深基坑支护工程安全生产管理

摘要:参照中国核建安全生产标准化评审标准及危险源辨识和风险评价表，对深基坑支护工程危险源进行识别，重点对深基坑工程高发的坍塌事故进行分析，并提出合理有效的技术措施、管理措施预防事故的发生，为深基坑支护工程安全生产管理工作提供理论支持。

关键词:安全生产管理；危险源；坍塌事故；预防措施

0引言

近年来，随着大中城市用地日趋紧张、经济与技术的快速发展，为在有限的用地上实现更大的价值，建筑结构不断的向纵深方向发展，10年之间国内大中城市的高层、超高层、摩天大楼如雨后春笋拔地而起，与此同时高层、超高层建筑物深基坑施工安全问题愈发引起人们的关注。建设部对近年来的事故进行统计中显示，基坑坍塌事故已成为继高处坠落、物体打击、触电和机具伤害后的第五大伤害，而且塌陷事故造成的人员伤亡排在第一位［1］。究其主要原因在于深基坑支护工程设计不合理，施工不得当，管理不完善等多个方面。文中参照《中国核建安全生产标准化评审标准》《危险源辨识和风险评价表》，对深基坑工程重大危险源进行识别，重点对深基坑工程易发且影响严重的坍塌事故进行分析，在原因分析的基础上，提出合理有效的措施预防事故发生。

1深基坑工程危险源识别

深基坑工程作为建筑工程危险性较大的分部分项工程，在危险源辨识方面与普通的建筑工程及隧道工程存在一定的差别。文中通过参照《中国核建安全生产标准化评审标准》《危险源辨识和风险评价表》将深基坑工程主要危险源及事故分析列举以下几个方面。

1．1安全用电

未严格按照建设工程施工现场供用电安全规范进行实施，从而产生无编制临时用电施工组织设计或未审批、不按临时用电施工组织设计进行实施、未逐级设置漏电保护装置、未执行“一机、一闸、一漏、一箱”规定、未采用三相五线制等危险源。基坑支护作为现场施工最前期的工程，受限于现场用电环境，往往存在安全用电不规范的问题，特别是当遇冬雨季施工时，更易发生触电、火灾等事故。

1．2临边防护

随着基坑开挖深度的增加，基坑周边的临边防护未及时搭设或搭设不规范，易造成人员高处坠落及高空坠物打击等危险;基坑支护周边挡水及排水措施未实施或实施不到位，极易造成边坡坍塌事故发生。

1．3机械设备的使用

基坑支护工程常用机械设备包括空气压缩机、混凝土喷射机、锚杆钻机、注浆泵、旋喷桩桩机、砂浆搅拌机、混凝土搅拌机、钢筋调直机、钢筋截断机、电焊机、张拉设备、降水设备等，设备使用未按照安全操作规程进行操作、施工人员个人防护不到位等，易造成机械伤害、触电、火灾等事故发生。

1．4物质材料的采保

装卸水泥、粉煤灰、外加剂等粉状颗粒材料易造成粉尘吸入等职业病伤害;临近围墙超载堆放材料易造成物体本身坍塌及围墙坍塌事故;基坑周边材料堆放过多超载易造成边坡坍塌事故;临近电箱及用电设备堆放易燃材料易造成火灾事故。坍塌事故是深基坑支护工程高发性且一旦发生后果严重的事故，造成边坡坍塌事故危险源较多，对事故原因进行分析、对事故的预防处理措施是该类工程安全管理的重点工作。

2坍塌事故危险源的重点分析

深基坑坍塌事故的危险源较多，事故发生原因既有技术方面也有管理方面、既包括前期设计也包括后期施工［2］，因此坍塌事故危险源的管理较为复杂，往往一处坍塌事故的发生与多处危险源相关，在此做重点分析。

