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1、喀斯特地貌中嵌岩灌注桩基础施工安全措施与管理李 明 辉摘要：介绍30m深嵌岩灌注桩基础在喀斯特地貌施工中，采取的安全技术措施和必要的安全管理。关键词：喀斯特地貌；嵌岩灌注桩；安全技术措施；安全管理喀斯特是云贵高原特有的地质形态,地处昆明湖积盆地边缘与螺峰山斜坡交替地带的昆明圆通山为典型的喀斯特地质地貌。处于该地域的高层建筑，多数采用了嵌岩灌注桩基础以克服建筑物不均匀沉降和确保足够的承载力。在桩成孔过程中，穿过岩土到达完整基岩持力层时，遇到大量的溶洞土洞、溶蚀裂隙、岩体破碎层及承压地下水，给施工带来了一系列技术难题，同时如何确保施工安全是个值得探索的课题。地处昆明市青年路北段紧临圆通山的国家经贸
2、委昆明培训中心工程，就是在这种地质条件下采用了“人工成孔+冲击成孔+导管法水下混凝土灌注”的施工工艺，克服了该地质中溶洞、裂隙、流泥、地下水涌冒及解决了塌孔、偏孔、成孔不圆、坠锤和混凝土流失等施工难题（该论文已发表于施工技术2003年第六期），防治了孔壁塌陷、触电、坠落或物体打击、机械伤害、防止窒息、中毒、防淹防陷、水下爆炸伤人等各类安全事故，仅四个月就成功安全完成了该嵌岩灌注桩施工。1概况：国家经贸委昆明培训中心工程27层（地下2层），框-剪结构，总建筑面积29670，桩-箱复合型基础。其中桩基础为一柱一桩嵌岩灌注桩，桩径有1.0m、1.2m、1.3m、1.8m、2.0m五种类型，共81棵孔
3、深6.2m32.6m不等。人工成孔在基坑开挖后进行，后地下水无法抽干等原因47棵桩改为冲击工艺成孔，成孔到位后采用导管法水下砼浇灌工艺进行桩芯砼浇灌。设计要求桩端穿过岩层2上部的裂隙发育带和溶洞，嵌于中等风化岩完整基岩（厚度4m，且500）。因此各桩成孔大多要穿过粉质粘土、粘土粉土、圆砾、粉质粘土方能达到灰岩。其中灰岩基面起伏大深度在4.9m32.5m，基岩溶洞裂隙、溶蚀沟槽发育，石芽、石笋林立，地下水丰富具承压性且与古暗河相通。50个桩位（占61.7%）揭露有地下水且具承压性，给成孔带来了流泥排水难题； 31个桩位揭露有洞高为0.2m6.0m的52处溶洞，溶洞中大多填充可塑状粘土；36个桩位
4、揭露有厚度2m10m的溶蚀裂隙和岩体破碎层41处；特别是部份桩在深度范围内溶洞呈串珠分布，其内填充软塑可塑性粘土、碎石块，地质情况异常复杂。2、施工安全技术措施2.1专项技术措施该嵌岩灌注桩基础在喀斯特地质施工中，除了要防治孔壁塌陷、触电、坠落和物体打击、机械伤人、窒息等一般性安全事故类型外，还有防治因溶洞、溶蚀裂隙承压地下水带来的防淹防陷、水下爆炸伤人等特殊类型安全事故。（1）防止孔壁塌陷.认真按设计要求的护壁进行施工，是防止人工挖孔桩孔壁塌陷的关键；.考虑在护壁砼中掺入一定量的早强剂，以确保护壁及早承受土侧压力；.在通过粉砂土层，遇有流塑软塑土层时，可以采取短支短挖通过，一般可按500为一
5、节，以及早浇灌护壁砼，对孔壁进行支护；.对于改为冲击成孔的桩，在机械就位冲击时，一定要就位准确，以防冲抓锤头与砼护壁发生摩擦，造成坍塌； e. 地面防止浸泡，同时对正在挖进的桩孔周边的桩孔进行地下水回灌，以防止该孔壁周围土壤因掘进抽水失水量过大而收缩，导致孔壁坍塌； f.始冲桩孔时和遇溶洞冲击时，要投入足够的黏土和小块石，冲击时使之冲挤到孔壁或溶洞充填物中，使孔壁密实稳定。（2）防止触电防止触电，关键是严格按照施工现场临时用电安全技术规范（JGJ4688）的要求，进行施工临电的搭设，维修和使用，贯彻执行“三相五线制，一机一闸一漏电”等各项用电制度。具体要求是：.施工现场使用的各种电器设备都要装
