深基坑工程開(kāi)挖施工安全風(fēng)險(xiǎn)控制淺析

李 博（上海百通項(xiàng)目管理咨詢有限公司， 上海 200127）

0 引 言

在現(xiàn)代城市中，鱗次櫛比的高樓大廈不僅是一個(gè)城市繁榮的象征，更是判斷一個(gè)國(guó)家土木行業(yè)技術(shù)是否領(lǐng)先的標(biāo)準(zhǔn)，這也對(duì)土木工程設(shè)計(jì)、施工單位以及從業(yè)人員有了更高的專(zhuān)業(yè)要求。由于在城市內(nèi)的部分工程地底作業(yè)環(huán)境狹小復(fù)雜，在建筑工程深基坑開(kāi)挖前應(yīng)全面和仔細(xì)地調(diào)查工程所在地的地質(zhì)水文、周邊市政管網(wǎng)及地鐵網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等資料，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)附近周邊建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的情況，制定一系列建筑工程安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)督管理機(jī)制，決定最優(yōu)開(kāi)挖方案。另外，在一些地下水位高的工程地點(diǎn)，在不影響周邊建（構(gòu)）筑物土層的前提下，還需要做好防水排水工作，并使用合理合規(guī)的圍護(hù)和支護(hù)系統(tǒng)等，來(lái)保證基坑周?chē)翆咏Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定、深基坑開(kāi)挖方案的合理及施工人員的安全，以此來(lái)降低或消除建筑工程深基坑開(kāi)挖的不確定性因素，從而降低施工安全事故發(fā)生的概率。深基坑開(kāi)挖施工的風(fēng)險(xiǎn)管理主要分為四個(gè)步驟，包括風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)分析、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和尋找解決辦法。

1 安全風(fēng)險(xiǎn)管理

1.1 安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

盡管有預(yù)先地質(zhì)勘探等工作，但在深基坑開(kāi)挖施工的過(guò)程中仍可能會(huì)存在一些意想不到的情況。如何全面做好與深基坑開(kāi)挖施工相關(guān)的安全工作，是每一個(gè)設(shè)計(jì)人員、施工單位項(xiàng)目經(jīng)理和項(xiàng)目總監(jiān)值得思考的問(wèn)題。深基坑開(kāi)挖施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)具體包括但不限于：基坑圍護(hù)和支護(hù)系統(tǒng)（如擋土墻、鋼板樁等）發(fā)生位移、傾覆甚至斷裂，基坑地面開(kāi)裂、坍塌或隆起，工程施工失誤（如施工過(guò)程中未按圖施工或施工工藝不合理），承壓水或流沙層突涌，地下管線受擠壓而變形過(guò)大，臨邊堆積荷載過(guò)大等。

1.2 安全風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估

定性分析與評(píng)估，如表1所示。

表1 安全風(fēng)險(xiǎn)定性分析與評(píng)估表

在深基坑開(kāi)挖工程中，項(xiàng)目管理人員運(yùn)用定性分析，將深基坑開(kāi)挖施工中潛在安全事故的嚴(yán)重程度與發(fā)生安全事故的可能性相結(jié)合，并帶入表1中；最終根據(jù)表1 得出的結(jié)果，對(duì)深基坑開(kāi)挖的事故風(fēng)險(xiǎn)概率及其嚴(yán)重程度進(jìn)行宏觀上的認(rèn)識(shí)與把控，做到認(rèn)識(shí)風(fēng)險(xiǎn)和分析各類(lèi)事故的嚴(yán)重程度，以此來(lái)對(duì)深基坑開(kāi)挖施工方案進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。除此之外，對(duì)深基坑施工過(guò)程中發(fā)生各類(lèi)安全事故的可能性（可具體到發(fā)生概率），需要項(xiàng)目管理人員依據(jù)自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、行業(yè)內(nèi)深基坑施工安全事故調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及項(xiàng)目實(shí)際情況來(lái)作判斷分析。面對(duì)深基坑開(kāi)挖施工的重難點(diǎn)問(wèn)題或重大安全隱患等問(wèn)題，需要項(xiàng)目部小組及時(shí)開(kāi)會(huì)討論溝通，結(jié)合項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制定相應(yīng)的解決方案。

1.3 應(yīng)對(duì)措施（見(jiàn)表2）

表2 深基坑開(kāi)挖安全風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)對(duì)措施

2 具體風(fēng)險(xiǎn)控制措施

2.1 圍護(hù)和支護(hù)系統(tǒng)問(wèn)題及保護(hù)