2．1前期勘察、设计方面

主体建筑结构的地基勘察成果往往直接应用基坑支护设计，由于地基勘察设置勘探点布置密度较大，对基坑支护设计的合理性产生影响，特别是当浅层存在不良地质现象夹砂薄层或地下障碍物时，对基坑稳定性影响较大，是潜在的危险源;基坑支护设计有别于主体结构设计，基坑支护作为临时结构，地下室施工完成、回填土施工完毕后，支护结构不再发挥作用，因此从开发商到设计、施工单位本身对其重视程度不够，经费支持少、设计大胆、施工控制不严格，人主观意识上的忽视是造成基坑事故发生的危险源之一;同时基坑支护设计本身存在计算理论上的不足，如弹性模量、压缩模量、摩擦角、粘结力等计算参数的选择不当，采用静态土压力计算方法计算动态土压力结果，平面理论难以反应基坑空间效应的实际结果，特别是当基坑周边长度较大时，基坑变形中间大两端小［3］(如图1所示)的实际结果更加明显，计算结果与实际结果不同也是造成基坑事故的危险源之一。

2．2施工工序方面

施工前的图纸是否经专家审核，施工组织设计是否完整、是否经审核，对危险性较大的基坑支护施工组织设计是否经专家审核，施工过程是否遵循“先撑后挖、分层开挖、分段开挖、严禁超挖”的工序，施工组织设计是否在施工过程得到落实，施工前是否对施工图进行会审，由于基坑变形不仅存在空间效应而且存在时间效应，基坑开挖完成后是否能及时封闭支护，这些都是重大的危险源。

2．3降水、排水方面

水是深基坑施工又一重要危险源。深基坑施工过程中，基坑开挖会破坏原有地下水的平衡，地下水通常会向基坑内流动而产生主动水压力，进而影响基坑的稳定状态，这里讲到的水分两种:地下水、地表水。地下水当未降至施工面以下一定高度，不仅会影响开挖、支护施工，而且上层覆土因开挖卸荷，土层在承压力浮托力的作用下易引起坑底隆起、管涌、流砂等灾害，严重威胁基坑的安全稳定。地表水一般分为明水和暗水，明水指施工现场内出现的地表水，如施工用水、雨水、生活用水等;暗水指基坑周边地面以下因管网渗漏、水管爆裂等产生的地表水。这两种情况一旦发现应及时处理，否则有可能造成坑壁坍塌，特别是因地下管网渗漏、爆管产生的地表水，会迅速破坏土体平衡，且因其隐蔽性，造成的后果更为严重。

2．4质量管理方面

由于管理人员质量意识不强，同时缺乏有效的质量管理体系，从而影响开挖、支护等工序的施工质量，造成安全事故。如:施工中改变设计方案，不按图、规范和设计要求施工;水泥、钢筋等原材料使用不合格，造成锚杆抗拔力不够、帷幕止水无效等;在锚喷支护中，随意减短锚杆长度;在注浆法施工过程中，注浆压力未达到设计要求，使锚杆抗拔力折减;护坡桩桩径不够或嵌固深度不够。有时施工单位片面的追求施工进度、提高经济效益，改变设计开挖工况及工序，使施工质量未能达到设计要求，从而严重影响基坑的稳定性。

2．5边坡周边荷载管理方面

基坑周边荷载对基坑稳定性的影响严重，因此在基坑支护设计时，要充分考虑基坑周边的恒载(如:临近的建筑物、构筑物、围墙、地下管道、临建设备等)和活载(如:交通荷载等)不利因素，但往往不考虑基坑周边的物料堆载，安全施工规范提出基坑周边1．5m范围内不允许堆放材料，而理论上基坑深2倍范围［4］内的坑边荷载对基坑安全都会产生影响(见图2)，因此基坑支护施工过程中坑边材料堆放、土方堆放、一定范围内的交通荷载等，都是引起坍塌事故的重要危险源。

2．6监测管理方面

项目安全管理方面一直遵循“预防为主”的思想方针，基坑支护监测就是预防支护结构发生坍塌，将事故遏止在萌芽阶段的重要手段。支护结构设计时设计单位应对基坑监测提出明确要求，包括支护结构上部水平位移和垂直位移，基坑周边地面及坑底隆起、基坑周边建(构)筑物变形、基坑周边管网变形等监测点的项目、布置位置、数量给出设计说明，监测单位根据设计图纸及规范编制完成监测方案，报审报批方可后实施。监测单位依据监测方案中监测项目、方法、周期、报警值、监测点布置等进行有效监测。近年部分项目基坑监测因各方面的原因使监测流于形式，监测数据造假从而造成事故的发生。因此，信息化监测方案是否制定、监测方案是否合理、监测频次是否符合规范及方案要求、遇突况监测方案是否能及时调整、第三方对监测监管是否到位，监测数据能否及时正确分析都是影响基坑安全稳定的因素。

