复杂地质条件下人工挖孔桩安全控制.docx
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复杂地质条件下人工挖孔桩安全控制
广州天河公园商住楼工程
复杂地质条件下人工挖孔桩安全控制
刘顿周果林立平隆四明
（中建五局广东公司广东省深圳市深南东路2105#中建大厦6楼邮编：
518005）
摘要：
现今虽然有逐步取缔人工挖孔桩的趋势，但该项基础技术仍较为广泛的存在于建筑市场中。
本工程在人工挖孔桩施工时采取了一系列的措施，在安全控制方面取得了很好的效果。
关键词：
复杂地质、坍塌、物体打击、高处坠落
1.工程概况
广州市天河公园商住楼位于东方二路与天府路交界处，本工程是由四座31层塔楼组成的商住楼，占地面积16016m2，总建筑面积123433m2，其中地上建筑面积98933m2。
本工程已取得了“广州市优质结构工程”称号。
本工程桩基为人工挖孔桩灌注桩桩基，桩数达210余桩条，桩径为1200mm～4000mm，桩端持力层为强风化、中、微风化岩层，桩最长达25m。
由于本工程场地内地质条件相当复杂：
有些场地表面已为中、微风化岩层，有些达20多米仍为强风化岩层，有些中、微风化岩层后又是强风化，甚至有些中、微风化岩层夹有粉质粘土层，有些存在中、微风化大斜面情况，地质条件相当复杂。
如何保证桩基施工过程中，护壁施工不塌方，扩孔后不坍塌，不发生深桩挖孔安全事故是桩基施工的一个重点及难点。
2.现场地质条件分析
根据地质报告及超前钻报告披露，场地内地质条件相当复杂，在中风化、微风化岩层内具有风化不均匀的现象（夹强、微风化岩石），如121#桩：
-15.53～-15.13为中风化粉砂岩；-17.63～-15.53为微风化粉砂岩；-18.83～-17.63为强风化粉砂岩；-20.23～-18.83为中风化粉砂岩；-21.23～-20.23为中风化砾岩；在.23～-21.23为微风化砾岩；-25.33～-23.23为微风化粉砂岩。
从现场开挖情况反应，挖孔桩有些岩带存在大斜面：
一半已到中微风化岩层，另一半还有二～三米深的粉质粘土层。
作者简介：
刘顿男中国建筑五局广东公司总经济师、广州天河项目项目经理，高级工程师
周果林男中国建筑五局广东公司广州天河项目技术负责人工程师
3.本工程人工挖孔桩安全情况调查表
人工挖孔桩安全现状调查表
序号
项目
频数
频率（%）
累计频率（%）
1
高处坠落
5
11
11
2
坍塌
10
22
33
3
物体打击
21
45
78
4
中毒与窒息
2
4
82
5
机械伤害
3
6
88
6
触电（漏电）
2
4
92
7
透水与淹溺
1
2
94
8
放炮
2
4
98
9
其它
1
2
100
4.目标
确保挖孔桩人员施工安全，确保不出塌方返工现象，确保基坑的安全稳定及基坑周围居民的生活安全稳定。
5.原因分析
6.现场要因分析
序号
现场情况
确认、分析
结论
备注
1
出现淤泥流泥
挖桩过程中，发现局部土层存在流砂现象
要因
2
地下水丰富，抽水不及时
地下水不多，岩土层透水性差
非要因
3
未系安全带，坠落桩井中
桩边工人均系有安全带
非要因
4
检查不到位
现场有检查
非要因
5
撤离不及时
发现有透水或涌水较大时，进行了及进撤离
非要因
6
护壁砼质量差
护壁砼为商品砼，经抽检搅拌站，砼均按配比执行，搅拌时间符合要求，在规定时间内已砼筑完成
非要因
7
未系安全绳下井，发生突发事情抢救不及时
工人下井均系有安全绳
非要因
8
送风量不足
通风量符合要求
非要因
9
小动物检测时间过短
小动物检测时间符合规范及施工方案要求
非要因
10
超过规定深度后未采取通风措施
达到规定深度都有通风送风措施
非要因
11
下桩井前未对井底进行毒气检测
下井前先用小动物（小鸟、小老鼠）进行桩井气体检测，然后用专门的检测仪器进行检查
非要因
12
对存在毒气的桩井，未戴防毒面罩或采取其它防护措施
