深基坑動態(tài)風(fēng)險因素的監(jiān)控措施

王建成，張姣 （上海城建職業(yè)學(xué)院土木與交通工程學(xué)院，上海 200432）

1 引言

隨著我國建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，對地下空間的需求也日益加劇，因此，深基坑工程的數(shù)量越來越多，且面臨越來越復(fù)雜的自然和環(huán)境條件，深基坑開挖的規(guī)模和深度也越來越大。由于施工條件和施工環(huán)境的影響，深基坑工程不可避免地存在著復(fù)雜性和不確定性等特點(diǎn)，且深基坑工程大多數(shù)都是臨時性工程，安全儲備相對較小，往往得不到建設(shè)各方的重視。深基坑工程施工事故時有發(fā)生，特別是近年地鐵方面重大基坑事故的發(fā)生，引起了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會負(fù)面影響，深基坑工程的安全性開始得到建設(shè)各方面的重視。所以針對基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的基坑動態(tài)監(jiān)控預(yù)警方法的研究顯得日益迫切，并且急需可切實(shí)應(yīng)用在實(shí)際工程中，解決目前工程中預(yù)警控制環(huán)節(jié)缺乏的問題。

目前的深基坑風(fēng)險評估仍偏于可靠性分析以及失效概率計(jì)算方面，缺乏實(shí)用的風(fēng)險分析控制體系，并且沒有切實(shí)有助于實(shí)際風(fēng)險控制的動態(tài)風(fēng)險評估及相應(yīng)措施控制體系，也缺乏深入的研究，未考慮動態(tài)風(fēng)險因素得出的深基坑失效概率往往是偏離真實(shí)深基坑風(fēng)險水平的。針對上述問題，本文基于監(jiān)測數(shù)據(jù)在深基坑動態(tài)風(fēng)險監(jiān)控方面進(jìn)行了研究。

2 動態(tài)風(fēng)險監(jiān)控

在實(shí)際工程中，監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化基本能反映基坑的風(fēng)險狀況水平，但并不能全面地反映基坑的風(fēng)險狀況。潛伏風(fēng)險在產(chǎn)生階段并不表現(xiàn)出風(fēng)險狀況變動，而是隨著施工階段的推進(jìn)，在其后階段表現(xiàn)出來的風(fēng)險增加。如圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工，施工質(zhì)量方面的缺陷在圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工階段不會引起風(fēng)險事故，但進(jìn)入基坑開挖階段，潛伏風(fēng)險因素轉(zhuǎn)化為繼承因素，在土方開挖這一觸發(fā)條件作用下很可能產(chǎn)生風(fēng)險事故，如開挖階段的圍護(hù)結(jié)構(gòu)滲漏，大部分都是在圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工階段的施工質(zhì)量缺陷導(dǎo)致的。

因此，動態(tài)風(fēng)險的監(jiān)控包括兩方面內(nèi)容：一是各階段潛伏因素的控制；二是基于監(jiān)測數(shù)據(jù)風(fēng)險評估結(jié)果的風(fēng)險控制。

風(fēng)險的動態(tài)控制，是按階段的風(fēng)險控制。

2.1 風(fēng)險階段劃分

風(fēng)險階段劃分以施工階段為準(zhǔn)。將深基坑工程施工過程分成三個階段，即開挖前準(zhǔn)備階段、開挖階段和地下結(jié)構(gòu)施工階段。

要確保及時掌握施工進(jìn)度，確定目前所處的風(fēng)險階段。

2.2 潛伏因素

每一個風(fēng)險階段都包括了潛伏因素、顯性因素和繼承因素。顯性因素和繼承因素一般會直接影響本階段的風(fēng)險水平而通過監(jiān)測數(shù)據(jù)表征出來。潛伏因素是監(jiān)測數(shù)據(jù)暫時無法表征出來的風(fēng)險因素。在其后的風(fēng)險階段可能會發(fā)展成為造成風(fēng)險事故的主要風(fēng)險因素（傳遞到后階段成為繼承因素）。對潛伏因素的風(fēng)險控制，是對基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的風(fēng)險控制的一種補(bǔ)充。

