人工挖孔樁施工質(zhì)量和施工安全

摘要:文章分析了人工挖孔樁施工作業(yè)流程，提出確保人工挖孔樁施工質(zhì)量和安全的措施，可供類似施工參考。

關(guān)鍵詞:人工挖孔樁質(zhì)量安全

建筑施工中，常采用人工挖孔樁施工作業(yè)。人工挖孔灌筑樁系采用人工挖土成孔，澆筑混凝土成樁。這類樁的特點是受力性能可靠，單樁承載力高，結(jié)構(gòu)傳力明確，沉降量小;可一柱一樁，不需承臺，不需鑿樁頭;可作支撐、抗滑、錨拉、擋土等用;可直接檢查樁直徑、垂直度和持力土層情況，樁質(zhì)量可靠;可多樁同時進(jìn)行，施工進(jìn)度快;工程造價相對較低;不需要大型機(jī)械設(shè)備，施工操作工藝簡單，在各地應(yīng)用較為普遍，已成為大直徑灌筑樁施工的一種主要工藝方式。

一、人工挖孔樁施工工藝及施工質(zhì)量控制要點

人工挖孔樁基礎(chǔ)一般適用于無水、少水，孔壁不易坍塌、孔深少于20米的樁基。

1、人工挖孔

1.1、場地平整

平整場地、清除雜物、夯打密實。樁位處地面應(yīng)高出原地面50厘米左右，場地四周開挖排水溝，防止地表水流入孔內(nèi)。

1.2、測量放樣

進(jìn)行施工放樣，施工隊配合測量班按設(shè)計圖紙定出孔位，經(jīng)檢查無誤后，由施工隊埋設(shè)十字護(hù)樁，十字護(hù)樁必須用砂漿或混凝土進(jìn)行加固保護(hù)，以備開挖過程中對樁位進(jìn)行檢驗。

1.3、樁孔開挖

采用從上到下逐層用鎬、鍬進(jìn)行開挖，遇堅硬土或大塊孤石采用錘、釬破碎，挖土順序為先挖中間后挖周邊，按設(shè)計樁徑加20厘米控制截面大小?？變?nèi)挖出的土裝入吊桶，采用自制提升設(shè)備將渣土垂直運輸?shù)降孛?，堆積到指定地點，防止污染環(huán)境。注意挖孔過程中，不必將孔壁修成光面，要使孔壁稍有凹凸不平，以增加樁的摩擦力。

1.4、護(hù)壁施工

對巖層、較堅硬密實土層，不透水，開挖后短期不會坍孔的，可不設(shè)護(hù)壁，其它土質(zhì)情況下，必須施作護(hù)壁，保持孔壁穩(wěn)定，以策安全。護(hù)壁擬采用現(xiàn)澆模注混凝土護(hù)壁，混凝土標(biāo)號與樁身設(shè)計標(biāo)號相同。第一節(jié)混凝土護(hù)壁(原地面以下1米)徑向厚度為20cm，宜高出地面20～30cm，使其成為井口圍圈，以阻擋井上土石及其它物體滾入井下傷人，并且便于擋水和定位。

1.5、人工挖孔允許偏差和檢驗方法:

2、 鋼筋的制作與安裝

2.1、對于較短的樁基，鋼筋籠宜制作成整體，一次吊裝就位。對于孔深較大的樁基，鋼筋籠需要現(xiàn)場焊接的，鋼筋籠分段長度不宜少于13米，以減少現(xiàn)場焊接工作量?，F(xiàn)場焊接須采用單面幫條焊接。

2.2、制作時，按設(shè)計尺寸做好加強(qiáng)箍筋，標(biāo)出主筋的位置。把主筋擺放在平整的工作平臺上，并標(biāo)出加強(qiáng)筋的位置。焊接時，使加強(qiáng)筋上任一主筋的標(biāo)記對準(zhǔn)主筋中部的加強(qiáng)筋標(biāo)記，扶正加強(qiáng)筋，并用木制直角板校正加強(qiáng)筋與主筋的垂直度，然后點焊。

2.3鋼筋骨架保護(hù)層的設(shè)置方法:

鋼筋籠主筋接頭采用雙面搭接焊，每一截面上接頭數(shù)量不超過50%，加強(qiáng)箍筋與主筋連接全部焊接。鋼筋籠的材料、加工、接頭和安裝，符合要求。鋼筋骨架的保護(hù)層厚度可用焊接鋼筋“耳朵”或轉(zhuǎn)動混凝土墊塊。設(shè)置密度按豎向每隔2m設(shè)一道，每一道沿圓周布置8個。