6、有漏电保护器，其额定漏电动作电流15mA，动作时间0.15S，特别是潜水泵绝对不能马虎；b.孔内照明行灯要采用安全电压并且12V，同时加设防爆灯罩；c.潜水泵长期留在孔下使用，其绝缘性要作经常检查，应以500V摇表检查其绝缘电阻，其值0.5M，否则要采取拆除、烘干等措施，使其达到规定的绝缘电阻值后，方能再次投入使用;d.潜水泵的电缆电线，必须使用YHS型防水橡胶护套电缆，照明用电线路要采用BX型电缆线，以防止线路耐久性差破损漏电；e.潜水泵放置孔底时，绝不能使其电缆受力，应用吊桶送到孔底，然后将电缆线分段固定在排水管上，并将其吊在孔口横木上，施工中注意不得受磨受砸；（3）防止坠落.沿基坑周边采
7、用48钢管搭设1200高栏杆并挂安全网一道，进入基坑内要搭设安全梯道供人员上下，防止坠入基坑发生安全事故；.已成孔的桩位，要采取围栏、遮盖手段，以防止施工人员走路不慎跌入孔洞内。（4）防止坠物伤人.关键是对人的管理，要求基坑施工中所有物件的搬运，要有组织、有秩序的进行，严禁抛扔；.塔吊在吊运东西时，要严格坚持“十不准吊”制度，以防吊运东西掉落伤人。（5）防止窒息、中毒和爆炸.施工中一定要按要求配备好鼓风机及其通风设备、氧气瓶，以便成孔中向孔内输送新鲜空气和急救；.成孔中不得抽烟和使用明火，以防孔洞中存在可燃气体，发生爆炸；.下孔作业前，应作小动物试验，无反应时方可下孔作业，作业若有头晕、不适等
8、症状，应立即停止作业返回地面，送入新鲜空气并且查明情况后，方可下孔作业。（6）防淹防陷由于喀斯特地貌的特殊性，粘土粉土层在地下水渗透作用下，部分成为流塑、软塑状态，而且溶洞内填充物为流塑性粘土，施工中操作人员若有不慎就可能发生陷落，同时由于灰岩裂隙中地下水丰富且具承压性，一旦挖破发生大方量涌冒，抽排水不及将会发生淹没的安全事故。所采取的措施是：.要求施工人员依据该桩孔的地质柱状图，掌握地质状况，以及早预防，一旦遇到特殊情况及时汇报，分析研究，制定对策解决处理；.在成孔中，穿过粘土、粉土层及土洞、溶洞时，一旦发现孔底异常稀软的情况，应立即停止作业，一手扶持孔壁可靠物，一手对孔底土层进行钎探，查明
9、其稀软程度和深度，然后采取措施后方可操作：深度在1-2以内时填入碎石；2以上时，搅入水泥，结成1-2凝固体，最后短挖短支浇0.5一节通过；.在进行以上处理时，操作人员不得放手站在孔底稀泥土上，采取投放块石，设置跳板的方法，人员站在上面方能作业；.当成孔穿过灰岩层时，应对周边孔桩进行抽排水，以减少该桩的地下水涌冒量，减少水淹忽然事故可能性；.各桩在成孔作业中，要根据地下水流量设置潜水泵抽水，并且不得少于一台备用；.如果遇到险情，操作人员应以最快速度爬出洞来，确实来不及的话应抓住吊桶吊绳，及时呼救，取得地面人员支持和援助。（7）防止水下爆破伤人在人工成孔中遇有大块孤石与灰岩采用水下爆破开挖时，要防
10、止水下爆破伤人。具体措施是：.在爆破前，需征得有关方面的同意后方能实施，并且加强管理：（）现场要专人指挥、专人控制；（）炸药、雷管导爆管要指定专人专库保存，专人使用；（）每天剩余的炸药、雷管导爆管等应送回仓库，由专人清理，不得转借和私自收藏，以防发生意外；.爆破工作要由专业爆破技术人员进行，并且持证上岗；.爆破中要严格控制好药量，不得大于45g；.起爆前，要对爆破线进行检查，井口用重物覆盖好，同时撤离人员，设置警戒线，发出信号后，方由放炮负责人专人指挥发令后方可放炮；.如果发生盲炮，必须切断导爆电源，由专业技术人员负责处理，无关人员不得在场，并且设置周边警戒线，以防万一。（8）防止机械伤人.所
11、有施工机械，要求定机定员由专业人员操作，并且持证上岗；.每机均应挂设安全操作牌、安装验收牌、操作人员岗位职责牌，并且施工使用中要按要求检修保养好。2.2各分项工程安全技术措施按人工成孔、冲击成孔、钢筋笼制安和水下砼灌注共四个施工阶段，分别制定如下：（1）人工成孔施工阶段.人工挖孔施工中，要认真2.1.1执行条有关规定，防止孔壁坍塌发生安全事故；.第一节护壁施工，要高出地面20-30，以防洞口场面泥石落入孔内，同时挖出土方要运至安全区域，不得堆放洞口周围，以防发后坠物伤人事故；.施工中要经常检查运土设备，看吊绳是否磨损，吊钩是否有保险环并且牢靠，吊绳要求使用钢丝加固后方能使用，以防坠落伤人；.井