（1）由于深基坑附近土壤荷載過(guò)大而導(dǎo)致?lián)跬翂ξ灰苹騼A覆（重物與土坡的安全距離問(wèn)題）。在支護(hù)系統(tǒng)的安裝方案設(shè)計(jì)中，有時(shí)候可能并未考慮到基坑周邊一定范圍內(nèi)因超重車(chē)輛、其他現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備壓過(guò)或大量材料堆放所帶來(lái)的荷載，因此會(huì)存在一定程度的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致深基坑周邊土層結(jié)構(gòu)和荷載的變化。我們可以通過(guò)加強(qiáng)巡視，觀察錨具是否有異常。如果發(fā)現(xiàn)錨具松動(dòng)或彈出或發(fā)出異響，就意味著支護(hù)樁受到的側(cè)壓力非常之大，錨索可能會(huì)隨時(shí)被拔出，腰梁會(huì)出現(xiàn)裂縫。這時(shí)，應(yīng)立即增加腰梁和加固錨索。否則隨著支護(hù)樁位移的逐漸增加，周邊土體就會(huì)下沉，從而引發(fā)支護(hù)系統(tǒng)（如擋土墻、鋼板樁等支護(hù)裝置）的位移或傾覆；更嚴(yán)重的可能會(huì)導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)的形變，從而引發(fā)基坑坍塌事故。所以，臨邊堆載過(guò)大對(duì)于深基坑的危險(xiǎn)性極大，必須在深基坑周?chē)欢ǚ秶鷥?nèi)設(shè)立安全距離圍欄和標(biāo)志。在深基坑周邊一定范圍內(nèi)的安全區(qū)域的大小，由工程所在地的土質(zhì)、圍護(hù)和支護(hù)系統(tǒng)的相關(guān)抗顛覆抗位移系數(shù)來(lái)決定。

（2）由于圍護(hù)和支護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)而導(dǎo)致的圍護(hù)和支護(hù)系統(tǒng)（如擋土墻或鋼板樁）位移或斷裂、地面拱起等。①深基坑施工前必須進(jìn)行地質(zhì)勘探，根據(jù)土質(zhì)情況和基坑深度編制專(zhuān)項(xiàng)施工方案。施工方案應(yīng)與施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際相符，并能指導(dǎo)實(shí)際施工。其內(nèi)容包括：圍護(hù)和支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械類(lèi)型選擇、開(kāi)挖順序和分層開(kāi)挖深度、坑邊堆載、車(chē)輛進(jìn)出道路路線規(guī)劃、降水排水措施及監(jiān)測(cè)要求等。②深基坑施工應(yīng)進(jìn)行圍護(hù)和支護(hù)?；由疃瘸^(guò)5 m的，對(duì)基坑圍護(hù)和支護(hù)結(jié)構(gòu)必須按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算；必須有設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)和施工圖紙。③施工方案必須經(jīng)企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人審批，簽字蓋章后方可實(shí)施。目前國(guó)內(nèi)大城市深基坑工程運(yùn)用得較多的圍護(hù)或支護(hù)結(jié)構(gòu)為地下連續(xù)墻（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“地連墻”）。地連墻的一般厚度為600 mm～1000 mm，也有厚 450 mm 的，尤其是地下水位高的軟土地區(qū)，當(dāng)基坑深度大且鄰近的建（構(gòu)）筑物、道路和地下管線相距很近時(shí)，地連墻往往是首先考慮的支護(hù)方案。但是架設(shè)成本較高是其一個(gè)明顯的缺點(diǎn)。④在部分工程中，深基坑開(kāi)挖后暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，降水排水工程未及時(shí)跟上，地底水壓力過(guò)大容易導(dǎo)致基坑底部隆起。因此，基坑開(kāi)挖后同步實(shí)施降水排水工程并澆筑底板墊層，墊層澆筑完畢后即刻綁扎大底板鋼筋并盡快澆筑大底板。在設(shè)計(jì)階段提供的地質(zhì)勘察報(bào)告信息不準(zhǔn)確的情況下，部分基礎(chǔ)存在超深，或者后期變更（改深）底板標(biāo)高，以致支護(hù)樁埋深不足，可能會(huì)導(dǎo)致地面的拱起和支護(hù)樁根部的拔出。這對(duì)于基坑支護(hù)非常不利。設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)支護(hù)樁必須有足夠的埋深度；或者后期必須進(jìn)行詳細(xì)勘探，發(fā)現(xiàn)地質(zhì)不符，必須增加錨索固定。