2.4、骨架的運輸無論采取何種方法運輸骨架，都不得使骨架變形，當(dāng)骨架長度在6m以內(nèi)時可用兩部平板車直接運輸。當(dāng)長度超過6米時，應(yīng)在平板車上加托架。如用鋼管焊成一個或幾個托架用翻斗車牽引，可運輸各種長度的鋼筋籠，或用炮架車采用翻斗車牽引或人工推，也可運輸一般長度的鋼筋籠。

2.5、骨架的起吊和就位

鋼筋籠制作完成后， 骨架安裝采用汽車吊，為了保證骨架起吊時不變形，對于長骨架，起吊前應(yīng)在加強(qiáng)骨架內(nèi)焊接三角支撐，以加強(qiáng)其剛度。采用兩點吊裝時，第一吊點設(shè)在骨架的下部，第二點設(shè)在骨架長度的中點到上三分點之間。對于長骨架，起吊前應(yīng)在骨架內(nèi)部臨時綁扎兩根杉木桿以加強(qiáng)其剛度。

骨架最上端定位，必須由測定的孔口標(biāo)高來計算定位筋的長度，并反復(fù)核對無誤后再焊接定位。在鋼筋籠上拉上十字線，找出鋼筋籠中心，根據(jù)護(hù)樁找出樁位中心，鋼筋籠定位時使鋼筋籠中心與樁位中心重合。然后在定位鋼筋骨架頂端的頂?shù)跞ο旅娌迦雰筛叫械墓ぷ咒摶虿垆?，在護(hù)筒兩側(cè)放兩根平行的枕木(高出護(hù)筒5cm左右)，并將整個定位骨架支托于枕木上。

3灌注砼

3.1、在灌注混凝土前應(yīng)對孔徑、孔深、孔型全部檢查并報監(jiān)理工程師，經(jīng)檢驗合格后方可灌注混凝土。

3.2、混凝土采用集中拌合，自動計量，罐車運輸，泵送混凝土施工，插入式振搗器振搗。混凝土的澆筑入模溫度不低于+5℃，也不高于+30℃，否則采用經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的相應(yīng)措施。

3.3、灌注支架采用移動式的，事先拼裝好，用時移至孔口，以懸掛串筒，漏斗底口。從高處直接傾卸時，其自由傾落高度一般不宜超過2米以不發(fā)生離析為度 。當(dāng)傾落高度超過2米時，應(yīng)通過串筒、溜管或震動溜管等設(shè)施下落;傾落高度超過10米時，并應(yīng)設(shè)置減速裝置。

3.4、混凝土分層澆筑，分層厚度控制在30～45cm。振搗采用插入式振動器，振動器的振動深度一般不超過棒長度2/3～3/4倍，振動時要快插慢拔，不斷上下移動振動棒，以便搗實均勻，減少混凝土表面氣泡。

3.5、對于1米直徑挖深樁，如果樁身較長，混凝土振搗操作有困難時，可采用水下混凝土方法灌注。即保證埋管深度不小于2.0m。

二、人工挖孔的安全控制

(一)人工挖孔樁施工的安全難點

人工挖孔是用人工自上而下逐層用鎬、鍬進(jìn)行，遇堅硬土層由錘、釬破碎，棄土裝入活底吊桶或籮筐內(nèi)，垂直運輸。在孔口安裝支架，用1~2t慢速卷揚機(jī)提升，吊出地面后，再用其他運輸工具運出。這個看似簡單的作業(yè)過程，充滿著高危險性。

1.作業(yè)空間窄小

孔底挖孔作業(yè)人員始終處在吊物下面作業(yè)，孔底空間有限，極易受到物體打擊;挖孔作業(yè)人員上下樁孔容易失穩(wěn)發(fā)生墜落。

2.作業(yè)環(huán)境復(fù)雜

人工挖孔灌筑樁直徑一般在800cm以上，深度在20m左右，最深可達(dá)400m?？捎龅綗o地下水或地下水較少的粘土、粉質(zhì)粘土、含少量的砂、砂卵石、姜結(jié)石的粘土層、黃土層，也會遇到地下水位較高、涌水量大的沖擊地帶及近代沉積的含水量高的淤泥、淤泥質(zhì)土層。挖孔過程中有時會突然出現(xiàn)涌水和涌泥。隨著孔深的增加還會出現(xiàn)缺氧或嚴(yán)重缺氧，有時還會遇到致命的有毒有害氣體。

