濕陷性黃土超深基礎(chǔ)的施工安全管理研究

張 良，李 景，王 豐，田 源

（1.國(guó)網(wǎng)湖南輸電檢修公司，湖南 衡陽(yáng) 421000；2.國(guó)網(wǎng)安慶供電公司，安徽 安慶 246000）

0 引 言

濕陷性黃土地區(qū)超深基礎(chǔ)，遇水極易坍塌，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為四級(jí)，施工環(huán)境復(fù)雜，基礎(chǔ)施工安全風(fēng)險(xiǎn)大，安全壓力非常大。本文通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)采用機(jī)械化施工，降低超深基礎(chǔ)安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，提高工作效率，縮短工期。同時(shí)，采用紅外線測(cè)距儀測(cè)量檢查基坑深度，采用速差自控器上下基坑、有毒氣體測(cè)量?jī)x等先進(jìn)工具和設(shè)備，從根本上保證了施工人員的安全，在安全管理方面取得了巨大成效。

1 主要施工方法

1.1 工程概況

吉泉線（甘9標(biāo)段）98%的基礎(chǔ)采取人工挖孔基礎(chǔ)，現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件為濕陷性黃土地質(zhì)。濕陷性黃土是一種特殊性質(zhì)的土，土質(zhì)較均勻，結(jié)構(gòu)疏松，孔隙發(fā)育。在未受水浸濕時(shí)，一般強(qiáng)度較高，壓縮性較小[1-3]。當(dāng)在一定壓力下受水浸濕下，土結(jié)構(gòu)會(huì)迅速破壞，產(chǎn)生較大附加下沉，強(qiáng)度迅速降低。

（1）濕陷性黃土地質(zhì)造成基礎(chǔ)基坑開(kāi)挖尤其是人工開(kāi)挖存在很大的安全隱患，遇水極易坍塌，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為四級(jí)，施工環(huán)境復(fù)雜，基礎(chǔ)施工安全風(fēng)險(xiǎn)大，安全壓力非常大。

（2）人工開(kāi)挖時(shí)，為降低安全風(fēng)險(xiǎn)，采取全程護(hù)壁的措施，大大降低了工效，每天每個(gè)基礎(chǔ)只能挖深1 m就必須護(hù)壁，平均1基塔位完成人工開(kāi)挖需要15 d左右。

（3）由于人工開(kāi)挖的工效低，難以有效保證工程的進(jìn)度。

1.2 施工措施研究

通過(guò)前期周密的調(diào)查策劃，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地形地質(zhì)條件，結(jié)合近年來(lái)機(jī)械施工的施工經(jīng)驗(yàn)，為降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)，提高工效，加快進(jìn)度，基礎(chǔ)施工階段創(chuàng)新采用機(jī)械洛陽(yáng)鏟開(kāi)挖、旋挖鉆機(jī)開(kāi)挖、商品混凝土等全機(jī)械化施工方案[4-5]。項(xiàng)目部認(rèn)真討論和分析采取機(jī)械開(kāi)挖的可行性，深層挖掘所有可能造成機(jī)械開(kāi)挖的原因。

通過(guò)調(diào)查分析，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化開(kāi)挖的問(wèn)題主要包括以下三方面。

（1）旋挖機(jī)進(jìn)場(chǎng)所需要的道路。由于沿線地形（丘陵17%，山區(qū)83%），道路情況不太理想，想大規(guī)模使用旋挖機(jī)存在困難。

（2）機(jī)械洛陽(yáng)鏟對(duì)道路使用限制不大，但是挖孔基礎(chǔ)擴(kuò)盤(pán)仍需要人工進(jìn)行，依然存在風(fēng)險(xiǎn)。

（3）本工程所處地區(qū)全部為黃土地質(zhì)，適合機(jī)械洛陽(yáng)鏟和旋挖機(jī)的施工，不存在機(jī)械能夠進(jìn)場(chǎng)而不能實(shí)施的問(wèn)題。

1.3 施工措施

對(duì)于以上所有可能存在的機(jī)械施工問(wèn)題，道路交通條件較好的塔位，采取旋挖機(jī)進(jìn)行施工開(kāi)挖，如圖1所示；對(duì)于道路條件不理想的塔位，采取機(jī)械洛陽(yáng)鏟進(jìn)行施工，如圖2所示。

2 實(shí)施效果

本工程人工挖孔基礎(chǔ)平均深度15 m，如果采取人力開(kāi)挖，至少15 d才能完成1基基礎(chǔ)的開(kāi)挖工作量，且人工開(kāi)挖存在很大的安全隱患，再加上濕陷性黃土地質(zhì)遇水極易坍塌，基礎(chǔ)施工安全風(fēng)險(xiǎn)大，安全壓力非常大。如果采取人力開(kāi)挖，至少15 d才能完成1基基礎(chǔ)的開(kāi)挖工作量。采用全機(jī)械化施工后，4 d即可完成1基基礎(chǔ)的施工工程量，人員下坑作業(yè)量減少90%以上，大大降低了基礎(chǔ)施工階段的安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，采取其他輔助的安全保證措施，從根本上保證了基礎(chǔ)施工的安全，且大幅提高了工程進(jìn)度。吉泉線（甘9標(biāo)段）于2016年6月開(kāi)工，2016年11月完成了近48 000 m3的基礎(chǔ)工程，全過(guò)程安全、高效。

3 討論與改進(jìn)

通過(guò)濕陷性黃土采取機(jī)械洛陽(yáng)鏟開(kāi)挖和旋挖機(jī)開(kāi)挖的方式，大大降低了施工安全風(fēng)險(xiǎn)，提高了工效，加快了進(jìn)度。但是，機(jī)械洛陽(yáng)鏟開(kāi)挖依然需要人工擴(kuò)盤(pán)開(kāi)挖。雖然坑口進(jìn)行了護(hù)壁處理，但是仍存在坑內(nèi)塌方的可能。為確保坑下作業(yè)人員在擴(kuò)盤(pán)階段的安全，后期需要采取措施進(jìn)行改進(jìn)：

（1）借鑒公路修筑護(hù)坡采用的密布網(wǎng)，將基坑四周從上到下進(jìn)行防護(hù)，有效減少坑內(nèi)塌方的可能；

（2）制作坑下人員可收縮臨時(shí)避險(xiǎn)鋼棚，坑上吊土?xí)r，坑下人員可躲避在鋼棚內(nèi)，預(yù)防吊土過(guò)程中發(fā)生墜物砸傷的情況。

圖1 旋挖鉆機(jī)進(jìn)行超深基礎(chǔ)開(kāi)挖

圖2 機(jī)械洛陽(yáng)鏟進(jìn)行超深基礎(chǔ)開(kāi)挖