朱劭冬

（上海公路橋梁（集團）有限公司，上海 200433）

隨著城市化進程的不斷加快，農(nóng)村區(qū)域范圍內(nèi)的公路工程項目不斷增多。面對農(nóng)村區(qū)域范圍內(nèi)遇到的大深坑，需要進行深坑回填地基處理，多采用強夯法、樁基礎(chǔ)加固、換土回填、混凝土換填等方法[1-4]。本文結(jié)合實際工程情況，分析不同情況下大坑回填地基處理方法及安全管理措施。

1 工程概況

1.1 工程總述

案例項目位于保定市南郊村莊拆遷舊址及農(nóng)田，主要建設(shè)園區(qū)中路、規(guī)劃南北三路、規(guī)劃南北七路三條城市主、次干路，如圖1 所示。由于20 世紀(jì)90 年代的歷史遺留問題，當(dāng)?shù)卮迕穹欠ㄈ⊥?、挖沙而形成了三座大深坑，其中的兩座大深坑已被?dāng)?shù)乩么迩f拆遷產(chǎn)生的建筑垃圾和生活垃圾進行了無組織填埋，剩余一座大深坑處于半填埋狀態(tài)，三座大深坑總填埋量約360 萬m3。其中的兩座大深坑在承建的園區(qū)中路主干路和南北七路次干路紅線范圍內(nèi)。

圖1 項目路線

1.2 大深坑情況

南北七路道路紅線范圍內(nèi)大坑處于未填埋狀態(tài)，深度范圍為5～14m，占地面積約為1.1 萬m2。園區(qū)中路道路紅線范圍內(nèi)大坑處于完全填埋狀態(tài)，坑內(nèi)存有少量生活垃圾，深度范圍為5～20m，占地面積約為2.2 萬m2。

（1）未填埋大深坑

南北七路位于保定市汽車產(chǎn)業(yè)園區(qū)，為南北向道路，道路等級為城市次干路（如圖2 所示）。道路全長2218.174m，設(shè)計速度為40km/h，路幅寬為40m。道路西側(cè)大坑填埋物質(zhì)為建筑垃圾、生活垃圾等，建筑垃圾主要為拆房磚、砼碎料（部分粒徑較大），以及部分裝飾裝修材料等，東側(cè)未回填。根據(jù)大坑處理施工圖設(shè)計要求，對路基填筑范圍內(nèi)的現(xiàn)狀土坑進行削坡開挖、回填壓實地基處理，主要采用強夯處理，強夯無法施工或者施工困難的位置采用振動碾壓處理。

圖2 南北七路現(xiàn)狀大坑航拍照片

（2）完全填埋大深坑

園區(qū)中路為東西向道路，道路等級為城市主干路，沿線大坑地基處理段位于樁號K0+190～K0+520 范圍內(nèi)（如圖3 所示）。園區(qū)中路道路全長2717.665m，設(shè)計速度為60km/h，設(shè)計凈空高度為5.5m，路幅寬為50m。根據(jù)勘察單位地勘資料顯示，園區(qū)中路沿線大坑范圍已被建筑垃圾及生活垃圾無組織填埋，原大坑平均深度約18m。根據(jù)建設(shè)單位要求，對園區(qū)中路沿途現(xiàn)狀建筑及生活垃圾填土坑進行開挖、柱錘沖擴樁（碎石擠密）進行地基處理。

圖3 園區(qū)中路大坑區(qū)域航拍照片

2 主要施工方案和危險源識別

2.1 主要施工方案

（1）強夯施工方案

經(jīng)現(xiàn)場勘察和施工設(shè)計圖研究，采用強夯法組織南北七路現(xiàn)狀大坑的地基處理。強夯法是由起重機將大噸位夯錘吊起一定高度后自由落下，通過強大的沖擊能量促使土體壓縮，使地基及填土密度增加、強度提高、沉降量降低。強夯法能很好地解決南北七路高填方路基填筑后期的沉降問題，有效提高地基承載力。

