人工挖孔桩施工安全技术规程

建筑施工中,常采用人工挖孔桩施工作业。人工挖孔灌筑桩系采用人工挖土成孔,浇筑混凝土成桩。这类桩的特点是受力性能可靠,单桩承载力高,结构传力明确,沉降量小;可一柱一桩,不需承台,不需凿桩头;可作支撑、抗滑、锚拉、挡土等用;可直接检查桩直径、垂直度和持力土层情况,桩质量可靠;可多桩同时进行,施工进度快;工程造价相对较低;不需要大型机械设备,施工操作工艺简单,在各地应用较为普遍,已成为大直径灌筑桩施工的一种主要工艺方式。但是由于桩成孔工艺工人劳动强度较大,单桩施工速度较慢,安全性较差等问题,在人工挖孔桩施工中伤亡事故时有发生,且伤亡事故类别呈多样化,值得我们认真研究并加以防范。

一、人工挖孔桩施工的安全难点

人工挖孔是用人工自上而下逐层用镐、锹进行,遇坚硬土层由锤、钎破碎,弃土装入活底吊桶或箩筐内,垂直运输。在孔口安装支架,用1~2t慢速卷扬机提升,吊出地面后,再用其他运输工具运出。这个看似简单的作业过程,充满着高危险性。

1.作业空间窄小

孔底挖孔作业人员始终处在吊物下面作业,孔底空间有限,极易受到物体打击;挖孔作业人员上下桩孔容易失稳发生坠落。

2.作业环境复杂

人工挖孔灌筑桩直径一般在800cm以上,深度在20m左右,最深可达40m。可遇到无地下水或地下水较少的粘土、粉质粘土、含少量的砂、砂卵石、姜结石的粘土层、黄土层,也会遇到地下水位较高、涌水量大的冲击地带及近代沉积的含水量高的淤泥、淤泥质土层。挖孔过程中有时会突然出现涌水和涌泥。随着孔深的增加还会出现缺氧或严重缺氧,有时还会遇到致命的有毒有害气体。

3.施工机具简单,但种类繁多,易造成伤害

施工提升机具包括:1t-2t卷扬机配三木塔或1t以上的单轨链条式电动葫芦配提升金属架与轨道,活底吊桶。挖孔工具包括:短柄铁锹、镐、锤、钎、风镐。为满足安全用电要求,还应配有36V低压变压器。桩孔深度超过5m,或孔内空气含氧量不足时要配鼓风机、输风管,有地下水还应配潜水泵及胶皮软管等。

施工企业本身技术队伍质量就不稳定,又层层转包,挖孔桩多是农民工,又未必受到必要的安全技术培训。

二、人工挖孔桩施工伤亡事故的类别

人工挖孔桩施工安全的难点,决定了人工挖孔桩施工伤亡事故的类别:

1.高处坠落

地面作业人员或过往人员不慎坠入桩孔中;孔内作业人员在上下孔过程中失稳坠落孔底。

2.物体打击

地面物体掉入桩孔中,孔中升降中的工器具掉下,活底吊桶或箩筐装载的弃土掉下,或绳索断裂、吊桶脱钩掉下击中孔底作业人员。

3.淹溺

遇有流沙或涌泥,或地下水位高、压力大,孔内瞬间大量涌水,孔内作业人员被淹没、掩埋。

4.坍塌

孔壁没有护壁设施,或未按土质情况采取防流沙、涌泥措施,孔壁坍塌,掩埋孔底作业人员。

5.触电

人工挖孔配备的施工机具中有部分电动机具和照明设施,因漏电造成作业人员触电。

6.窒息

标准空气中氧气量的体积比为20.95%。体积比低于18%时为缺氧,此时人有疲劳感,注意力减退,动作极易失误。空气中氧气体积比低于12%时,为严重缺氧,此时人有头痛、恶心、眼花、呕吐,甚至丧失意识、言行不能自主的症状。空气中氧气的体积比低于6%时,为致命缺氧,此时人心跳微弱,血压大幅度下降,抢救不及时,就会因停止呼吸和心跳而死亡。据兰州地区实际测定,井桩深度在20米时,空气中氧气含量低于18%,还常常伴有某些有毒有害气体或惰性气体含量增加。人体因缺氧而窒息,吸入有毒有害气体会引起中毒缺氧,造成窒息,甚至瞬间死亡。

三、人工挖孔桩伤亡事故的原因及对策

人工挖孔桩施工伤亡事故多发的原因主要是施工企业人工挖井桩施工没有做到本质安全化,在对人工挖孔桩施工的危害辨识、危险评价的过程中没有系统的研究人工挖孔桩施工工艺各构成部分或整系统可能发生事故的危险性及其产生途径,做到事先预测事故发生的可能性,掌握事故发生的规律;没有在施工组织设计、施工、运行管理中对事故发生的危险性加以辨识,根据对危险性评价的结果,提出相应的切实可行的安全技术措施,加强过程控制,消除事故隐患。从人、机具和施工环境上做到本质安全化。

