术 管理 措施 人工挖孔桩井下作业条件差、环境恶劣、劳动强度大，安全技术管理非常重要。由于管理不到位，以往在人工挖孔桩的施工中，安全事故屡有发生。 1 工程概况 广州市某工程基础采用人工挖孔桩基础，直径为3.8 m，扩底直径5.0 m，桩长9.410.0 m，桩端持力层为中风化岩、微风化岩，为抗拔桩，设计护壁混凝土强度等级C20，桩身混凝土强度等级C35。 工程施工场地周边环境空旷，北面距离约80 m为珠江河道，基坑支护已施工完成，基坑支护采用地下连续墙和混凝土内支撑支护结构，地下连续墙形成良好的止水帷幕，减少人工挖孔桩施工受珠江河水的影响程度。 人工挖孔桩施工作业在基坑开挖完毕之后进行，基坑底离原地面为11 m。该标高以下的地层：松散中粗砂层厚0.605.10 m；稍密中粗砂层厚0.755.50 m；中密中粗砂层厚0.735.60 m；粉质黏土(含粉细砂)层厚0.501.90 m；全风化钙质和粉砂质泥岩层厚0.501.40 m；强风化钙质和粉砂质泥岩层厚0.507.80 m；中等风化钙质和粉砂质泥岩层厚0.50l0.10 m；微风化钙质和粉砂质泥岩层厚0.5011.10 m。场地地下水属空隙潜水及基岩裂隙水，中粗砂层是场区主要的富水层区。 该工程人工挖孔桩有以下特点。 1)桩直径较大(3.8 m)，采用人工挖孔桩，桩深入微风化岩层和中风化岩层，成孔深度深，成孔过程需要密切配合护壁施工。 2)挖孔取土石方量较大，且主要为碎石，挖掘主要由人工采用铁锹，铁镐等工具施工。 3)挖孔桩底部微风化岩层面起伏较大。 4)挖孔桩需穿过强风化以及中、微风化岩层。中、微风化岩及孤石施工需要采用微差控制爆破技术爆破开挖，现场安全控制要求高。 5)桩深度范围内所涉及的土层较复杂，场地以下最深有约7 m的强透水砂层存在，场地内的地下水与北边的珠江和河道存在水力联系，这种情况对于人工挖孔桩的施工存在着较大的危险性。 2 安全措施 结合该工程实际情况，针对人工挖孔桩常遇或突发安全事故的原因，从管理和技术上提出如下措施。 2.1 安全管理措施 1)参加挖桩的工人应是健壮的1835岁男性青年。应从事过挖桩作业，经安全教育、培训、身体检查和考核合格的。凡患有精神病、高血压、心脏病、癫痫病、聋哑等不能参与施工。工人下井作业精神要集中，严禁酒后作业。上、下孔洞必须有可靠的联络设备和明确的联络信号。 2)开工前要按施工方案，结合现场环境、地质水文资料、设计要求，结合有关安全技术规范、规程要求等对工人进行有针对性的技术、安全、计划安排。应进行综合治理的施工交底，组织班前安全活动，并作书面记录。按施工范围的适当位置设立安全标志，在现场悬挂安全标志平面布置图。 3)设专职安全员、施工员、质安员巡场负责挖孔桩作业的质量、安全检查、记录和监督工作。一旦发现有违规行为必须及时纠正。设立安全记录或台账，要求有安全生产责任制、安全目标管理及安全活动全过程的记录。 4)对工人进行救助知识的教育。场内应备有防毒面罩、安全带、安全绳等以备急救使用。人员进入施工现场必须正确戴上安全帽，将帽带扣好。工人上下井要佩戴安全带。安全带接绳长度由孔上人员负责随作业而改变。井下有人操作时，井上配合作业人员必须坚守岗位，不得擅离职守。如遇特殊情况需夜间挖孔作业时，须经现场负责人同意，并有安全员在场。孔内作业人员应勤轮换，连续作业时间不宜超过2 h。 