大直径人工挖孔桩的安全技术措施

大直径人工挖孔桩的安全技术措施

人工挖孔桩井下作业条件差、环境恶劣、劳作强度大，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

某工程基础采纳人工挖孔桩基础，直径为3.8%扩底直径

5.0m,桩长9.4〜10.0m,桩端持力层为中风化岩、微风化岩，为抗

拔桩，制定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80m为珠江河道，基

坑支护已施工完成，基坑支护采纳地下连续墙和混凝土内支撑支护结

构，地下连续墙形成优良的止水帷幕，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11m。该标高以下的地层：松散中粗砂层厚0.60〜5.10m；稍密

中粗砂层厚0.75〜5.50m；中密中粗砂层厚0.73〜5.60m；粉质黏土

（含粉细砂）层厚0.50〜L90m；全风化钙质和粉砂质泥岩层厚0.50〜

1.40m；强风化钙质和粉砂质泥岩层厚0.50〜7.80m；中等风化钙质

和粉砂质泥岩层厚0.50-10.10m；微风化钙质和粉砂质泥岩层厚

0.50〜11.10%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（3.8m）,采纳人工挖孔桩，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，挖掘主要由人工采纳

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

孤石施工需要采纳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7nl

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，这种状况关于人工挖孔桩的施工存在着较大的危险性。

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1m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2000kN的重力，或有1.2m高全围蔽的

护栏。

2）当桩孔净距不够4.5m,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50nlm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；支承绞车的桥杨应细心检查，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1.8m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25cm,以

防止地面水流入井孔内或脚踢杂物入孔内。孔井口边1m范围内不得

有任何杂物，堆土应在孔井口边1.5m以外。

4）当桩孔挖深超过5m以上时，离桩底2nl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。天天上岗时，孔口

操作人员应检查绞车、缆绳、吊桶，发现有安全隐患的，须随时改换。

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10m,或桩径在0.8m内孔深超6m,或桩径在1m内

孔深超8nl时，应对桩孔内送气换气，风量不少于25L/S。桩下作业

时，桩口人员不得离开，还应密切凝视桩下动态，做好安全监控。

6）当孔底扩头可能会引起孔壁失稳时，必须采用相应的措施，

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，以防扩展头塌方。

7）当相距10m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。随时强化对土壁涌水状况的观察，发

现异常状况应及时采用处理措施。采纳潜水泵抽水时，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，汇合四周的地下水，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

该工程碰到的不利土层是：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-17.00m,即基坑

底以下最深有约7m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，这种状况关于人工挖孔桩的施工存在着

较大的危险性。关于场地内的降水，先施工外围（或迎水部位）的桩孔,

每根间距大约为50m,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

挖孔的地质状况，勤检查，注意土层变化。当碰到流沙、大量地下水

等状况时，要马上采用有效防护措施，然后才能持续施工。

1)当砂层厚度小于2nl时：

(1)流砂状况较轻，缩短这一循环的开挖深度，将正常的1m左

右一段，缩短为0.3〜0.5m,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，并保证内壁满足制定要求，混凝

士应加速凝剂，加快凝同速度。

(2)如流砂状况较严重，采用下钢套筒。以孔外径为直径，可

分成4〜6段圆弧，再加上适当的肋条，互相用螺栓或钢筋环扣连接，

在开挖0.3〜0.5m,即可分片将套简装入，深入孔底不少于0.2m,插

入上部混凝土护壁外侧不小于0.5m,装后即支模浇注护壁混凝土。

假设放入套筒后流砂仍上涌，可采用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2m时，沿桩四周做直径0.6m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。

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，坚持桩口护壁高于堆土面150mm以上。

3）