工程人工挖孔桩施工要求及方案，安全文明措施
2017-12-06 轨道路桥施工安全
人工挖孔桩，工程名词，用人力挖土、现场浇筑的钢筋混凝土桩。人工挖孔桩一般直径较粗，最细的也在800毫米以上，能够承载楼层较少且压力较大的结构主体，目前应用比较普遍。桩的上面设置承台，再用承台梁拉结、连系起来，使各个桩的受力均匀分布，用以支承整个建筑物。
人工挖孔桩施工方便、速度较快、不需要大型机械设备，挖孔桩要比木桩、混凝土打入桩抗震能力强，造价比冲锥冲孔、冲击锥冲孔、冲击钻机冲孔、回旋钻机钻孔、沉井基础节省。从而在公路、民用建筑中得到广泛应用。但挖孔桩井下作业条件差、环境恶劣、劳动强度大，安全和质量显得尤为重要。场地内打降水井抽水，当确因施工需要采取小范围抽水时，应注意对周围地层及建筑物进行观察，发现异常情况应及时通知有关单位进行处理。
一、人工挖孔桩施工方法
1、施工测量放线
1）检查复核控制桩点,检查其建筑基线尺寸是否符合点位,是否通视、易量。
2）用经纬仪及钢尺测出各轴线和桩位,用红漆标在垫层上,待第三节护壁施工完成后将桩位控制线转移到护壁上,用红油漆标上标志,打入水泥钢针,作为挖孔依据。
3）放好每桩轴线后,及时报告与业主、总包或监理验线,复核后方可施工。
人工挖孔桩
2、桩孔施工
1）桩孔施工工艺流程
准备工作→挖土、石方→孔内排水送风→校正孔中心及几何尺寸→修整孔壁→绑扎护壁钢筋→安装护壁模板→校正中心及模板园度→浇灌护壁混凝土→养护→拆模板、修理护壁砼→下节排水送风挖土……循环施工→达设计要求持力层→做扩大头并用自制可折叠三角尺检查→成孔→钢筋笼制安→清底→砼浇筑。
2）开挖土、石方
本工程桩身护壁每根桩计划支护一至二节。工程桩土方开挖先中间后周边,扩底部份先挖桩身圆桩体,再挖扩底尺寸从上到下修成,松散土层用铲、镐开挖,进入强风层后用镐,每节均应检查中心点及几何尺寸,合格后才能进行下道工作。为安全起见，每开挖下节桩孔前，应用长为1.2m的直径20mm钢筋打入土中。测试是否有流砂、淤泥出现，遇到砂层时，每节挖深可降到0.5m,挖深超过5m后,要用鼓风机连续向孔内送内,风管口要求距孔底2m左右,孔内照明采用防爆灯炮,灯炮离孔底2m。
3）土方运输:在孔口安装支架及0.5t慢速卷扬机,土用吊桶提升。
4）排水:开挖过程中,如有少量地下水要随挖随用吊桶将泥水一起吊出,如渗水量较大,则在孔底一侧挖集水坑,用高扬程水泵排出。
5）护壁钢筋安装:护壁钢筋在现场加工孔内绑扎,并留足连接长度,以便下段钢筋搭接。
6）护壁钢模采用4～8块钢模板组成，插口连接，支模要校正中心位置、直径及圆度。
7）护壁砼施工:护壁砼应严格按配合比下料搅拌,塌落度控制在４～６cm为宜,为提高早期强度可适当加入早强剂,砼浇筑时应分层沿四周入模,用钢钎捣实,施工前应将上节护壁底清理打毛,以便连接牢固.为便于施工,可在模板顶设置角钢、钢板制成的临时操作平台，供砼浇筑使用。
8）护壁模板拆除，当护壁砼养护达到一定强度后，便可拆除模板，通常拆模时间为24小时，再进行下一节施工。
9）尺寸控制,每节护壁模板拆除后,应将桩控制轴线,高程引到每节砼壁上,可用十字线对中,吊大线锤,测出中心线,再用尺找圆周,根据基准点测设孔深。
10）挖孔桩的余泥用手推车运到集土坑,然后用挖土机装上汽车运走。
桩孔施工工艺
3、人工挖孔桩成孔及验收
（1）当桩孔挖完孔底设计标高或持力层时，施工单位应通知监理会同甲方、勘察、设计及有关质检部门人员共同鉴定是否达到设计要求。如达不到设计要求的持力层，必须下挖和再次鉴定。
（2）经鉴定符合要求持力层的桩，要按设计图纸尺寸设计要求迅速做扩大头，清理孔底，再次通知有关部门进行终孔验收。
（3）经终孔验收合格的桩，必须取样留样，并按有关要求做好终孔检查验收记录。
（4）终孔验收合格后，再次清理孔底，并随即迅速浇捣封底砼。然后进行钢筋笼的安装和浇灌桩身砼。
4、桩身钢筋笼安装
