基坑工程是为保证基坑施工、主体地下结构的安全和周围环境不受损害而采取的支护结构、降水和土方开挖与回填,包括勘察、设计、施工、监测和检测等。本文是一篇交通类论文发表范文,主要论述了基坑工程施工安全管理刍议。
摘 要:基坑坍塌,基坑施工所导致的周边构筑物沉降与开裂时有发生,日益成为社会关注的焦点,加强基坑工程施工安全管理与控制刻不容缓。笔者以文献分析为主要研究手段,结合笔者实践经验,归纳了我国基坑工程施工安全管理现状,分析了我国基坑工程施工安全事故多发的原因,构建了提高我国基坑工程施工安全管理水平的措施体系。
关键词:基坑工程,安全管理,评价机制
基坑工程是建设项目施工中重要的分部工程,其施工安全管理与控制对提高建设项目实施绩效,改善我国建筑行业安全管理水平具有重要的意义。目前,我国在基坑工程理论研究、基坑围护体系的设计与计算、施工技术、检测手段等方面均取得了较大的进步。然而,对比城市化浪潮下基本建设领域对基坑工程设计、施工等领域日益提高的要求,我国基坑工程设计与施工相关能力还远远不能满足要求。其中,基坑工程因事故发生率高、直接经济损失大、影响范围广等原因受到了广泛的关注。统计表明,基坑工程施工安全事故多发,是影响我国建筑行业安全管理水平,制约我国建筑行业整体竞争力提升的关键因素。
基于文献分析与案例研究,归纳了我国基坑工程施工安全管理现状,分析了我国基坑工程施工安全事故多发的原因,并根据自身实践经验构建了提高我国基坑工程施工安全管理水平的措施体系,以期为相关从业人员提供参考与借鉴。
一、基坑工程施工安全管理现状
基坑工程受支护体强度、支护体变形以及土体渗流等三大因素的影响,其施工安全事故类型较多。根据常见基坑工程施工安全事故发生的原因及造成的后果进行划分,可以将基坑工程施工安全事故分成如下几种类型。
周边环境破坏:基坑工程围护体系变形超过允许值,或者过度降低地下水位导致土体固结所造成的基坑周边建构筑物、道路、市政管线的破坏事故。
支护体系破坏:因局部破坏或者整体失稳所导致的基坑支护体系折断、失稳、坍塌等。
基坑渗透破坏:因降排水不当或止水结构失效所导致的土体渗透破坏,如基坑壁流土流沙,坑底管涌突涌等。
基坑工程的综合性、区域性、复杂性及不确定性使得其施工过程中发生安全事故的概率高于主体工程,达到20%左右。同时,与一般建设项目施工安全事故不同,基坑工程安全事故具有持续时间长、影响范围广、伤亡率高、处理难度大等特点。一方面,与高处坠落、物体打击等安全事故类型不同,基坑工程事故的发生、稳定、处理等工作需要耗费大量的时间,对建设项目进度目标的影响较大;另一方面,基坑工程安全事故具有环境效应,其影响范围可能远远超过建设项目本身。例如,基坑工程支护体系变形过大,折断,失稳,管涌突涌等典型事故类型均可能导致周边构筑物产生不均匀沉降、开裂乃至倾覆等问题;此外,基坑工程施工安全事故往往是多因素复合条件下的偶发事故,其发生原因多种多样,难以防范,具有人员伤亡高,经济损失大等特点;最后,基坑工程本身的综合性及岩土工程的时空特征使得基坑工程安全事故后续处理难度极大。
据统计,自2011年住建部定期发布全国房屋市政工程生产安全事故情况通报以来,基坑工程类安全事故一直占到同期全部安全事故总数的8%以上,且伤亡率位居施工安全事故类型的前列。为减少基坑安全事故的发生率并降低其人员伤亡率,2010年以来国家住建部多次出台相关政策法规,对施工坍塌、高处坠落等施工安全事故的预防和控制做出了具体的要求。然而,受岩土工程的复杂性、综合性,以及基坑工程本身临时性、动态性、受环境影响大等特点的影响,我国基坑工程安全事故频发,仍然是困扰我国建筑业界的顽疾之一,2013年我国建筑行业基坑工程施工安全事故情况统计,见表1。
表1 2013年1月-2013年12月我国建筑领域基坑工程施工安全事故一览表(不完全统计)
时间 |
项目名称 |
事故类型 |
伤亡人数 |
2013.11.5 |
兰州中川铁路 |
基坑坍塌 |
1伤 |
2013.9.30 |
甘肃省兰州市七里河区南出口综合整治拆迁安置住宅小区工程 |
基坑坍塌 |
3死 |
2013.9.30 |
江苏省盐城市振兴家园小区建设项目 |
基坑坍塌 |
1死2伤 |
2013.7.16 |
北京海淀国海广场A座 |
基坑坍塌 |
无 |
2013.6.26 |
哈尔滨市半城世家一期建设项目 |
基坑坍塌 |
3人死亡 |
2013.6.7 |
北京南三环与京广路交叉口东北角高架桥 |
