人工挖孔樁施工質量和施工安全

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

關鍵詞:人工挖孔樁質量安全

建筑施工中，常采用人工挖孔樁施工作業。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，結構傳力明確，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，樁質量可靠;可多樁同時進行，施工進度快;工程造價相對較低;不需要大型機械設備，施工操作工藝簡單，在各地應用較為普遍，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量控制要點

人工挖孔樁基礎一般適用于無水、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。

1.2、測量放樣

進行施工放樣，施工隊配合測量班按設計圖紙定出孔位，經檢查無誤后，由施工隊埋設十字護樁，十字護樁必須用砂漿或混凝土進行加固保護，以備開挖過程中對樁位進行檢驗。

1.3、樁孔開挖

采用從上到下逐層用鎬、鍬進行開挖，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，按設計樁徑加20厘米控制截面大小。孔內挖出的土裝入吊桶，采用自制提升設備將渣土垂直運輸到地面，堆積到指定地點，防止污染環境。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，可不設護壁，其它土質情況下，必須施作護壁，保持孔壁穩定，以策安全。護壁擬采用現澆模注混凝土護壁，混凝土標號與樁身設計標號相同。第一節混凝土護壁(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，鋼筋籠需要現場焊接的，鋼筋籠分段長度不宜少于13米，以減少現場焊接工作量。現場焊接須采用單面幫條焊接。

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

2.3鋼筋骨架保護層的設置方法:

鋼筋籠主筋接頭采用雙面搭接焊，每一截面上接頭數量不超過50%，加強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。鋼筋骨架的保護層厚度可用焊接鋼筋“耳朵”或轉動混凝土墊塊。設置密度按豎向每隔2m設一道，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，當骨架長度在6m以內時可用兩部平板車直接運輸。當長度超過6米時，應在平板車上加托架。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，起吊前應在加強骨架內焊接三角支撐，以加強其剛度。采用兩點吊裝時，第一吊點設在骨架的下部，第二點設在骨架長度的中點到上三分點之間。對于長骨架，起吊前應在骨架內部臨時綁扎兩根杉木桿以加強其剛度。

骨架最上端定位，必須由測定的孔口標高來計算定位筋的長度，并反復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，根據護樁找出樁位中心，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吊圈下面插入兩根平行的工字鋼或槽鋼，在護筒兩側放兩根平行的枕木(高出護筒5cm左右)，并將整個定位骨架支托于枕木上。

3灌注砼

3.1、在灌注混凝土前應對孔徑、孔深、孔型全部檢查并報監理工程師，經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℃，否則采用經監理工程師批準的相應措施。

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米以不發生離析為度 。當傾落高度超過2米時，應通過串筒、溜管或震動溜管等設施下落;傾落高度超過10米時，并應設置減速裝置。

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、鍬進行，遇堅硬土層由錘、釬破碎，棄土裝入活底吊桶或籮筐內，垂直運輸。在孔口安裝支架，用1~2t慢速卷揚機提升，吊出地面后，再用其他運輸工具運出。這個看似簡單的作業過程，充滿著高危險性。

1.作業空間窄小

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

2.作業環境復雜

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400m。可遇到無地下水或地下水較少的粘土、粉質粘土、含少量的砂、砂卵石、姜結石的粘土層、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、淤泥質土層。挖孔過程中有時會突然出現涌水和涌泥。隨著孔深的增加還會出現缺氧或嚴重缺氧，有時還會遇到致命的有毒有害氣體。

3.施工機具簡單，但種類繁多，易造成傷害

施工提升機具包括:1t-2t卷揚機配三木塔或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、風鎬。為滿足安全用電要求，還應配有36V低壓變壓器。樁孔深度超過5m，或孔內空氣含氧量不足時要配鼓風機、輸風管，有地下水還應配潛水泵及膠皮軟管等。

施工企本身技術隊伍質量就不穩定，又層層轉包，挖孔樁多是農民工，又未必受到必要的安全技術培訓。

(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

地面作業人員或過往人員不慎墜入樁孔中;孔內作業人員在上下孔過程中失穩墜落孔底。

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、吊桶脫鉤下擊中孔底作業人員。

3.淹溺

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

4.坍塌

孔壁沒有護壁設施，或未按土質情況采取防流沙、涌泥措施，孔壁坍塌，掩埋孔底作業人員。

5.觸電

人工挖孔配備的施工機具中有部分電動機具和照明設施，因漏電造成作業人員觸電。

6.窒息

標準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。空氣中氧氣體積比低于12%時，為嚴重缺氧，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的原因主要是施工單位人工挖井樁施工沒有做到本質安全化，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的研究人工挖孔樁施工工藝各構成部分或整系統可能發生事故的危險性及其產生途徑，做到事先預測事故發生的可能性，掌握事故發生的規律;沒有在施工組織設計、施工、運行管理中對事故發生的危險性加以辨識，根據對危險性評價的結果，提出相應的切實可行的安全技術措施，加強過程控制，消除事故隱患。從人、機具和施工環境上做到本質安全化。