挖孔桩成孔，验孔后，桩身钢筋笼纵向筋及加劲箍筋应根据设计图纸要求，在加工棚下料、弯制成打样，运至现场绑扎成型，采用汽车吊分节下放，根据桩长度考虑采用一节或二节钢筋笼。每隔2m部位绑扎混凝土块或焊接钢筋笼限为位筋来固定钢筋笼，不会向任何方向移运，保证笼心位置，确保保护层的厚度,桩身钢筋笼成型和安装后应报监理及有关单位进行验收,并作隐蔽验收记录。
钢筋笼质量检查标准见下表所示
项次 |
检查项目 |
规定值或允许偏差 |
检查方法和频率 |
|
1 |
受力钢筋间距（mm） |
两排以上排距 |
±5 |
每构件检查2个断面，用尺量 |
灌注桩 |
±20 |
|||
2 |
箍筋、横向水平钢筋、螺旋筋间距（mm） |
箍筋、水平筋 |
±20 |
每构件检查5~10个间距 |
螺旋筋 |
+0，-20 |
|||
3 |
钢筋骨架尺寸（mm） |
长 |
±10 |
按骨架总数30%抽查 |
宽、高或直径 |
±5 |
|||
4 |
弯起钢筋位置（mm） |
±20 |
每骨架抽查30% |
|
5 |
焊接 |
单面焊 |
10d |
每构件检查，用尺量 |
双面焊 |
5d |
|||
接头错开 |
错开35d，不小于500mm |
5、桩身砼浇灌
（1）清孔
将成孔时未清理干净的井底沉渣再一次清理干净，然后抽干井底的地下水。
（2）安放下料漏斗及串筒
把下料漏斗用两根钢管焊接起来，放在井口固牢，然后把导管一节一节的往下安装。
（3）下桩芯混凝土
1）浇灌桩芯砼前应再次清理孔底虚土,排除积水,经验收签证后,方可开始浇灌桩芯砼。
2）浇灌桩芯砼前做渗水量测定,当涌水量不超过0.3升/秒时,可采用普通方法浇注,涌水量超过0.3升/秒,且桩孔积水深度大于100cm时,应采用水下砼。
3）桩芯混凝土强度等级为C30商品砼(其配合比由质检试验设计),施工现场应做坍落度试验,坍浇度控制在8～10cm之间。
4） 砼配制作材料及钢筋等均应由质检部门检验合格并经监理批准方可使用。
5） 浇灌砼:用手推车把商品砼从集料斗推至井口的下料斗,然后由串桶导管导入井底，每层灌注高度不得超过1.1m,分层捣实直至桩顶。振捣方法由井下的操作工人每50cm振捣一遍，每遍为15～20次，串桶中间用尼龙绳吊牢防止脱落伤人,串桶下口离现浇砼面保持在2m内,随砼面增高,逐节由井下工人拆除,桩顶砼在砼初凝前抹压平整,避免出现塑性收缩裂纹或环向干缩裂缝,其表面浮浆应及时凿除并超灌50cm,以保证有良好的连接。
对于扩大头部分混凝土的浇筑，在浇筑第一层混凝土时，应在混凝土下料高度超过扩孔位置标高上30cm后开始振捣。
混凝土振捣时，为了便于施工及保护钢筋笼，可在孔内护壁台阶上搭上2～3块方木，垫上模板，人站于之上便于操作。
6）采用普通方法浇灌桩芯砼,当水泥浮浆达100mm以上时应抽掉或淘掉后继续浇灌。
7）桩芯砼浇灌过程中桩芯砼必须一次性浇灌完成。
8）桩芯浇灌完成应严格控制每根桩顶标高,并在护壁上刻出标高控制标志。
9）每根桩桩芯每一工作班不小于做一组试件,以备查验。
图2 桩芯砼浇筑示意图
6、多水量孔桩桩芯混凝土施工方法
遇孔内水量较多，应采取避水法浇捣。
（1）加强抽水，周围桩孔同时抽水；
（2）混凝土减少坍落度；
（3）将串筒靠近护壁一侧，砼从一侧成倾斜面浇捣，确保砼浇捣面超出水面，使新入孔的砼不直接与水接触。
（4）利用砼倾斜面将孔内积水排挤到桩孔的另一侧，并随砼面上升而上挤，及时利用人工外排。
（5）插入式振动捧从边侧振捣，不直接插入水中振捣，从而使水无法进入砼内，只在砼表面有水。
（6）当渗水量很大，孔底积水超过100cm时，采用导管法浇筑水下混凝土。
7、岩石爆破措施
当桩根端进入微风岩时，用风镐等工具无法挖凿，而应采用定向井下爆破施工。其方法如下：
用高压风钻竖向钻炮眼，炮眼深度为50～80厘米较合适，然后根据定向爆破计算公式计算装炸药量，装药后，安装好电雷管，用串联连接分批引爆，定向爆破后，用吊桶将其提出井口，清理井底。定向爆炸时，装药量不能过多，也不能过少，一定要严格按计算量装药，且不要封堵炮眼口，避免封堵后爆破威力过大而震坍桩孔护壁。
