紅黏土地區(qū)基礎(chǔ)施工安全耦合作用研究

侯汝幾 劉勁志

（貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 凱里 655000）

一、引言

建筑業(yè)作為我國的支柱產(chǎn)業(yè)之一，為我國的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。同時(shí)，由于建筑工程施工涉及人員眾多、作業(yè)機(jī)械操作復(fù)雜、生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜多變、露天高空作業(yè)多、生產(chǎn)周期長等因素，導(dǎo)致建筑業(yè)發(fā)生的安全事故多而嚴(yán)重。為實(shí)現(xiàn)我國建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，降低事故發(fā)生率，提高安全管理水平，已有許多學(xué)者對我國建筑施工安全事故進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和研究，但大多是對事故類型、等級、發(fā)生地、發(fā)生時(shí)間段等進(jìn)行劃分，找出事故發(fā)生的主要原因、主要分布地區(qū)、主要時(shí)間段等，很少有對安全事故不同因素的耦合作用進(jìn)行分析的[1-3]。

在已有學(xué)者的研究基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步找出紅黏土地區(qū)基礎(chǔ)施工不同風(fēng)險(xiǎn)因素對工程安全的耦合作用的機(jī)理。筆者對基于SHEL 模型對紅黏土地區(qū)基礎(chǔ)工程項(xiàng)目施工安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，提出應(yīng)對策略，以期為同類工程項(xiàng)目的施工安全風(fēng)險(xiǎn)控制和管理提供參考依據(jù)。

二、施工事故統(tǒng)計(jì)分析

根據(jù)2008-2019 年我國建筑施工事故統(tǒng)計(jì)及原因分析，建筑施工安全事故類型大致劃分為高空墜落事故、物體打擊事故、坍塌事故、起重傷害事故、機(jī)具傷害事故、觸電事故、車輛傷害事故、中毒與窒息事故等。事故統(tǒng)計(jì)情況如表1 所示[1]。）

表1 事故統(tǒng)計(jì)情況表

根據(jù)表1 統(tǒng)計(jì)顯示，高空墜落事故占比最大，坍塌事故占比雖小，但其事故等級中較大事故、重大事故甚至特大事故占比卻很大，換而言之就是其發(fā)生的事故往往造成巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失。已有研究表明坍塌事故的發(fā)生往往是由于人們對地基土的認(rèn)識不足。文[3]通過研究各地區(qū)坍塌死亡人數(shù)與從業(yè)人數(shù)比例發(fā)現(xiàn)，浙江、江蘇地區(qū)死亡人數(shù)排名雖然靠前，但其死亡人數(shù)占從業(yè)人數(shù)的比例僅為0.006%、0.004%，云南、貴州地區(qū)死亡人數(shù)占從業(yè)人數(shù)的比例竟高達(dá)0.6%、3.4%，這也反映出復(fù)雜的地質(zhì)條件和安全監(jiān)管力度對坍塌事故影響是極其明顯的。

三、基于SHEL 模型施工風(fēng)險(xiǎn)因素的分析

（一）人為因素在工程事故中的影響

工程事故受多方面因素的影響，大多學(xué)者對安全事故成因歸納總結(jié)為四個(gè)方面，即人、物、環(huán)境和管理，在這四個(gè)因素中，人是最活躍最積極的因素，又是最不穩(wěn)定最難控制的因素。

事故發(fā)生的直接原因在于人的不安全行為或物的不安全狀態(tài)，而物的不安全狀態(tài)往往也是由于人的認(rèn)知或管理造成的，所以人的因素在事故中起了關(guān)鍵性作用。工程建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其施工周期長、多技術(shù)相互交叉、地質(zhì)復(fù)雜多變等因素為施工安全帶來風(fēng)險(xiǎn)，這些因素之間相互影響、交互耦合作用為事故發(fā)生增加了可能性。為厘清這些因素的聯(lián)系，最主要還是找出人的因素與其他因素的作用關(guān)系。

（二）紅黏土地區(qū)基礎(chǔ)施工的復(fù)雜性

紅黏土廣泛分布于我國云南、貴州、廣西等地區(qū)，具有明顯的脹縮性、高塑性、高孔隙比等特性，在含水量較小時(shí)表現(xiàn)出較高的強(qiáng)度，隨著含水量的增加，其抗剪強(qiáng)度逐漸下降，尤其是當(dāng)其含水量超過其液限時(shí)，抗剪強(qiáng)度急劇下降。這種特性使得紅黏土地區(qū)地基土在雨季施工甚至遇到暴雨時(shí)常常導(dǎo)致嚴(yán)重的工程事故，主要表現(xiàn)為：基坑坍塌、邊坡失穩(wěn)、地基沉降等安全問題。因此在紅黏土地區(qū)基礎(chǔ)施工與其他普通地質(zhì)地區(qū)的施工安全風(fēng)險(xiǎn)相比，其風(fēng)險(xiǎn)因素大大地增加，必須做好風(fēng)險(xiǎn)識別、認(rèn)清風(fēng)險(xiǎn)因素的耦合作用[4]。