2.2 基坑降排水

（1）選用質(zhì)量合格的水泵，安全性可靠，揚(yáng)程和功率等性能滿足施工要求。

（2）當(dāng)排水時(shí)間較長(zhǎng)而土質(zhì)較差時(shí)，為防止溝壁坍塌影響排水，溝壁可設(shè)置木板支撐。

（3）及時(shí)疏通管溝，保持排水通暢；降雨期間有專(zhuān)人負(fù)責(zé)查看排水系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。

（4）在施工開(kāi)挖場(chǎng)內(nèi)橫過(guò)各類(lèi)道路的排水系統(tǒng)，全部設(shè)置為埋入地下的排水管，并且必須在排水管道的上方鋪設(shè)厚度8 cm～10 cm的混凝土，并且依據(jù)實(shí)際情況選配鋼筋增加混凝土強(qiáng)度，避免因施工場(chǎng)地內(nèi)車(chē)輛碾壓管線而造成的管線下沉變形。

（5）在施工開(kāi)挖場(chǎng)外接入市政管網(wǎng)的排水管道，應(yīng)避開(kāi)施工場(chǎng)地車(chē)輛經(jīng)過(guò)密集的路段和施工場(chǎng)地的主、副出入口。若排水管道的排布限制較大時(shí)，應(yīng)經(jīng)過(guò)項(xiàng)目部討論設(shè)計(jì)后得出最優(yōu)、最安全可靠的方案進(jìn)行實(shí)施，并需要安排專(zhuān)人對(duì)排水管道的狀況開(kāi)展日常監(jiān)測(cè)。

2.3 地下管線、地上設(shè)施、周?chē)ǎ?gòu)）筑物保護(hù)

2.3.1 地下管線保護(hù)

按相關(guān)設(shè)計(jì)要求對(duì)工程深基坑范圍內(nèi)的地下管線進(jìn)行保護(hù)處理，要求各管線單位出示地下管網(wǎng)圖并進(jìn)行相關(guān)征詢與指導(dǎo)。目前廣泛應(yīng)用的兩種措施分別是拆改和懸吊。

（1）拆除改移措施。對(duì)需要拆除改移的管線，拆移工作由主管管線的相關(guān)單位或部門(mén)承擔(dān)。同時(shí)施工方也可以根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況，向管線主管單位或部門(mén)提出拆移意見(jiàn)和方案，并做好溝通的工作，確保在施工過(guò)程中管線不被破壞。

（2）懸吊措施。①管線懸吊必須事先制定出詳細(xì)的施工方案，并獲得建設(shè)方和工程監(jiān)理方的認(rèn)可；同時(shí)與管線主管單位共同商討，并針對(duì)最終處理方案達(dá)成一致意見(jiàn)。②開(kāi)挖基坑之前，應(yīng)調(diào)查所有施工影響范圍內(nèi)的管線，查明應(yīng)懸吊管線的種類(lèi)、埋深、規(guī)格、材質(zhì)、接頭型式、管線節(jié)長(zhǎng)和管線基礎(chǔ)資料等。③支托管線的支托結(jié)構(gòu)必須安裝在堅(jiān)實(shí)和穩(wěn)定可靠的支墩上。④管線應(yīng)在其下面的原狀土開(kāi)挖前支吊牢固，并經(jīng)檢查合格后，采用人工開(kāi)挖的方式開(kāi)挖其下面的土方；避免使用大型機(jī)械開(kāi)挖，減少破壞管線的幾率。⑤懸吊管線應(yīng)在周邊設(shè)立管線保護(hù)區(qū)域，禁止大型機(jī)械設(shè)備靠近以免破壞管線。

⑥在施工過(guò)程中加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)，隨時(shí)掌握管線的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)狀況，并及時(shí)上報(bào)項(xiàng)目經(jīng)理、項(xiàng)目總監(jiān)及管線主管單位負(fù)責(zé)人等；建立從施工開(kāi)始到結(jié)束的長(zhǎng)期內(nèi)循環(huán)監(jiān)督反饋機(jī)制，以便在安全問(wèn)題發(fā)生前能及時(shí)預(yù)警，并為各方爭(zhēng)取時(shí)間來(lái)調(diào)整施工工藝等。

2.3.2 地上設(shè)施、周?chē)ǎ?gòu)）筑物保護(hù)

（1）建立地面設(shè)施保護(hù)負(fù)責(zé)人機(jī)制，將具體的保護(hù)內(nèi)容落實(shí)到具體的負(fù)責(zé)人。

（2）對(duì)周邊公共設(shè)施或植被等設(shè)立圍擋并標(biāo)識(shí)牌，避免在施工過(guò)程中被破壞。夜間施工時(shí)，要對(duì)其添加必要的照明裝置，避免因視線問(wèn)題而引發(fā)碰撞等。