1、事故發生的原因

(1)施工前沒有進行認真研究

施工企業沒有認真研究施工圖紙、工程地質、水文地質勘察資料和人工挖孔樁施工的規范和規程，沒有認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，因而不能準確地對作業人員進行全面的安全技術措施交底，有的甚至不進行交底，人工挖孔樁作業人員沒有安全指導措施。

(2)作業人員安全素質低

施工企業人工挖孔樁施工的作業人員安全素質低，安全風險意識不強，自我保護意識差，安全操作技能差，容易發生誤操作;他們缺乏救護知識，還會使事故蔓延、惡化和擴大。現場安全監督管理不到位，甚至是無的放矢進行監督，沒有能力及時發現隱患、消除隱患，甚至無力排除隱患。

(3)施工企業安全投入不到位

為了謀求效益最大化，施工企業舍不得投入。因此沒有必要的防護手段或防護措施不可靠，沒有監測也內空氣和有毒氣體的儀器設施，孔內空氣無法檢測;沒有通風換氣設施，沒有采取通風換氣措施;沒有設計孔壁的護壁設施，沒有防流沙、涌泥措施;電動機具配電系統沒有采用TN-S系統，且無安全電壓，電線亂拉亂扯，甚至有裸露現象。

(4)管理原因

企業管理不善、有關部門監管不力、管理體制不順、法制觀念淡薄導致同類事故多次發生。

2、對策-人工挖孔施工本質安全化

(1)施工準備的本質安全化

在認真研究施工圖和工程地質、水文地質資料的基礎上，根據地質情況和人工挖孔施工規范、規程，編寫施工組織設計和安全技術措施，著重針對工程地質、工藝過程、施工機具、降水方案及止水方法，成孔成樁的順序及現場臨時用電等，合理安排設備、人員和進度，配備防護設施和救護設施，做到沒有安全技術措施和安全設施不齊全不施工。

(2)安全技術措施的本質安全

為防止孔口地面人員掉入樁孔內，孔口要設有1m高的護欄，留有合理的作業口，孔口作業人員要系安全帶，停工后孔口要加蓋封閉;為防止作業人員上下孔時墜落，應配置適用和可靠的升降設備，同時作業人員上下孔要用專用吊籠，嚴禁用其他方式上下孔。為防止物體打擊，孔內作業人員一定要載好安全帽，孔口設置高出地面30cm的井圈，棄土和工具等放置在井圈外，且在孔口內設置距孔底2.5m高的防護罩，防護罩應由孔底人員操作，開啟方便，便于吊運和防護。為防止坍塌和淹溺，首先是對地質情況復雜、地下水位高、水量豐富、砂層或淤泥層厚等情況，建議修改設計，改用其他樁型。必須用人工挖孔樁施工的應用防流沙和涌泥措施，采用砼或鋼板沉井的作業方法。降水方案要合理，要考慮到周圍原有建筑物和構筑物及公用設施等情況，以免引起孔壁坍塌或對周圍建筑物等造成損害。為防止窒息，必須對孔內空氣隨時進行儀器監測，同時配備通風機和足夠到井底的通風管。為防止觸電，人工挖孔施工必須采用TN-S系統供電，做到一機一閘一漏電保護器，用電系統必須符合《施工現場臨時用電安全技術規范》(JGJ46-88)。

(3)人員的本質安全

人員本質安全包括人員思想本質安全、人員素質本質安全。人員本質安全首先要求企業負責人本質安全化，企業的主要負責人必須貫徹“安全第一、預防為主”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安全生產技術需要的技術人員和安全管理人員;施工企業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。同時要加強過程控制。人工挖孔樁施工發生的傷亡事故多是責任事故，就是說只要責任和措施落實，就不會發生事故。只要我們加強法制觀念，處理好效益和安全的關系，加強企業管理和政府部門的監督管理，人工挖孔樁施工傷亡事故是能夠避免的。