3.施工機(jī)具簡單，但種類繁多，易造成傷害

施工提升機(jī)具包括:1t-2t卷揚機(jī)配三木塔或1t以上的單軌鏈條式電動葫蘆配提升金屬架與軌道，活底吊桶。挖孔工具包括:短柄鐵鍬、鎬、錘、釬、風(fēng)鎬。為滿足安全用電要求，還應(yīng)配有36V低壓變壓器。樁孔深度超過5m，或孔內(nèi)空氣含氧量不足時要配鼓風(fēng)機(jī)、輸風(fēng)管，有地下水還應(yīng)配潛水泵及膠皮軟管等。

施工企本身技術(shù)隊伍質(zhì)量就不穩(wěn)定，又層層轉(zhuǎn)包，挖孔樁多是農(nóng)民工，又未必受到必要的安全技術(shù)培訓(xùn)。

(二)人工挖孔樁施工傷亡事故的類別

人工挖孔樁施工安全的難點，決定了人工挖孔樁施工傷亡事故的類別:

1.高處墜落

地面作業(yè)人員或過往人員不慎墜入樁孔中;孔內(nèi)作業(yè)人員在上下孔過程中失穩(wěn)墜落孔底。

2.物體打擊

地面物體掉入樁孔中，孔中升降中的工器具掉下，活底吊桶或籮筐裝載的棄土掉下，或繩索斷裂、吊桶脫鉤下?lián)糁锌椎鬃鳂I(yè)人員。

3.淹溺

遇有流沙或涌泥，或地下水位高、壓力大，孔內(nèi)瞬間大量涌水，孔內(nèi)作業(yè)人員被淹沒、掩埋。

4.坍塌

孔壁沒有護(hù)壁設(shè)施，或未按土質(zhì)情況采取防流沙、涌泥措施，孔壁坍塌，掩埋孔底作業(yè)人員。

5.觸電

人工挖孔配備的施工機(jī)具中有部分電動機(jī)具和照明設(shè)施，因漏電造成作業(yè)人員觸電。

6.窒息

標(biāo)準(zhǔn)空氣中氧氣量的體積比為20.95%。體積比低于18%時為缺氧，此時人有疲勞感，注意力減退，動作極易失誤?？諝庵醒鯕怏w積比低于12%時，為嚴(yán)重缺氧，此時人有頭痛、惡心、眼花、嘔吐，甚至喪失意識、言行不能自主的癥狀。

(三)人工挖孔樁傷亡事故的原因及對策

人工挖孔樁施工傷亡事故多發(fā)的原因主要是施工單位人工挖井樁施工沒有做到本質(zhì)安全化，在對人工挖孔樁施工的危害辨識、危險評價的過程中沒有系統(tǒng)的研究人工挖孔樁施工工藝各構(gòu)成部分或整系統(tǒng)可能發(fā)生事故的危險性及其產(chǎn)生途徑，做到事先預(yù)測事故發(fā)生的可能性，掌握事故發(fā)生的規(guī)律;沒有在施工組織設(shè)計、施工、運行管理中對事故發(fā)生的危險性加以辨識，根據(jù)對危險性評價的結(jié)果，提出相應(yīng)的切實可行的安全技術(shù)措施，加強(qiáng)過程控制，消除事故隱患。從人、機(jī)具和施工環(huán)境上做到本質(zhì)安全化。

1、事故發(fā)生的原因

(1)施工前沒有進(jìn)行認(rèn)真研究

施工企業(yè)沒有認(rèn)真研究施工圖紙、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)勘察資料和人工挖孔樁施工的規(guī)范和規(guī)程，沒有認(rèn)真研究人工挖孔樁施工的工藝過程，提不出或沒有提出人工挖孔樁施工安全技術(shù)措施，或雖已提出，但缺乏全面性、針對性和操作性，因而不能準(zhǔn)確地對作業(yè)人員進(jìn)行全面的安全技術(shù)措施交底，有的甚至不進(jìn)行交底，人工挖孔樁作業(yè)人員沒有安全指導(dǎo)措施。

(2)作業(yè)人員安全素質(zhì)低

施工企業(yè)人工挖孔樁施工的作業(yè)人員安全素質(zhì)低，安全風(fēng)險意識不強(qiáng)，自我保護(hù)意識差，安全操作技能差，容易發(fā)生誤操作;他們?nèi)狈茸o(hù)知識，還會使事故蔓延、惡化和擴(kuò)大。現(xiàn)場安全監(jiān)督管理不到位，甚至是無的放矢進(jìn)行監(jiān)督，沒有能力及時發(fā)現(xiàn)隱患、消除隱患，甚至無力排除隱患。