（3）在施工過(guò)程中，定期實(shí)時(shí)監(jiān)控量測(cè)附近建（構(gòu)）筑物的沉降數(shù)據(jù)信息；對(duì)于潛在風(fēng)險(xiǎn)作出及時(shí)反應(yīng)，調(diào)整施工工藝，減少因施工和降雨對(duì)周?chē)ǎ?gòu)）筑物的影響，控制基坑周邊土體位移。

（4）對(duì)振動(dòng)較大的機(jī)械設(shè)備要采取防振措施，避免振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲污染影響周邊建筑物內(nèi)人員的工作和生活。

3 深基坑開(kāi)挖施工的其他注意事項(xiàng)

（1）初步設(shè)計(jì)階段施工單位應(yīng)制定深基坑設(shè)計(jì)、施工安全性報(bào)告，安全性報(bào)告應(yīng)交專(zhuān)家評(píng)審，評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)后方可實(shí)施具體施工方案。

（2）作業(yè)時(shí)，施工單位需要有專(zhuān)人負(fù)責(zé)相關(guān)施工的安全管理工作，每日記錄各項(xiàng)安全工作相關(guān)數(shù)據(jù)并且定時(shí)上報(bào)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。

（3）在基坑外邊一定范圍設(shè)置一圈防護(hù)護(hù)欄且應(yīng)牢固可靠，主要目的是為了防止施工人員墜落或滑落掉入基坑中。

（4）施工單位報(bào)送的項(xiàng)目施工進(jìn)度計(jì)劃表（圖）應(yīng)符合安全生產(chǎn)的相關(guān)條例；不應(yīng)以進(jìn)度為借口，忽視基坑施工安全性問(wèn)題。

（5）做好地連墻、SMW工法、拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)、鋼板樁或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐等支護(hù)結(jié)構(gòu)和土體加固工程施工的安全控制措施。

（6）在支護(hù)結(jié)構(gòu)的防水滲漏措施中（如基坑支護(hù)墻體），可以考慮添加防漏帷幕，以防止基坑外的水滲漏進(jìn)坑內(nèi)來(lái)，并控制因坑內(nèi)外水頭差造成的流砂及管涌現(xiàn)象。

（7）在深基坑開(kāi)挖施工中，應(yīng)嚴(yán)格按照開(kāi)挖順序開(kāi)挖，不得超挖。因?yàn)槿绻诙謥?lái)不及制作腰梁及錨索等并安裝進(jìn)土體中，將會(huì)造成因支護(hù)樁中部受力過(guò)大而使頂部錨索會(huì)被拔出、支護(hù)樁產(chǎn)生位移，周邊土體就會(huì)出現(xiàn)下沉，深基坑就會(huì)面臨坍塌的風(fēng)險(xiǎn)。因此，土方開(kāi)挖必須與支護(hù)樁腰梁同步進(jìn)行。

4 結(jié) 語(yǔ)

以上探討的在深基坑開(kāi)挖設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)等過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)，在現(xiàn)實(shí)生活中都是實(shí)際存在并且與工程項(xiàng)目息息相關(guān)的。深基坑開(kāi)挖施工的安全問(wèn)題，不僅涉及到工程自身的安全與質(zhì)量，同時(shí)也涉及到現(xiàn)場(chǎng)施工人員以及周邊建（構(gòu)）筑物和各類(lèi)管線的安全。深基坑開(kāi)挖施工過(guò)程中的各種安全問(wèn)題并不是不可控的，只要按照深基坑相關(guān)安全要求來(lái)設(shè)計(jì)和施工，并且做好相關(guān)的監(jiān)測(cè)工作，這些問(wèn)題就能被避免。在地下管線特別復(fù)雜的工程開(kāi)挖基坑前，可以請(qǐng)第三方精探專(zhuān)業(yè)單位做好地底各類(lèi)管線的相關(guān)探測(cè)工作；在施工進(jìn)行時(shí)必須請(qǐng)第三方專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)單位進(jìn)行基坑監(jiān)測(cè)，并隨時(shí)觀察記錄基坑開(kāi)挖后的一切數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)信息，以確保基坑從開(kāi)始開(kāi)挖到開(kāi)挖結(jié)束的安全管理的落實(shí)到位。

深基坑工程是大部分項(xiàng)目的首要工程。在深基坑開(kāi)挖施工過(guò)程中對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)的分析、把控及重視度，在很大程度上決定了一個(gè)工程的優(yōu)劣。在此過(guò)程中形成系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)管機(jī)制，對(duì)后續(xù)工程的建設(shè)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和有力的保障。