3针对危险源管理的措施及办法

通过对危险源的辨识，使工程管理人员认识到深基坑支护工程危险源的多样性与复杂性。针对该类工程安全用电、临边防护、机械设备使用、物质材料的采保方面的危险源的管理措施可参见相对成熟的安全施工规范［6］及安全操作规程;针对深基坑支护工程引起坍塌事故的危险源管理主要措施列举如下。

3．1技术措施

施工图纸须经专家审核通过、其中危险较大的基坑施工组织设计方案也须经专家审核通过，施工过程中发现明显存在设计错误的细节、部位及时与甲方、监理、设计方进行沟通，对施工图的正确性做到多层控制;土方开挖过程中，遇到土质有明显变化时，应停止开挖，对照勘察报告查找是否存在实际与报告不符合现像，并及时与勘察、设计单位沟通，提出合理的解决方案后再进行施工;基坑支护监测不仅是检验支护设计正确性和变形发展理论的手段，还是避免事故发生、及时指导正确施工的必要措施。基坑支护监测技术是指基坑在开挖支护施工过程中，使用设备、监测仪器和手段，依据基坑开挖卸荷影响区域的分布特点(见图3)，对支护结构、周边建(构)筑物及地下管网的沉降、位移、倾斜、应力应变、开裂、基底隆起、地下水位变化等进行综合监测。通过对监测数据的整理对比分析，评价原设计成果及施工方案的合理性，并及时纠偏。同时可通过反算分析方法计算和修正岩土力学参数，预测下一阶段基坑变形走向，对施工期间进行设计优化和合理组织施工提供可靠的数据信息，当出现变形异常情况立即采取必要的措施，将安全问题抑制在萌芽状态，确保工程安全。

3．2管理措施

项目施工前保证项目领导班子组建完整、责权明确，对安全管理落实到人，做好安全教育、安全演练、危险源的辨识、安全事故应急处理制度、安全事故报告制度;施工质量方面，建立质量管理制度体系，严把材料关、验收关，做好过程控制，严禁材料以次充好、偷工减料现象发生;控制现场材料堆放，场地条件允许的情况下，2倍基坑深度范围内基坑周边不堆放材料，并采取合理措施限制坑边活荷载、车载荷载;当深基坑临近市区道路，对照基坑设计允许的荷载值，控制临近道路的行车距离及车辆荷载;做好基坑周边地表水的防水、排水措施，防止地表水对基坑边坡的破坏。通过相关图纸及勘测成果，熟悉地下管道的布置情况并经常性的监控，防止因基坑开挖造成管道破裂而引起渗水、坍塌事故发生。当基坑开挖区域内地下水位较高而影响到施工时，应先降水后开挖，保证地下水位在施工面以下最少0．5m的位置。

4结语

深基坑的开挖与支护结构是一个关于线性结构与非线性结构共同作用的结构与岩土系统工程，该专项工程危险源从设计、勘察之初到后期交付使用监测，涉及工程结构、建筑材料、施工工艺、工程地质、水文地质、监测管理和施工管理等多方面。每个方面都制约着整个深基坑施工过程，某个方面出问题就会造成严重后果发生群死群伤的安全生产事故，给人民群众带来重大的经济损失和不良的社会影响。参照《中国核建安全生产标准化评审标准》《危险源辨识和风险评价表》对深基坑工程危险源的辨识与管理，并在此基础上提出合理的预防措施，为今后的深基坑工程的设计、施工安全管理提供一定的理论基础。

参考文献:

［1］毛兰美，张军民．深基坑工程施工安全管理工作探讨［J］．建筑安全，2013(19):41-42．

［2］徐至钧，王曙光，陈静，等．减少深基坑支护事故发生的经验和措施［J］．建筑技术，2011，42(3):253-259．

［3］郑刚，焦莹．深基坑工程设计理论与工程应用［M］．北京:中国建筑工业出版社，2010．

［4］刘国彬，王卫东．基坑工程手册［M］．第2版．北京:中国建筑工业出版社，2009．

［5］GB50497—2019，建筑基坑工程监测技术规范［S］．

［6］GB50656—2011，建筑施工企业安全生产管理规范［S］．

作者:刘进 李飞 尹正贵 单位:中国核工业中原建设有限公司