5)进场的混凝土拌和机应作全面检修合格，并由持证机驾工按规程操作。当混凝土料斗提升时，料斗下不得站人；需要清理场地时，料斗必须挂上保险钩。挖桩的绞车须有防滑落装置，吊桶应绑扎牢固。钢筋笼吊装由有经验的吊装人员指挥和工作。 6)由专职电工操作和管理现场用电。井孔内一律采用12 v安全电压和防水带罩灯照明，井上现场可用24 v低压照明，并使用防水、防爆灯具。线路采用三相五线制，挖桩场内电线(缆)架空离地面2.5 m。电掣箱采用铁壳开关箱，离地1.3 m高，有防雨遮盖，铁壳应保护接零，重复接地。移动式开关箱应离地0.6 m以上，每台用电设备应符合一机一闸一漏电开关的规定，漏电开关的漏电动作电流30mA。额定漏电动作时间应0.1 s。 7)桩孔抽水时，人员必须返回地面，严禁桩孔内边抽水边挖土。抽水用的潜水泵，每天均应逐个进行绝缘测试记录，不符合要求的不准使用。每个漏电开关也进行编号，每天作灵敏度检查记录，失效的及时修理更换。潜水泵在桩孔内吊入或提升时，严禁以电缆拉吊传递，防止电缆磨损。 8)挖桩应配备气体检测仪。每次下孔前，必须对桩孔内气体进行抽样检测(可用快速检测管)，如发现有害气体含量超过允许值时，不仅应将有害气体清除并在工作过程中始终控制化学毒物在最低允许浓度的卫生标准内，而且要采用足够的安全卫生防范措施，如设置专门设备向孔内通风换气(通风量不少于25 Ls)等措施，以防止急性中毒事故的发生。 9)当采用井内微差控制爆破技术时，必须执行专项方案。专项方案必须通过公安局有关部门审批后才能执行。对有关作业人员、场内外人员、设备设施的保护，以及易燃易爆物的监管必须严格按方案遵守执行。 2.2 安全技术措施 1)由于该工程的人工挖孔桩在基坑下挖桩作业，所以基坑周边应设置安全护栏和安全网围蔽，并搭设符合要求的人行梯。桩口周边应设有1 m高的护栏，周边挂符合使用要求的安全网。停止挖桩的孔口必须全封蔽，且能安全承受2 000 kN的重力，或有1.2 m高全围蔽的护栏。 2)当桩孔净距不足4.5 m，应进行分批跳挖。待第一批桩芯混凝土浇灌完毕后，才能开挖第二批桩。每节护壁之间必须有50 mm的搭接。挖桩操作的桩孔，必须有钢爬梯挂至工作面，人员上下桩孔，不得用吊桶或直接利用护壁支撑上下；不得使用麻绳和尼龙绳吊挂或脚踏井壁凸级上下；支承绞车的桥枋应细心检查，应有足够支承强度和刚度。 3)挖孔桩孔口，应设水平活动安全盖板，如图1所示。图1 人工挖孔桩安全防护示意图 当吊桶提升到离地面高18 m左右(超过人高)时推活动盖板关闭孔口，手推车推至盖板上，卸土后再开盖板下吊桶吊土，以防土块和工具掉入孔内伤人。最上一节护壁比井口地面再高出25 cm，以防止地面水流入井孔内或脚踢杂物入孔内。孔井口边1 m范围内不得有任何杂物，堆土应在孔井口边1.5 m以外。 4)当桩孔挖深超过5 m以上时，离桩底2 m处必须设置半圆钢网挡板，提土上、下时，井下人员应站在挡板下方。每天上岗时，孔口操作人员应检查绞车、缆绳、吊桶，发现有安全隐患的，须随时更换。孔内上下传递材料、工具，严禁抛掷。当吊送大物件、石块时，桩孔内人员应先行返上地面。 5)当孔深超10 m，或桩径在0.8 m内孔深超6 m，或桩径在l m内孔深超8 m时，应对桩孔内送气换气，风量不少于25 Ls。桩下作业时，桩口人员不得离开，还应密切注视桩下动态，做好安全监控。 