(3)施工企業(yè)安全投入不到位

為了謀求效益最大化，施工企業(yè)舍不得投入。因此沒有必要的防護(hù)手段或防護(hù)措施不可靠，沒有監(jiān)測也內(nèi)空氣和有毒氣體的儀器設(shè)施，孔內(nèi)空氣無法檢測;沒有通風(fēng)換氣設(shè)施，沒有采取通風(fēng)換氣措施;沒有設(shè)計孔壁的護(hù)壁設(shè)施，沒有防流沙、涌泥措施;電動機(jī)具配電系統(tǒng)沒有采用TN-S系統(tǒng)，且無安全電壓，電線亂拉亂扯，甚至有裸露現(xiàn)象。

(4)管理原因

企業(yè)管理不善、有關(guān)部門監(jiān)管不力、管理體制不順、法制觀念淡薄導(dǎo)致同類事故多次發(fā)生。

2、對策-人工挖孔施工本質(zhì)安全化

(1)施工準(zhǔn)備的本質(zhì)安全化

在認(rèn)真研究施工圖和工程地質(zhì)、水文地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)地質(zhì)情況和人工挖孔施工規(guī)范、規(guī)程，編寫施工組織設(shè)計和安全技術(shù)措施，著重針對工程地質(zhì)、工藝過程、施工機(jī)具、降水方案及止水方法，成孔成樁的順序及現(xiàn)場臨時用電等，合理安排設(shè)備、人員和進(jìn)度，配備防護(hù)設(shè)施和救護(hù)設(shè)施，做到?jīng)]有安全技術(shù)措施和安全設(shè)施不齊全不施工。

(2)安全技術(shù)措施的本質(zhì)安全

為防止孔口地面人員掉入樁孔內(nèi)，孔口要設(shè)有1m高的護(hù)欄，留有合理的作業(yè)口，孔口作業(yè)人員要系安全帶，停工后孔口要加蓋封閉;為防止作業(yè)人員上下孔時墜落，應(yīng)配置適用和可靠的升降設(shè)備，同時作業(yè)人員上下孔要用專用吊籠，嚴(yán)禁用其他方式上下孔。為防止物體打擊，孔內(nèi)作業(yè)人員一定要載好安全帽，孔口設(shè)置高出地面30cm的井圈，棄土和工具等放置在井圈外，且在孔口內(nèi)設(shè)置距孔底2.5m高的防護(hù)罩，防護(hù)罩應(yīng)由孔底人員操作，開啟方便，便于吊運和防護(hù)。為防止坍塌和淹溺，首先是對地質(zhì)情況復(fù)雜、地下水位高、水量豐富、砂層或淤泥層厚等情況，建議修改設(shè)計，改用其他樁型。必須用人工挖孔樁施工的應(yīng)用防流沙和涌泥措施，采用砼或鋼板沉井的作業(yè)方法。降水方案要合理，要考慮到周圍原有建筑物和構(gòu)筑物及公用設(shè)施等情況，以免引起孔壁坍塌或?qū)χ車ㄖ锏仍斐蓳p害。為防止窒息，必須對孔內(nèi)空氣隨時進(jìn)行儀器監(jiān)測，同時配備通風(fēng)機(jī)和足夠到井底的通風(fēng)管。為防止觸電，人工挖孔施工必須采用TN-S系統(tǒng)供電，做到一機(jī)一閘一漏電保護(hù)器，用電系統(tǒng)必須符合《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ46-88)。

(3)人員的本質(zhì)安全

人員本質(zhì)安全包括人員思想本質(zhì)安全、人員素質(zhì)本質(zhì)安全。人員本質(zhì)安全首先要求企業(yè)負(fù)責(zé)人本質(zhì)安全化，企業(yè)的主要負(fù)責(zé)人必須貫徹“安全第一、預(yù)防為主”的方針，做好安全投入，包括人力投入、財力投入和物力投入。要配備能滿足本企業(yè)安全生產(chǎn)技術(shù)需要的技術(shù)人員和安全管理人員;施工企業(yè)必須要有人工挖孔樁施工安全措施和保證措施實施的投入。同時要加強(qiáng)過程控制。人工挖孔樁施工發(fā)生的傷亡事故多是責(zé)任事故，就是說只要責(zé)任和措施落實，就不會發(fā)生事故。只要我們加強(qiáng)法制觀念，處理好效益和安全的關(guān)系，加強(qiáng)企業(yè)管理和政府部門的監(jiān)督管理，人工挖孔樁施工傷亡事故是能夠避免的。