潛伏因素，在其產(chǎn)生階段并未顯示出任何風(fēng)險事故征兆，因而比較容易被人忽視。然而，當(dāng)風(fēng)險階段進(jìn)入開挖階段時，由于這些風(fēng)險因素的存在，結(jié)合開挖的進(jìn)程，很有可能造成重大風(fēng)險事故，如圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形過大，甚至還有可能出現(xiàn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)折斷坍塌事故。而當(dāng)在產(chǎn)生階段的這些潛伏因素進(jìn)入到開挖階段，顯現(xiàn)出事故征兆時，發(fā)展成為繼承因素，此時再對圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)就很困難了。因此，在潛伏因素的產(chǎn)生階段，要充分重視潛伏因素的危害，加強(qiáng)潛伏因素的預(yù)防和控制措施。

2.3 潛伏因素分析

潛伏因素最多的階段為圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工階段。以SMW工法樁加內(nèi)撐的支護(hù)結(jié)構(gòu)型式的基坑工程為例。分析SMW工法樁施工階段可能出現(xiàn)的風(fēng)險事故及風(fēng)險因素，如圖1所示。

圖1 SMW工法樁風(fēng)險因素分析

由圖1可知，在SMW工法圍護(hù)樁施工階段，風(fēng)險因素主要為顯性因素和潛伏因素。

顯性因素包括：存在地下障礙物、樁孔位置偏差、攪拌機(jī)失穩(wěn)傾覆、攪拌鉆桿折斷以及型鋼掉落等。風(fēng)險因素所造成的后果都具有可見性，如存在地下障礙物，表現(xiàn)為成樁過程中，遇到阻礙，無法繼續(xù)下鉆，因此，在遇到地下障礙物時，一般會及時采取措施清除地下障礙物。因此，本階段的顯性風(fēng)險因素，由于風(fēng)險事故征兆的可見性，一般能在本階段的實(shí)際施工過程中及時防控和修復(fù)。

SMW工法圍護(hù)樁施工過程中的潛伏因素主要在于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量缺陷，即對應(yīng)于第三章中的風(fēng)險因素“墻身施工缺陷”。當(dāng)風(fēng)險因素繼續(xù)潛伏，進(jìn)入到開挖階段時，可能會引發(fā)“圍護(hù)結(jié)構(gòu)漏水”“圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形過大”以及“圍護(hù)結(jié)構(gòu)破壞”等風(fēng)險事故。到開挖階段，這些潛伏因素被繼承，進(jìn)而發(fā)展為“繼承因素”，成為開挖階段的“不可更改因素”，進(jìn)而需要更多的修復(fù)措施，如注漿堵漏、加撐等。潛伏因素的發(fā)展如圖2所示。

圖2 SMW工法樁施工階段潛伏因素傳遞與繼承

2.4 危險點(diǎn)分析

要防患于未然，就要在風(fēng)險隱患產(chǎn)生階段進(jìn)行有效地控制，此時的控制是最有效的控制。因此，要使SMW工法樁在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的潛伏因素不會在其后的開挖階段影響基坑的風(fēng)險水平，要在圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工階段進(jìn)行有效地控制。

對SMW工法樁施工的幾個潛伏因素進(jìn)行比較，施工冷縫和樁體水泥體強(qiáng)度未達(dá)標(biāo)是主要的人因危險點(diǎn)。其他潛伏因素，可歸為技術(shù)方面偏差，只能通過施工人員的技能熟練程度來減小技術(shù)方面的風(fēng)險，可控風(fēng)險幅度有限，重點(diǎn)在于人因危險點(diǎn)的控制。

3 控制措施

以施工冷縫的危險點(diǎn)對應(yīng)的不安全行為是圍護(hù)樁施工不連續(xù)，提出對應(yīng)風(fēng)險控制措施如上表所示。

圍護(hù)樁施工不連續(xù)原因分析及控制措施

4 結(jié)論

①動態(tài)風(fēng)險以監(jiān)測數(shù)據(jù)的評價結(jié)果為主要分析對象。但在實(shí)際工程中，并不是所有的風(fēng)險因素都通過監(jiān)測數(shù)據(jù)變化的方式表達(dá)出來，即監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化基本能反映基坑的風(fēng)險狀況水平，但并不能全面地反映基坑的風(fēng)險狀況。

②通過監(jiān)測數(shù)據(jù)在深基坑動態(tài)風(fēng)險監(jiān)控方面進(jìn)行研究，針對風(fēng)險階段劃分、潛伏因素分析和控制、危險點(diǎn)分析及控制，為深基坑工程動態(tài)風(fēng)險因素管理提供理論依據(jù)。