6)当孔底扩头可能会引起孔壁失稳时，必须采取相应的措施，经审批后方可施工；已扩底的桩孔，要及时浇灌桩身混凝土或封底，不能尽快浇灌混凝土的桩应暂时不扩底，以防扩大头塌方。 7)当相距10 m以内的邻桩正在浇灌混凝土或桩孔积水很深时，一般应暂停施工，人不准下孔。随时加强对土壁涌水情况的观察，发现异常情况应及时采取处理措施。采用潜水泵抽水时，孔中积水基本上抽干后，作业人员才能下至孔中进行挖土。地下水丰富时，可将中间部位桩孔提前开挖，汇集附近的地下水，用潜水泵将水抽出，进行深井降水。孔内必须设置应急软爬梯，供人员上下孔洞使用的电动葫芦、吊笼等应安全可靠并配有防坠落装置。 3 对不利土层的安全技术措施 该工程遇到的不利土层是：存在强透水的粗砂和砾砂层，场地东部和南部的砂层较厚。砂层底部层底深度最深为-1700 m，即基坑底以下最深有约7 m的强透水砂层存在，并且场地内的地下水与北边的珠江和河道存在水力联系，这种情况对于人工挖孔桩的施工存在着较大的危险性。对于场地内的降水，先施工外围(或迎水部位)的桩孔，每根间距大约为50 m，这部分桩孔混凝土护壁完成后，桩孔先不浇筑桩身混凝土，而将其作为排水井，以方便其他孔位的施工。成桩过程中在穿过砂层时，施工人员必须熟悉所挖孔的地质情况，勤检查，注意土层变化。当遇到流沙、大量地下水等情况时，要立即采取有效防护措施，然后才能继续施工。 3.1 处理方法 1)当砂层厚度小于2 m时： (1)流砂情况较轻，缩短这一循环的开挖深度，将正常的1 m左右一段，缩短为0.30.5 m，以减少挖层孔壁的暴露时间，及时进行护壁混凝灌注。当孔壁塌落，有泥砂流人而不能形成桩孔时，可用纺织袋土逐渐堆堵，形成桩孔的外壁，并保证内壁满足设计要求，混凝土应加速凝剂，加快凝同速度。 (2)如流砂情况较严重，采取下钢套筒。以孔外径为直径，可分成46段圆弧，再加上适当的肋条，相互用螺栓或钢筋环扣连接，在开挖0.30.5 m，即可分片将套简装入，深入孔底不少于0.2 m，插入上部混凝土护壁外侧不小于05 m，装后即支模浇注护壁混凝土。若放入套筒后流砂仍上涌，可采取突击挖出后即用混凝土封闭孔底的方法，待混凝土凝结后，将孔心部位的混凝土清凿以形成桩孔。 2)当砂层厚度超过2 m时，沿桩四周做直径0.6 m单重管旋喷桩，深度至强风化岩岩面，起到止水帷幕和支护固结砂层的作用。 3.2 加高护壁就地堆土的具体措施 1)原土面加高之护壁，其构造按软弱土层护壁施工的要求，在护壁混凝土内增加构造筋和上下节护壁的拉结筋；其护壁外圈模板要求为正圆形，以免改变护壁的受力状态。 2)挖出之土方要就地堆放，四周堆土须均匀放置，要保证周边堆土不要高于桩口标高，保持桩口护壁高于堆土面150 mm以上。 3)把原始点中心线和标高随着护壁加高而向上引测，并记在最高的护壁节上，以保证桩身的垂直度。 4)基坑内的设备要随着土面加工而变动，土方不得掩埋设施、设备，基坑内临时用电的电缆或电线要保证架空高度满足2.5 m以上的规定。 5)保证基坑内排水系统的正常工作，不能让土方堵塞地下水沟。 4 结语 基坑开挖后再进行人工挖孔桩的施工作业，既节约工程造价，又有利于施工质量与安全控制。对大直径人工挖孔桩，在工程的施工过程中遇到不利土层所采取的应对措施，从施工结果看是正确的。采用人工挖孔