（1）事先编制作业方案，报主管部门批准，征得公安局同意后，才能进行爆破作业。
（2）爆破应指定专人负责，爆破工作人员必须受过爆破技术训练，熟悉爆破器材性能和安全规则。
（3）爆破所用的爆炸材料，应符合现行国家标准、部标准。
（4）爆破前，必须做好以下列安全准备工作：
1）建立指挥机构，明确爆破人员的职责和分工。
2）在危险区内的建筑物、构建物、管线、设备等，应采用保护措施,防止爆破地震、飞石和冲击波的破坏。
3）防止爆破有害气体、噪声对人体的危害。
4）在爆破危险区的边界设立警戒哨和警告标志。
5）将爆破信号的意义、警告标志和起爆时间通知当地单位、居民。起爆前，督促人、畜撤离危险区。
（5）遇浓雾、大雨、大风、雷电或黑夜时，均不得起爆。
（6）处理瞎炮，应严格按国家有关安全规范执行。
二、安全措施
1、技术措施
（1）在施工总平面设计中人流和货流的安全通道的规划，仓库、物料、机具的布置都要符合消防和安全卫生规定，并落实消防和卫生急救设施，设置不同类型的安全防护棚。
（2）针对人工挖桩具体情况编制安全技术交底：
1）严格按安全技术操作规程进行施工。
2）参加挖孔作业的工人应是18～35岁男性青年，必须经市属医院体检合格后方准下井作业。
3）下井作业人员必须戴好安全帽，脚穿长筒套鞋，挖掘坚硬岩石时要带上耳塞、风镜,严禁在孔内吸烟。
4）工地要设置4～5顶供氧防毒面具作为下井救助受毒人员之用，并备有有效的吊人安全设施供下孔作业人员使用。
5）要设置取用方便的安全爬梯作为下井人员安全上下的措施，从孔口到孔底必须常备一条均匀打了结的20mm直径棕绳，供孔内作业人员应急出孔。
6）孔口的电动葫芦或起落台架必须有专人管理和操作，当有人作业时，严禁擅自离岗，保持与孔内作业人员的不断联系，随时做好孔内人员的撤离准备。
7）遇小雨天气时孔口要设可靠的防雨棚，凡遇到大雨时严禁下井作业。
8）遇到流泥或流沙时，必须报告有关部门检查、制定有效的安全措施，否则不准施工。
9）护壁要求：按设计要求上节与下节搭接砼长度不少于50mm，钢筋搭接长度不少于250mm；根据不同孔径，护壁下口厚度为175mm或220mm，护壁上口厚度为250cm或320mm；砼强度为C20。
10）孔内作业人员时注意孔下周围的动向，加强对渗漏水的观察，发现可疑应立即采取措施离井并报告有关人员，在未采取有效防护措施前不准下孔作业。
11）施工作业区备有发电机，供现场停电应急使用。
12）工地必须备有至少2个供人员上下使用的铁笼，铁笼大约1米高，上部开口，必须经地、市劳动局检查合格后方可使用；根据现场一次可开孔数量，本项目现场至少配置4个铁笼。
13）施工人员下井作业前，必须用鼓风机向孔底送风，孔底的瘴气排出，待检查孔内没有毒体后方可下井作业。
14）施工人员下井作业前，必须先采用气体检测仪检测井内是否存在有毒气体，或采用小动物（兔子、鸽子）测试，没有有毒体后，方可下井作业。
15）每天施工前及作业中，必须对投入使用的机具做全面检查，升降设备应装有必要的安全装置，如刹车、吊钩防脱器、断绳保险器及限位装置等，施工后要对机具进行养护。
16）护壁混凝土浇灌要同步上升，振捣密实，待混凝土达到强度后方可拆模，以保证护壁有足够的强度抵抗孔壁的倾覆力。孔底排水时，作业人员应到地面以后再合闸抽水，抽水完毕即关闭电源，严禁孔内带电作业。
17）孔深超过4米时，应在距井底2.5～2.8米处设置一道钢制半圆型防护板，并固定牢靠。在吊运物料时，孔底作业人员应紧贴护壁站立在防护板下，以防落物伤人。防护板的设置位置应随孔底进尺深度逐节下移固定，始终保持在设置高度范围内。
18）孔底作业人员在作业过程中，应提高警觉性，随时注意井内的各种情况及突发意外，如地下水、流水、流泥、塌方、护壁变形、有害气体及不明物等，发现问题应及时回到地面，并报告有关人员处理解决。