未发现桩井内有毒气现象
非要因
13
桩底毒气或其它不明气体突涌
未见此情况发生
非要因
14
机械未及时保养维修
机械每天都有人进行检修保养
非要因
16
机械放置不稳，压重不够
机械放置平稳，压重按要求进行配置
非要因
17
工人违章操作
个别工人存在违章操作情况
要因
18
机械操作未进行培训
机械操作工人均有培训，并做到了持证上岗
非要因
19
电线老化，出现脱皮
电线均为新买电线线缆，未见老化脱皮现象
非要因
20
电线未架空，拖地被车压坏
部分分支电缆存在未架空现象
要因
21
下井未穿绝缘胶鞋
工人下井作业均已穿绝缘胶鞋
非要因
22
桩井内照明灯具不规范，电压不合要求
桩孔内照明使用的为带防水罩的灯具，电压小于12伏
非要因
23
机械及用电设备未采取遮雨措施
均有遮雨措施
非要因
24
放炮
有时放炮震动较大，声间响，个别石子飞上基坑，对周边基坑及居了生活有一定影响
要因
25
安全责任制未明确
安全责任制不落实，将形成管理混乱，分工不明，责任不清。
经查：
已建立效为完善的安全责任制体系，并对责任制落实情况作了定期检查，检查有记录。
非要因
26
检查不到位
做了检查
非要因
27
偷工减料，质量意识差
现场未出现偷工减料现象，现场护壁全部采用商品砼，护壁厚度严格按设计要求进行施工
非要因
28
培训不足
工人进场时都进行过三级安全教育，每天作业前进行了班前安全活动，有记录，签字手续齐全。
非要因
29
交底不到位
已进行三级质量安全技术交底，各级交底内容详细全面、贴切实际，签字手续齐全。
非要因
30
大型空压机离桩边过近，震动大
施工现场空压机离桩边距离为10m，震动对桩开挖影响不大。
非要因
31
护壁砼配合比存在问题
不定期到搅拌站查其配料情况，均按配料单上配比进行
非要因
32
护壁砼停放时间过长未浇筑
到现场砼均在砼初凝前进行浇砼。
非要因
33
引水管发生堵塞
未发现堵塞情况。
非要因
34
未做到当天开挖，当天浇筑护壁砼
当天开挖的桩，当天已全部浇筑完护壁砼。
非要因
35
成孔后未及时封底、绑扎钢筋、浇砼
有些在强风化或中风化终孔时，由于未及时封底或浇筑砼，且中风化粉砂岩易遇水软化成砂，造成塌方。
要因
36
工期紧
由于工期短，如不按期完成建设方将给予重罚，项目部决定采取由原来一天挖一节桩改为一天挖两节桩。
要因
37
地质条件复杂
由于中间层存在软弱夹层且挖桩深，下部护壁难难以承受上部多节护壁荷载，且下部软弱的强风岩及粉化岩易遇水软化。
要因
38
扩孔太深
由于桩径大，按比例扩孔，扩孔深，扩头大，且扩大头部位难以浇筑护壁砼，易发生坍塌。
要因
39
邻桩开挖放炮
由于桩效为密集，邻桩放炮时对边桩有一定影响。
要因
40
井下有人作业、井上人员离开
未发现此种情况，井下有人作业时，使终保持有人在上面作业
非要因
41
工人未带安全帽，佩戴不正确。
现场工人都正确佩戴了安全帽。
非要因
42
卷扬机钢绳断裂
未发现钢丝绳断肌现象
非要因
43
卷扬机性能差
未发现机械晃动大，导致岩土从桶中洒落
非要因
44
吊装岩土料装载过满
现场工人为了加快速度，个别工人将桶中装入土石料超过规定的高度。
要因
45
岩土堆放离桩孔过近，堆码过高
岩土从桩孔中直接运至斗车后拉到统一运输堆场。
非要因
46
半月盖板材料不符合要求，起不到防护作用
半月盖板用φ8钢筋焊成的钢筋网块，个别吊落的小石子从网眼中穿过。
要因
47
放炮时，吊落在护壁边的土块未清除
放炮后，发现部分护壁边上未清扫，许多土块及石子在护壁边，较易吊掉。
要因
48
井上护栏封闭不严，材质不符合要求
井上护栏用双层安全网进行了封闭。
非要因
49
放炮前，孔顶堆载不符合要求
孔顶堆载完全按施工方案进行。
非要因
50
挖桩放炮
挖桩放炮时人员已全部拆离致安全地带，有专门的安全保卫人员及指挥人员，未出现放炮飞石击人。
非要因
51
桩开挖面全面铺开，桩距相近