(一)事故发生的原因

1.施工前没有进行认真研究

施工企业没有认真研究施工图纸、工程地质、水文地质勘察资料和人工挖孔桩施工的规范和规程,没有认真研究人工挖孔桩施工的工艺过程,提不出或没有提出人工挖孔桩施工安全技术措施,或虽已提出,但缺乏全面性、针对性和操作性,因而不能准确地对作业人员进行全面的安全技术措施交底,有的甚至不进行交底,人工挖孔桩作业人员没有安全指导措施。

2.作业人员安全素质低

施工企业人工挖孔桩施工的作业人员安全素质低,安全风险意识不强,自我保护意识差,安全操作技能差,容易发生误操作;他们缺乏救护知识,还会使事故蔓延、恶化和扩大。现场安全监督管理不到位,甚至是无的放矢进行监督,没有能力及时发现隐患、消除隐患,甚至无力排除隐患。

3.施工企业安全投入不到位

为了谋求效益最大化,施工企业舍不得投入。因此没有必要的防护手段或防护措施不可靠,没有监测孔内空气和有毒气体的仪器设施,孔内空气无法检测;没有通风换气设施,没有采取通风换气措施;没有设计孔壁的护壁设施,没有防流沙、涌泥措施;电动机具配电系统没有采用TN-S系统,且无安全电压,电线乱拉乱扯,甚至有裸露现象。

4.管理原因

企业管理不善、有关部门监管不力、管理体制不顺、法制观念淡薄导致同类事故多次发生。

(二)对策-人工挖孔施工本质安全化

1.施工准备的本质安全化

在认真研究施工图和工程地质、水文地质资料的基础上,根据地质情况和人工挖孔施工规范、规程,编写施工组织设计和安全技术措施,着重针对工程地质、工艺过程、施工机具、降水方案及止水方法,成孔成桩的顺序及现场临时用电等,合理安排设备、人员和进度,配备防护设施和救护设施,做到没有安全技术措施和安全设施不齐全不施工。

对作业人员进行认真全面的安全技术交底,告知他们岗位危险和规避危险的方法,并告知他们防护措施和监控措施不到位时有权拒绝作业。

2.安全技术措施的本质安全

为防止孔口地面人员掉入桩孔内,孔口要设有1m高的护栏,留有合理的作业口,孔口作业人员要系安全带,停工后孔口要加盖封闭;为防止作业人员上下孔时坠落,应配置适用和可靠的升降设备,同时作业人员上下孔要用专用吊笼,严禁用其他方式上下孔。为防止物体打击,孔内作业人员一定要戴好安全帽,孔口设置高出地面30cm的井圈,弃土和工具等放置在井圈外,且在孔口内设置距孔底2.5m高的防护罩,防护罩应由孔底人员操作,开启方便,便于吊运和防护。为防止坍塌和淹溺,首先是对地质情况复杂、地下水位高、水量丰富、砂层或淤泥层厚等情况,建议修改设计,改用其他桩型。必须用人工挖孔桩施工的应有防流沙和涌泥措施,采用砼或钢板沉井的作业方法。降水方案要合理,要考虑到周围原有建筑物和构筑物及公用设施等情况,以免引起孔壁坍塌或对周围建筑物等造成损害。为防止窒息,必须对孔内空气随时进行仪器监测,同时配备通风机和足够到井底的通风管。根据监测的结果和孔底作业人员的需要,随时向孔内通风换气,复工前还应向桩孔内由下而上吹风10分钟;遇到有毒有害气体,应设法将孔内人员尽快送上地面,待清除不清洁源后再进行作业。为防止触电,人工挖孔施工必须采用TN-S系统供电,做到一机一闸一漏电保护器,用电系统必须符合《施工现场临时用电安全技术规范》。

3.人员的本质安全

人员本质安全包括人员思想本质安全、人员素质本质安全。人员本质安全首先要求企业负责人本质安全化,企业的主要负责人必须贯彻“安全第一、预防为主”的方针,做好安全投入,包括人力投入、财力投入和物力投入。要配备能满足本企业安全生产技术需要的技术人员和安全管理人员;施工企业必须要有人工挖孔桩施工安全措施和保证措施实施的投入。同时要加强过程控制。人工挖孔桩施工条件艰苦,危险性大,要选用素质较高的作业人员。首先必须是身体强壮的年轻男性,对他们要进行体检,确认其身体素质满足孔桩施工需要。要对他们进行必要的安全基本知识和操作技能的培训。他们的安全技术知识和安全防护意识经考核合格后才准其下孔作业。同时要告知他们岗位危险、预防办法,发生危险时应采取的救护方法,赋予他们在施工环境不良时停止作业或拒绝作业的权力。

人工挖孔桩施工发生的伤亡事故多是责任事故,就是说只要责任和措施落实,就不会发生事故。只要我们加强法制观念,处理好效益和安全的关系,加强企业管理和政府部门的监督管理,人工挖孔桩施工伤亡事故是能够避免的。