案例項目南北七路現(xiàn)狀大坑地基處理分兩階段進行。第一階段，按設(shè)計要求，由坑底向上分層填筑粗粒土，強夯至雨水管底標(biāo)高。按照大坑實際深度，擬分兩層進行強夯，強夯土體采用園區(qū)中路大坑內(nèi)回填的建筑垃圾，強夯標(biāo)高控制在大坑路段的雨水管底標(biāo)高。第二階段，從雨水管底標(biāo)高向上依次分層回填、分層碾壓合格素土至擬建道路路床底，繼而施作水泥土路基工程。

（2）碎石樁施工方案

案例項目園區(qū)中路大坑采用柱錘沖擴樁進行特殊路基處理。該方法可以大幅度減少土石方開挖、外運及生活垃圾篩分等工作，通過施打柱錘沖擴碎石擠密樁，穿過生活垃圾層向下進入原狀土，使得原狀土作為持力層，可保證路基的整體穩(wěn)定性，提供較高的地基承載力，明顯縮短了施工工期。

園區(qū)中路大坑地基處理共分為四個段落進行處理。第一段落，采用開挖至污水管底以下20cm 的高程后，進行柱錘沖擴碎石樁處理，樁長12m，然后整平場地鋪設(shè)20cm 碎石。第二段落樁長10m，第三段落樁長7m，其余施工工藝同第一段落。第四段落為建筑垃圾土分布區(qū)域，直接平整場地，挖除路床底以上建筑垃圾后換填合格素土。

2.2 主要危險源

基于強夯、碎石樁的地基處理施工方案，本節(jié)對案例項目中大深坑回填施工過程中的危險源進行識別和原因分析。

（1）強夯施工危險源

南北七路大坑強夯施工采用重量為21t 的夯錘進行夯擊，強夯落距14.5m，采用兩遍點夯、一遍滿夯的夯擊形式。在強夯施工過程中存在的危險源主要有：①夯錘超重、鋼絲繩斷絲可能會引起鋼絲繩斷裂；②吊機超吊或超出工作幅度、地基變形過大引起吊機失穩(wěn)、吊車檢測報告缺失引起強夯起吊設(shè)備傾覆；③吊車與架空電線安全距離不足、吊機吊臂受障礙物影響導(dǎo)致對周圍環(huán)境造成不利影響；④強夯落距較高、涉及高空作業(yè)，缺少對施工人員的安全教育和交底，石子、土塊飛起傷人可能造成人員作業(yè)的風(fēng)險；⑤指揮管理失誤、夯錘脫鉤裝置失控導(dǎo)致嚴(yán)重的物體打擊事故，危及施工人員生命安全。如圖4 所示。

圖4 強夯施工危險源

（2）碎石樁施工危險源

園區(qū)中路大坑碎石樁施工錘型可選用φ377（mm）、長4.6m、質(zhì)量為3.5t 的微凸形底柱錘樁，升降柱錘的設(shè)備選用26t 自行桿式起重機設(shè)備，通過柱錘反復(fù)自由下落沖擊成孔，而后孔內(nèi)填充碎石或礫石夯實，如此反復(fù)形成柱體。在碎石樁施工過程中存在的危險源主要有：①大坑內(nèi)部為生活垃圾、建筑垃圾填筑，導(dǎo)致底部地基承載力過小，引起樁機位置傾斜；②施工過程中需要反復(fù)多次上下提放鋼絲繩、鋼絲繩斷絲等原因，會導(dǎo)致鋼絲繩的斷裂；③卷揚機使用時需要人工進行填料，灌料斗下方可能未禁止人員進入，造成人身傷害；④樁機為大功率設(shè)備，現(xiàn)場存在電纜被機械碾壓漏電的風(fēng)險，一旦漏電容易引發(fā)觸電事故；⑤大坑底部的垃圾填筑，垃圾區(qū)域可能會存在大量的沼氣、有害氣體，導(dǎo)致火災(zāi)、中毒事故。如圖5 所示。

