大直径人工挖孔桩的安全技术措施.doc

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工程概况某工程基础采用人工挖孔桩基础，直径为3.8m，扩底直径5.0m，桩长9.410.0m，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80m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11m。该标高以下的地层：松散中粗砂层厚0.605.10m；稍密中粗砂层厚0.755.50m；中密中粗砂层厚0.735.60m；粉质黏土(含粉细砂)层厚0.501.90m；全风化钙质和粉砂质泥岩层厚0.501.40m；强风化钙质和粉砂质泥岩层厚0.507.80m；中等风化钙质和粉砂质泥岩层厚0.50l0.10m；微风化钙质和粉砂质泥岩层厚0.5011.10m。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7m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)当桩孔净距不足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50mm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18m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2m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10m，或桩径在0.8m内孔深超6m，或桩径在lm内孔深超8m时，应对桩孔内送气换气，风量不少于25Ls。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-1700m，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2m时：(1)流砂情况较轻，缩短这一循环的开挖深度，将正常的1m左右一段，缩短为0.30.5m，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0.30.5m，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05m，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。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150mm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2.5m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。第 5 页 共 5 页