12、下作业人员上下，要设置专用爬梯，不得硬爬硬下，更不得把电缆线、抽水管和通风管当攀绳使用；.施工中所用的潜水泵、照明要2.1.2符合条防止触电的有关要求；.成孔穿过粉粘土或溶洞时，遇有软塑流塑时要符合2.1.6条有关要求，防陷防淹；.遇有孤石或灰岩进行水下爆破时，要采取2.1.7条有关措施，防止爆破伤人；.孔深超过10时，应开始安装通风装置，施工中应不断向孔内送风，且风量25L/S；送风管应尽量拉直少弯，以利送风畅通；使用风镐凿岩时，应加大供风量，以吹排凿岩产生的石粉，防止窒息。（2）冲击成孔施工阶段.在进行冲抓机安装就位时，一定要视地基情况，垫设好枕木和跳板，保证其具有一定的稳定性，以防止机架
13、倾覆造成安全事故；.冲抓钻机钢绳，已有断丝损坏的一律不得使用，使用钢丝绳要定期加油养护；.卷扬机卷筒上的钢绳，一定要留有一定余留，与锤头的连接，必须牢固可靠；.在施工过程中要注意随时检查天梁及其天滑轮情况，以防其磨损导致断裂，并且定期加设润滑油润滑；.在冲抓钻进施工时，施工人员不得站在机架正面；.停止作业时，要将锤头提至井口，以防人员不慎跌入孔内；.在冲抓成孔中，因发生塌孔等事故需进行处理时，要采取相应的安全技术措施后方可进行。（3）桩钢筋笼制安施工阶段.安装钢筋笼所搭设的操作架，除了满足使用要求外，还必须满足稳定性要求，防止发生倾覆事故，因此必须经验收合格后方能使用；b. 绑扎第一节钢筋笼时
14、，孔口要用木版封闭，以防坠入桩孔；c采用塔吊安装钢筋笼时，要有专人指挥。 （4）桩系芯砼施工阶段a.浇灌桩芯砼所用的导管，安装应由洞口依次放入孔内，导管与导管、导管与料斗之间要连接牢靠；导管拆除时，先提出一节后拆去，再与料斗连接牢靠，确保 导管安拆安全；.桩芯砼灌注中，使用的照明灯具等用电电器，需符合2.1.2条“防止触电”的有关要求；.在砼灌注施工中还要符合2.1.3条和2.1.4条有关要求，防止坠落和坠物伤人。3、施工安全管理措施该工程施工中安全管理主要是通过文明施工来创造良好安全作业环境，认真执行各项安全制度并通过建立安全小组来全面贯彻落实各项技术措施等方法来实现。3.1通过文明施工，创
15、造良好环境该工程基坑开挖至设计标高后即投入成孔施工并且多桩同时进行。这样整个基坑中基坑清挖、人工成孔、冲击成孔、砼灌注等多项工序在平面上同时展开，加上基坑抽排出大量地下水、冲孔排出的泥浆以及各类管线，整个施工现场是很庞大复杂的。如何管理好施工现场，使其整洁有序，是个很关键的问题。解决这个问题我们的手段是进行文明施工，加强场容场貌的管理，为施工创造良好环境最终达到消除隐患。这些做法可以总结为“136”法。（1） “1”是设置一人专人进行场容场貌管理，对于达不到要求的问题及时处理和督促整改；（2） “3”就是采取“全封闭施工，施工人员配胸卡，住宿实行单身宿舍”这3项管理制度。这样，有效杜绝那些与生
16、产无关，并且没有安全生产知识的人员进入施工现场发生安全事故。（3） “6”就是关于文明施工的6条要求，分别为：.第1条是对排水的要求。要求抽出地下水，要统一排到排水沟内，排水要设置泥砂过滤池，对施工废水处理后方能排入城市地下水道，并且定期清掏；.第2条是对管线的要求。要求施工所用的电缆线、送风管道、排水管道，不能乱扔乱拉，有道路的要顺路边走，有阴角的顺阴角走，必须穿过空旷场地时要直线走，多余的能卷起来的要卷起来，不能卷起来的要拉直，避免人员踩踏和车辆碾压；.第3条是对材料机具堆放要求。要求现场材料，必须分规格堆码整齐，施工机具按要求就位，不得影响道路通畅；.第4条是对现场道路要求。要求现场道路随时清理打扫，