圖5 碎石樁施工危險源

3 安全管理措施

3.1 做好施工準(zhǔn)備工作

重視設(shè)備進場審批及方案驗算工作。吊車進場需要嚴(yán)格執(zhí)行報審流程，經(jīng)過安全驗收、檢查、鑒定后方可進場。吊車進場前，施工區(qū)域的松軟地基必須處理，提高地基承載力，保證吊車作業(yè)期間的穩(wěn)定性。在起吊前需對起吊工況進行分析，驗算鋼絲繩承重能力，保證起吊重物必須在額定起重量以內(nèi)，不得超載。對于周邊環(huán)境中的障礙物及架空電線，需要進行安全距離驗算，防止吊車工作過程中吊臂刮碰，減少不利因素的影響。

做好安全技術(shù)交底工作。強夯機作業(yè)前的安全技術(shù)交底內(nèi)容包括強夯工藝、吊裝夯錘、構(gòu)件重量及注意事項。碎石樁作業(yè)前的安全技術(shù)交底內(nèi)容包括柱錘沖擴樁工藝、成孔設(shè)備、成孔成樁順序、材料及位置等。一方面，要加強施工前的施工組織安排，檢查夯錘、柱錘脫鉤裝置的可靠性，確保其連接可靠，同時設(shè)置應(yīng)急備用措施。另一方面，要提高施工人員的安全意識，加強安全技能管理及教育工作，通過應(yīng)急演練、培訓(xùn)等形式培養(yǎng)施工人員的安全與應(yīng)急技能，防患于未然。

3.2 重視施工現(xiàn)場管理

在施工過程中，合理利用試驗檢測手段，檢測合格后再進行下一步施工。為保證大坑回填質(zhì)量，要先組織專業(yè)檢測單位對坑底的土質(zhì)進行檢驗，檢驗合格后方可組織回填處理。為了增加路基的整體性，減少路基施工完成后的不均勻沉降，對大坑進行清廢、分層碾壓處理，分層回填攤鋪，分層碾壓密實，嚴(yán)格進行壓實度試驗檢測。每層完成后及時檢測壓實度，發(fā)現(xiàn)壓實度不合格的，及時采取措施進行處理。設(shè)置施工人員對大坑回填全過程進行指揮，對土體的平整度、壓實度等參數(shù)進行實時監(jiān)控，避免吊機、樁機傾斜，保證施工質(zhì)量和施工安全。

加強現(xiàn)場管理，主要包括吊裝管理、鋼絲繩管理、臨時用電管理三個部分。吊裝前派專人清場，保證高空作業(yè)安全措施到位，人員的教育及交底應(yīng)充分，相關(guān)人員的站位也必須在安全位置，避免高空作業(yè)及物體打擊事故。檢查鋼絲繩是否存在變形、扭結(jié)、斷絲、破損現(xiàn)象，鋼絲繩接頭連接是否牢固，極限設(shè)備使用過程中嚴(yán)禁用手觸摸鋼絲繩，避免發(fā)生事故。保證施工用電安全，落實“一機一閘、一漏一箱”，設(shè)置專人負責(zé)大功率機械設(shè)備用電管理，施工現(xiàn)場的臨時用電應(yīng)符合規(guī)范要求。

4 結(jié)語

公路大深坑地基常用強夯法、碎石樁法進行回填處理。在案例項目大深坑的處理過程中，本文針對強夯和碎石樁施工的過程，聚焦吊機、樁機等大型機械設(shè)備，分析了主要危險源及其產(chǎn)生的原因。本文總結(jié)了前期準(zhǔn)備工作和現(xiàn)場管理工作的安全管理辦法，以期為同類工程安全管理提供經(jīng)驗借鑒。