基坑坍塌 |
2死2伤 |
2013.5.6 |
陕西省西安地铁3号线TJSG-12标段通化门至胡家庙区间工程 |
基坑坍塌 |
5死 |
2013.3.15 |
浙江省学勉路及学勉北路小桥工程 |
基坑坍塌 |
1人死亡 |
2013.3.15 |
广西区东方国际大厦 |
基坑坍塌 |
1死1伤 |
2013.3.9 |
兰州市春华苑经济适用房建设项目 |
基坑坍塌 |
2死2伤 |
2013.2.22 |
河南省郑州轨道交通1号线一期工程土建施工01标段(桐柏路站) |
基坑坍塌 |
2死 |
2013.1.28 |
广州市轨道交通六号线[文化公园站]土建工程 |
基坑坍塌 |
无 |
2013.1.24 |
长沙市人民东路延线(长沙县段)工程 |
基坑坍塌 |
2死2伤 |
数据来源:住建部全国房屋市政工程生产安全事故情况通报
二、影响基坑工程施工安全的主要因素
基坑工程施工安全受到工程地质条件、施工环境、施工方案设计、施工管理、基坑监测等诸多因素的影响,是一个非线性的复杂系统。笔者从实际出发,在既有经验及文献查阅的基础上,将影响基坑工程施工安全的主要因素归纳如下。
1.基坑工程本身的复杂性与综合性
基坑工程,特别是深基坑工程本身具备较强的复杂性与综合性。一方面,基坑工程涉及支护体强度、支护体变形及土体渗流三大基本课题,是多因素共同作用的复杂系统,其理论研究与工程应用依赖于岩土工程、结构工程、施工技术、信息技术等不同学科专业的共同发展。目前,深基坑工程的设计、施工与监测相关理论并不十分成熟,不足以分析、计算与模拟深基坑施工过程中所出现的种种问题;另一方面,受岩土工程区域性的影响,基坑工程具有较强的区域性,在砂土、黄土、冻土等工程地质与水文地质条件不同的地基中,基坑设计与施工也不尽相同。因此,基坑工程施工需要因地制宜,具体问题具体分析。基坑工程的区域性使得设计、施工、管理人员的经验难以随地域转移,增加了基坑工程施工安全风险;此外,基坑工程设计、施工与监测还与基坑相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的位置、抵御变形的能力、重要性及周围场地条件有关。
2.勘察、设计人员的素质与能力
基坑工程的复杂性与综合性,以及基坑工程设计与施工对环境的敏感性,要求勘查和设计工作必须因地制宜,具备较高的适应性与准确性。基坑勘察、设计工作的高精度要求对勘察、设计人员的素质与能力提出了挑战。然而,目前我国基坑工程相关勘察、设计人员的平均素质与能力不能满足日益增长的工程实践需求。实践经验表明,在基坑工程施工安全事故中,勘察不详、设计缺陷是安全事故发生的首要诱因。一项对103项深基坑工程施工安全事故的调查分析报告表明,由于勘察、设计不当造成的基坑安全事故共计49项,占被调查总数的48%。另一项相类似的调查表明,在522项基坑工程施工安全事故中,因设计缺陷或者勘察不详等原因所造成的占总数的44.2%。
3.施工环境
基坑工程施工安全与其施工环境息息相关,施工环境的变化同样是基坑工程施工安全事故频发的重要原因。在城市化发展浪潮中,新施工项目往往处于大中型城市中,施工场地狭小、周边建构筑物繁多,容许变形小、车流人流密集等特征使得基坑工程设计与施工难度大增,部分经济合理、安全可靠的基坑支护措施因施工环境的影响而难以采用。同时,基坑工程施工环境具有动态性。例如,基坑设计中车辆地面超载数值的合理选取依赖于施工环境,但路面车辆超载相关信息却具备动态性。相类似的还有相邻施工的影响、上部结构设计变更等。此外,气候条件的变化、地下水位的升降等均可能影响基坑工程的施工安全。
4.资金投入
基坑工程安全储备小,造价高,安全风险大。因此,合理的资金投入是保证其质量与安全的主要因素。然而,基坑工程属于临时工程,其本身并不构成或基本不构成工程实体。临时性工程的属性使得相关单位往往抱有侥幸心理,能省则省,不愿投入较多资金。资金投入动力不足是基坑工程施工安全事故发生的重要原因之一。
5.施工组织与管理
科学合理的施工组织与管理是基坑工程施工安全的可靠保证。对基坑工程事故的调查分析表明,不合理的施工组织与管理是引发基坑工程安全事故的重要因素。例如,在2008年“11.5”杭州地铁湘湖站基坑坍塌特别重大施工安全事故中,施工单位违章超挖土方、钢支撑节点连接强度不合格、施工监管不到位、基坑监测失效等施工组织与管理方面的原因是造成基坑工程地下连续墙折断,是基坑整体坍塌的直接与首要原因。在522项基坑工程施工安全事故中,因施工组织与管理方面的原因所造成的占总数的39.6%。