（三）SHEL 模型分析

SHEL 模型是Elwyn Edwards 教授在1972 年提出的，該模型S、H、E、L分別代表軟件、硬件、環(huán)境和人，它主要是分析人與人、人與軟件、人與硬件、人與環(huán)境之間的耦合作用[4]。在工程施工中，人作為SHEL 模型的核心，包括施工現(xiàn)場的管理者、一線工人，以及設(shè)計(jì)人員等所有參與者；硬件則包括施工機(jī)械及工程實(shí)體等；軟件是指工程法律法規(guī)、規(guī)章制度、操作規(guī)程及施工方案文件等；環(huán)境是指施工場地的地質(zhì)條件、施工時(shí)期的氣候條件等。無論是機(jī)械設(shè)備，還是地質(zhì)條件、規(guī)章制度，都與人的操作或認(rèn)知程度有著密切的聯(lián)系，人對人、軟件、硬件、環(huán)境的作用造成差錯(cuò)是事故發(fā)生的根本原因，所以對人與其他四個(gè)因素之間的耦合作用進(jìn)行分析可以找出事故發(fā)生的本質(zhì)。

在紅黏土地區(qū)基礎(chǔ)施工過程中，人與人、軟件、硬件、環(huán)境之間的耦合作用分別是以下作用形式

1.人與人之間的溝通關(guān)系

它包括施工人員與施工管理人員、施工管理人員與勘查設(shè)計(jì)人員、施工管理人員與業(yè)主、施工管理人員與監(jiān)理的溝通。在施工中，一線勞動(dòng)施工人員的占比相當(dāng)大，而一線勞動(dòng)人員往往對紅黏土這種特殊地質(zhì)情況認(rèn)知不足，這就需要施工管理人員甚至勘查設(shè)計(jì)人員與之加強(qiáng)溝通，才能發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的問題，將不安全因素消除在事故發(fā)生前。比如各部門、各層級之間信息傳遞不及時(shí)，各部門之間溝通不暢，職責(zé)不清晰。

2.人與軟件之間的作用

針對紅黏土地區(qū)這種特殊地質(zhì)的基礎(chǔ)施工安全需要制定專項(xiàng)施工方案和標(biāo)準(zhǔn)操作程序，往往出現(xiàn)問題就是制定方案和規(guī)程時(shí)缺乏全面準(zhǔn)確的認(rèn)識甚至沒有編制專項(xiàng)施工方案，或執(zhí)行過程中出現(xiàn)偏差。比如制定專項(xiàng)施工方案時(shí)對紅黏土的特殊性考慮不足或者執(zhí)行過程中沒有嚴(yán)格按施工方案來施工，對施工人員崗前培訓(xùn)不到位等。

3.人與硬件之間的作用

在紅黏土地區(qū)基礎(chǔ)施工中，涉及的機(jī)械設(shè)備較多，比如挖掘機(jī)、輾壓機(jī)、打樁機(jī)、起重機(jī)、混凝土泵車等，另外鋼筋、水泥等材料也屬于硬件。施工人員對機(jī)械的選型不合適、操作不當(dāng)、未定期維修保養(yǎng)，材料選用不合格、堆放混亂都是造成事故的原因。比如輾壓機(jī)選型過小造成壓實(shí)度不足，挖掘機(jī)開挖操作不規(guī)范造成基坑破壞，基坑附近堆放大量材料造成基坑塌陷或結(jié)構(gòu)變形等。

綜合上述分析，人的因素在工程事故防控中起到了關(guān)鍵作用，它無論與軟件、硬件、環(huán)境還是人之間的耦合，都是以人為中心，所以只有處理好人與SHEL 模塊之間的關(guān)系，才能降低事故發(fā)生的可能性。

四、紅黏土地區(qū)基礎(chǔ)施工安全事故的預(yù)防措施

通過SHEL 模型對紅黏土地區(qū)基礎(chǔ)施工安全事故的人為因素與其他因素的耦合作用分析，提出預(yù)防紅黏土地區(qū)基礎(chǔ)工程施工安全事故發(fā)生的建議措施。

（一）建立有效的溝通機(jī)制

施工現(xiàn)場管理人員肩負(fù)著施工現(xiàn)場的安全與統(tǒng)籌工作，要建立起與一線施工人員有效的溝通機(jī)制，時(shí)刻掌握施工的進(jìn)展情況，發(fā)現(xiàn)施工中存在的問題，將不安全因素消除在事故發(fā)生前，保障工程的質(zhì)量與安全。

（二）建立健全的規(guī)章制度和操作規(guī)程

針對施工現(xiàn)場不同人員的崗位性質(zhì)，制定相應(yīng)的管理制度，并進(jìn)行崗位職責(zé)培訓(xùn)、考核，定期進(jìn)行檢查、抽查，來跟蹤監(jiān)督施工人員的工作質(zhì)量。

（三）加強(qiáng)施工機(jī)械管理

對施工涉及的機(jī)械設(shè)備安裝、存放位置進(jìn)行合理規(guī)劃，針對危險(xiǎn)部位進(jìn)行著色、標(biāo)識，使施工人員操作時(shí)有所警示。機(jī)械設(shè)備的操作進(jìn)行崗前培訓(xùn)，生產(chǎn)過程中加強(qiáng)巡視指導(dǎo)。

五、結(jié)論

施工事故中，坍塌事故相對于高空墜落事故占比雖小，但往往事故較嚴(yán)重。坍塌事故在地質(zhì)情況特殊的地區(qū)發(fā)生的比例較高，諸如云南、貴州的紅黏土地區(qū)。通過對紅黏土地區(qū)基礎(chǔ)工程施工安全進(jìn)行SHEL 模型分析，可以看出這些事故的發(fā)生最主要的因素還是人為因素，或其與其他因素的耦合作用。