因为工期紧，挖桩全面铺开，由于桩多且较为密集，相互作业及运输通道较窄，但现场已做好防护措施。
非要因
52
机械失灵
机械每天都有人维修保养，未发现失灵现象
非要因
53
工人未系安全带
现场工人均系有安全带
非要因
54
护栏被人拆除
工人有时为了方便，将部分护栏拆除。
要因
55
护栏材料不符合要求
护栏材料为钢筋焊制而成，根部已浇入砼中，周边用安全网进行封闭。
非要因
7.制定对策措施
序号
要因
现状
目标
措施
执行人
执行
期限
1
出现淤泥流砂
挖桩过程中，发现局部土层存在流砂现象
防止流砂突涌，不因流砂造成塌方
1、采取提前植入下节护壁钢筋，2、减小开挖护壁每节高度。
陈耀毅
余彬
全过程
2
工人违章操作
个别工人存在违章操作情况
清除违章作业现象
1、加强对工人教育，2、加班班前安全活动，3、制定奖罚措施，4、加强巡视检查。
张文宽
侯建柱
何立辉
全过程
3
电线未架空，拖地被车压坏
部分分支电缆存在未架空现象
电线不被踩塌、碾压
1、加强检查；2、要求电线电缆架空设置；3、无法架空的，需穿套管设置。
张长宽
侯建柱
全过程
4
放炮
有时放炮震动较大，声间响，个别石子飞上基坑，对周边基坑及居了生活有一定影响。
由于桩效为密集，邻桩放炮时对边桩有一定影响。
放炮对基坑无影响、对周围居民正常生活无影响，对边桩无影响
1、对边桩实行无声爆破，减少对基坑的影响；2、对桩密集处采取跳挖措开爆破施工；3、采取多打眼，少装药方法进行爆破；4、对周围居民做好宣传工作；5、每家每户发放防震耳塞；6、公示放炮时间，进行区域戒严。
陈耀毅
余彬
全过程
5
成孔后未及时封底、绑筋、浇砼
有些在强风化或中风化终孔时，由于未及时封底或浇筑砼，且中风化粉砂岩易遇水软化成砂，造成塌方。
及时封底，浇筑砼，不致因其造成塌方
1、成孔后，及时组织验收，验收后立即封底；2、及时将桩井中水抽除；3、钢筋笼安装完成验收后及时浇筑桩芯砼。
陈耀毅
曾垂金
余彬
全过程
6
地质条件复杂
由于中间层存在软弱夹层且挖桩深，下部护壁难难以承受上部多节护壁荷载，且下部软弱的强风岩及粉化岩易遇水软化。
详细探查地质情况，避免因其引起塌方事故
1、扩大桩径、在夹层上层微风化岩中终孔；2、减小每节开挖高度；局部钢模不拆除。
陈耀毅
余彬
全过程
7
扩孔太深
由于桩径大，按比例扩孔，扩孔深，扩头大，且扩大头部位难以浇筑护壁砼，易发生坍塌。
不出现坍塌
对于桩径特别大的桩，护壁钢模不拆除；加强桩底检查
陈耀毅
余彬
全过程
8
吊装岩土料装载过满
现场工人为了加快速度，个别工人将桶中装入土石料超过规定的高度。
装载控制在大半桶，防止土石料掉落
适当选用大的装料桶，加强检查
陈耀毅
余彬
全过程
9
半月盖板材料不符合要求，起不到防护作用
半月盖板用φ8钢筋焊成的钢筋网块，个别吊落的小石子从网眼中穿过。
土石块及其它物件不会从盖板孔中掉落
半月板上用模板或双层安全网封闭，及时清除其上的土石块
侯建柱
何立辉
全过程
10
放炮时，掉落在护壁边的土块未清除
放炮后，发现部分护壁边上未清扫，许多土块及石子在护壁边，较易吊掉。
放炮掉落在护壁边上的土石块及时清除干净
逐桩孔检查，未清扫干净，不允许下井作业
何立辉
全过程
11
护栏被人拆除
工人有时为了方便，将部分护栏拆除。
护栏完好
1、加强检查监督；2、制定奖罚措施；3、改进护栏，使人工操作方便。
侯建柱
全过程
8.措施的实施
8.1.实施
（一）：
采取技术措施，防治淤泥流砂。
对有泥砂的土层，建议建设方增加护壁钢筋，增加其长度。
采取在待挖的泥砂土层中提前植入Φ12钢筋，并将钢筋插伸入至下一节挖土层中40cm深。
减小一次性开挖桩节深度，在带泥砂的土层中由原来每节100cm深减小为50cm一节。
8.2.实施
（二）：
井口在未作业时，用盖板防护
加强安全检查、教育，制定奖罚措施。
对新进场工人进行入场安全教育，并将安全注意事项编册发予工人，教育经考核合格后方可上岗作业。