19）孔内吊运物料或土方时，应保持垂直平稳，不准斜吊、过急或晃动；应采用稳定性较好的双耳吊篮，上料不准超过篮口，大块石头宜先破碎后装运，避免落物伤人。
20）每节挖孔进尺深度应根据现场实际土质和地下水位确定。一般土质较好，无地下水或地下水位较少时，以每次进尺深度不超过0.8米，如地下水位较高，土质较软时，每次进尺深度以不超过0.5～0.6米为宜；当遇到流沙或流泥时，进尺深度应控制在0.3米以内。如地下水压力较大，涌沙涌泥难以进尺时，可先用降水方案降低水位，并用钢筋设护壁插下，然后用草袋之类物品堵住流沙、流泥，然后再清孔、绑筋、支模浇灌混凝土护壁。
21）当孔深超过5米时，应用压力风管向孔底送风，特别是有臭水、污泥和异味的孔底，作业前必须先对孔内送风至少一小时；作业人员下孔前必须做动物试验，或用仪器检查孔内的含氧量及有害气体含量，确认安全后方可下孔。作业中通风设备要不断的向孔内送风。同时，地面要准备氧气瓶等急救用品。
22）当挖孔较深而孔内光线较暗时，孔内作业应采用12V安全电压、100W防水带罩灯泡，由防水绝缘电缆引下进行照明。同时现场应设置发电机，孔内设置安全矿灯或应急灯以备临时停电的应急照明，以及孔底人员及时安全撤回地面。
23）当孔内无人作业时，孔口必须用强度足够的钢筋网盖盖好，上面加盖木板，以防雨天雨水进入孔内；同时，孔口四周设置高度不低于1.2米的钢管围栏进行防护,并设置安全标志，夜间设置红灯警示。
24）当孔内遇有孤石、强风化或中风化岩层时，必须选择合理的爆破类型，编制爆破作业方案，由专业人员进行爆破。其中孤石尽可能人工凿除。
25）人工挖孔桩护壁成孔后，安装钢筋笼前，应先用验孔器检查护壁的同心度、孔径以及垂直度；对偏差较大的护壁，应先行凿除处理，经检查验收合格后方可吊放钢筋笼。26）联系有关部门定期测试孔内有毒气体，符合要求后下井作业。
27）在施工中，应不断向孔内送风，输风量应大于每秒25升，在风镐凿岩石时，必须加大风量以吹排凿岩石时产生的石粉；送风管应尽量少弯曲，以保证送风畅通，要经常检查胶管是否漏。一旦发现破损，随时修补堵漏。
28）孔口应用混凝土浇注，加宽到30CM并高出地面25～35CM，周围不准堆土、砖或放工具，严禁掉物伤人。
29）供人员上下的吊笼，要严格遵守额定人数并经常检查、维护和保养。上下的吊笼要设置可靠的保险钩，关紧锁扣，严防倾倒掉物伤人。
30）使用电动葫芦时，要有自动停制器，发现隐患应立即撤换，确保安全。
31）孔下作业的送风胶管，其连接处必须用铜丝扎紧绑牢，并在孔口处扎固好，防止风管脱落伤人。
32）在浇筑混凝土过程中，对正在浇筑混凝土的孔桩周围10m范围内，其他桩内不能有人作业。
2、安全用电
电源采用三相五线制，设专用接地线。总配电箱和分配电箱应设防雨罩和设门锁，同时设相应漏电保护器。从二级电源箱引出的电路一律采用质量合格的电缆，并要正确架设。严格做到“一机一闸一漏电保护装置”，一切电气设备必须有良好的接地装置。电动机械必须定机定人专门管理，使用小型手持电动工具时均使用带漏电保护的闸箱。
3、防雨、防雷措施
每台电动升架均做接地措施，接地电阻达到规定要求，每月检测一次，发现问题及时改正。设专人掌握气象信息，及时作出大风，大雨预报，采取相应技术措施，防止发生事故。禁止恶劣的气候条件下施工。
4、安全标志和安全防护
（1）安全标志：划分安全区域，充分和正确使用安全标志，布置适当的安全标语和标志牌，各种施工机械均需挂设操作规程。
（2）安全防护
1）安全防护盖：每个井口护壁均应高出地面250mm，不施工的井口均复盖用Φ14钢筋焊制而成的铁栅盖、防护栏板。高压电线线路侧面和上方采用竹杆和模板搭设隔离墙和防护棚。见下图。
2）安全防护围栏：根据提供的桩芯点，用M5水泥砂浆砌120mm厚200mm高孔顶护圈外模，其内径比孔桩直径大600mm，护圈砼应与第一节孔桩护壁一起现浇。同时用1200mm长Φ16@600钢筋插入，沿井边成半圆状以作护栏立杆。
图4 孔顶护圈示意图