三、提高基坑工程施工安全管理水平的对策研究
在“以人为本、全面协调、可持续发展”的科学发展观的指导下,建筑行业施工安全问题日益得到了国家、社会及建筑行业从业人员的重视。基坑工程在建筑工程中具有重要的地位,是建设项目施工安全管理中的重点与难点。在参阅相关文献的基础上,结合笔者相关工程实践经验,总结提高我国建设项目基坑工程施工安全管理水平的对策与措施如下。
1.加大政府监管,明确责任划分
基坑工程施工安全问题不仅影响建设项目本身,还可能对周边环境,甚至地区和谐稳定造成负面的影响。因此,要提高基坑工程施工安全管理水平,首先要做的是理顺政府相关行政部门管理思路,加大政府部门监管力度。一方面,在市场准入、标准设立、质量安全监管、资金投入监管等方面,政府部门必须出台详尽、合理的规章制度来规范行业主体的行为;另一方面,以《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》实施为契机,规范基坑设计与施工审核程序,提高基坑工程设计与施工质量;此外,为规范从业人员行为,必须明确基坑工程施工安全责任划分,理顺基坑工程施工安全管理机制。
2.积极建立、贯彻基坑工程施工安全定期评价机制
基坑工程安全事故发生并非单一突发因素引起的,而是在偶发诱因下多因素综施合作用的结果。因此,应积极探索建立、贯彻基坑工程施工安全定期评价机制,利用一套评价指标以及相对应的评价规则对基坑工程工安全风险进行定期分析与评价。一方面,定期评价的结果可供基坑工程施工安全相关机构和人员决策使用;另一方面,定期的分析、评价过程有利于发现基坑施工过程中所存在的安全风险与薄弱环节,防范于未然,降低基坑工程施工安全事故发生概率。
3.加大科研投入,促进相关学术交流
太沙基说过,岩土工程是一门艺术,这是因为与其他科学相比,岩土工程是多种复杂因素相互影响的系统工程,是理论上尚待发展的综合技术学科。岩土工程计算与分析在很大程度上取决于工程师的经验判断,具有较强的艺术性。与岩土工程息息相关的基坑工程设计与施工同样如此。理论体系与计算方法的不完善使得基坑工程设计与施工先天不足,难以确保百分之一百安全。要弥补岩土工程理论体系与计算方法的不足,可以从两个方面出发:一是加大岩土相关科研投入,积极促进岩土学科理论的进一步发展与成熟;另一方面,可以积极促进行业相关学术交流,尽可能扩大相关权威专家基坑工程设计与施工类隐性知识的传播。
4.合理构建、改革行业人才培养模式
基坑工程的复杂性与综合性对相关从业人员提出了较高的要求,基坑工程设计与施工人员必须具备扎实的专业知识体系,以及较为系统的建筑行业“行业能力”,才能有效把控基坑工程安全管理关键因素,及时解决基坑工程设计与施工过程中所出现的种种问题。然而,现有的岩土工程人才培养模式过分关注其岩土分析能力、岩土专业知识的培养,而忽略了其建筑“行业能力”的培养。因此,必须合理构建、改革相关行业人才培养模式,探索建立岩土工程人员职业培训体系。
5.重视基坑监测,积极推动信息化基坑监测技术的应用
基坑监测制度是我国为降低基坑工程施工安全事故发生率,提高基坑工程施工安全管理水平而出台的一项重要举措。通过基坑监测,相关人员能够合理监控基坑施工安全风险,做到未雨绸缪,将基坑施工安全事故扼杀在萌芽之中。因此,在建设项目基坑工程施工安全管理中,必须重视基坑监测的作用。同时,信息技术与基坑监测技术的结合使用能够实现基坑工程安全的事前管理与动态化管理,对降低基坑工程安全事故发生概率,提高我国基坑工程施工安全管理水平具有重要的意义。
四、结语
基坑坍塌、围护结构变形过大,导致周边构筑物与地下管线下沉、开裂等建设项目施工安全事故呈高发态势,加强基坑工程施工安全管理与控制刻不容缓。笔者基于文献分析与案例研究,归纳了我国基坑工程施工安全管理现状,分析了我国基坑工程施工安全事故多发的原因,并根据自身实践经验构建了提高我国基坑工程施工安全管理水平的措施体系,以期为相关从业人员提供参考与借鉴。
参考文献
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作者简介:刘路(1981-),男,湖南靖州人,硕士研究生,工程师。研究方向:工程勘察、深基坑相关岩土工程技术。
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