强调每天的班前安全活动，坚持每天开，由班组长会同项目安全员主持，主要强调当天安全注意事项，对目前安全形式进行分析。
由项目安全部门制定出奖罚措施，对违规操作人员进行处罚，对检查举报人员实行奖励。
加强每天的巡视检查，由安全员进行每天的巡视检查，班组长进行跟班巡视。
检查分井上和井下部分。
每天安全检查具体内容主要有：
1、防护措施是否被人拆除；
2、防护是否到位；
3、工人是否穿戴防护用品；
4、下井前是否做了检测；
5、是否采取了通风送风措施，通风管道是否漏风，通风量是否达到要求；
6、施工用电是否规范；
7、挖上来的岩土是否及时运至指定地点，是否堆放过高；
8、从井下吊物，是否过满。
8.3.实施（三）：
规范用电。
工地用电线路严格要求按三相五线制进行布线，用电做到一机、一闸、一漏、一箱。
基坑以上采取水泥电杆架空，基坑底部采取木电杆架空，少数线路必须走地面上时，采取套钢管及PVC管方式，避免了电线被人踩塌，碾压。
每天由电工会同安全员一道检查，对存在不规范用电行为及时治理。
8.4.实施（四）：
采取技术措施，减小放炮对周边环境影响，采取安抚措施，减小放炮对居民的影响。
为减小放炮对周边环境及居民造成影响，采取了如下措施：
1、边桩采取无声爆破，减小对基坑的影响；
2、中间桩采用小剂量微差毫秒爆破，减小对基坑及周边的影响；
3、当遇有夹层时，采用多打眼少装药小剂量微差爆破，防止塌方；
4、距离效近的桩，错开进行爆破，以避免互相影响；
5、多贴告示，广泛宣传，明确放炮时间；
6、对附近社区居民家逐家走访，告之放炮时间，发放防震耳塞；
7、放炮时，派专人负责戒严工作。
8.5.实施（五）：
做到当天成孔当天封底，钢筋验收完后，立即浇筑砼。
有些桩在强风化或中风化粉砂岩中终，这些岩层有些会遇水软化成砂颗粒，因此项目以技术交底及开会的形式强调，当天成孔的桩必须当天进行浇筑封底砼，以防水向上涌，同时有利于抽水。
在未浇筑砼前，强调必须时时将桩井中水抽除干净。
钢筋验收完后，立即组织人员浇砼。
8.6.实施（六）：
在保证安全情况下加快施工进度。
由于桩基施工工期特别紧，由于建设方开挖基坑独立分包单位部分基坑移交时间过晚，而建设方又不同意将工期顺延，为了缩短工期，建议建设方将部分桩砼改为早强型砼，并提高砼强度等级。
然来每天最多只能施工一节护壁（100cm），项目部建设建设方增加提前植入钢筋方式，使之对土层较好的桩孔每天能施工二节。
8.7.实施（七）：
通过技术手段，改变地质条件复杂及桩孔深带来的影响。
为了改变地质条件复杂及桩孔深给施工带来的影响，项目部采取了如下技术手段：
1、对所有的入中微风化岩层的桩提前进行超前钻探，探明地质条件；
2、对于中微风化下有小段强风化夹层者，征求设计院同意，采取不挖除夹层在上部终孔；
3、对于太深的桩，与设计院协商，采取扩大桩径，缩短桩身方法；
4、部分有夹层且较深的桩，征得建设方同意，采取钢模不拆除方法施工；
5、对于局部存在软卧夹层时，减小每节开挖高度，由原来一节1米缩短为0.5米。
8.8.实施（八）：
加强检查，控制吊装岩土数量。
经过观察，部分工人吊运岩土料的桶过小，一次装料不多，因此工人每桶都装得满满的，在吊运中，时常有土块掉落。
后来项目部要求班组动土采用大桶，桶中装料不得超过2/3桶。
，如发现超过规定都将给予一次10～20元罚款。
9.效果与体会
广州天河公园商住楼工程的人工挖孔桩施工经历了为期近3个月的施工，通过齐抓共管，措施得力，工地安全形式良好，与刚开工时有了根本性改变。
整个人工挖孔桩施工阶段未出现过任何重大伤亡事故，未发生中毒窒息事件，确保了工程的顺利开展，人工挖孔桩施工安全也得到了建设、监理、质监部门的肯定，为天河公园项目创广州市安全文明双优工地奠定了坚实的基础。
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