施炳海
(上海天佑工程咨询有限公司,上海 200433)
深基坑工程如:地铁车站、地下停车场、人防设施等工程,大多位于城市中心繁华地段,周边建、构筑物及地下管线多,环境复杂。由于近年深基坑事故频频发生,给周边建筑环境及人身安全造成严重的后果,使生命财产受到一定的损失,也对社会造成一定的负面影响。为此,国务院、建设部及各省、市、自治区曾专门发布条例、规定,要求加强对重大风险工程的风险控制。
深基坑施工存在的风险施工单位需在施工前进行分析,监理机构确认,并报政府安监机构备案。基坑开挖前由建设单位组织参建各方对基坑的开挖条件具备情况实施验收。
(1)支护结构施工风险;(2)支撑体系施工风险;(3)基坑降水施工风险;(4)基坑加固施工风险;(5)基坑开挖施工风险;(6)其他常见风险。
(1)“人”(Men);(2)“机”(Machine);(3)“料”(Material);(4)“法”(Method);(5)“环”(Environment)等,俗称“4M1E”。深基坑工程施工若把握好以上主要因素,基本可以使工程施工风险降至最低。本文从影响工程基坑风险的主要因素—“4M1E”入手,浅析深基坑工程施工的风险控制。
人的因素是主导的、关键的、第一位的因素。所有的工程建设都是在人的参与和控制下实施的。只有参与工程建设的“人”的因素处于受控状态,基坑风险才会有效得到控制。对于人的因素,应从以下几方面进行控制:
(1)参建单位必须建立健全与工程相适应的组织机构,建立相应的质量、安全保证体系,建立相应的管理制度。
(2)岗位配置及人员素质应满足工程建设需要。施工单位项目经理部应至少设置项目经理、技术负责人、安全员、质量员、技术员、施工员及材料、机管、资料等管理人员和必要的特殊岗位人员;监理单位项目监理机构应至少设置总监理工程师、安全监理工程师、质量监理工程师(包括测量、监测及材料等)及信息管理工程师等。以上管理人员及特殊岗位上岗人员必须持证上岗。
(3)施工单位的主要负责人、项目负责人及专职安全员(“三类人员”)应通过建设行政主管部门的安全培训,并取得安全生产考核合格证书;其项目管理人员和作业人员每年应至少通过一次安全生产教育培训。作业人员在进入新的岗位或新的施工现场前,或采用新技术、新工艺、新设备、新材料前应经过相应的安全生产培训。
(4)工程施工前,施工单位技术(安全)管理人员应对作业人员进行技术及安全作业要求交底。交底应横向到边、纵向到底。交底应留下交底记录,双方应签字确认。
(5)施工单位应为其管理人员和作业人员提供安全保护用品,并办理意外伤害保险。
(6)施工单位应对其作业人员进行动态管理,通过每天的班前会等形式检查作业人员身心等状况;项目监理机构应定期检查施工单位的安全保证体系运转情况,当体系运转不正常时,应及时要求施工单位尽快采取措施,保证体系运转正常。
深基坑工程施工常用的大型机械主要有以下几类:基坑支护施工用机械设备,如成槽机、施工起重机械和成桩机械等;基坑开挖施工用机械设备,如挖掘机、施工起重机械等。对于施工机械设备管理,重点应控制以下几点:
(1)施工单位项目部应保证进场施工机械设备满足工程施工需要,并对进场施工机械设备进行自检;自检应有记录;自检合格后附自检记录及其他有效合格证明资料报项目监理机构审查。
(2)施工机械设备的合格证明资料包括:出厂合格证明、具有相应资质检验机构出具的检验合格证明(大型施工机械);对于需要在现场组装的大型机械设备,组装后应重新通过具有检测资质的机构检验,合格后方可挂牌使用。
(3)项目监理机构应确认进场的施工机械设备是否符合工程施工需要,如成槽机是否具有自动纠偏装置,能否满足成槽垂直度要求?施工起重机械吨位是否满足需要,把杆长度是否满足要求?成桩机械成桩深度是否符合要求?安全质量监理根据设计轴力检查使用的临时支撑轴力施加设备是否满足等;安全监理工程师应核对施工单位报送的自检记录及合格证明资料,并现场检查施工机械设备,确认合格后方允许挂牌使用。
(4)施工过程中,施工单位应对施工机械设备进行动态管理。对施工机械设备进行定期检查、维修和保养,保证施工机械设备不带病作业。
“料”包括基坑支护工程施工用到钢筋、水泥、混凝土及型钢材料等,也包括基坑开挖阶段使用的钢管(型钢)支撑等。对于材料的管理,重点应做到以下几点:
(1)施工单位项目部应对进场材料进行自检,并向项目监理机构进行报审,报审资料包括进场材料数量、使用部位及有效质量保证资料等。
(2)质量保证资料包括材料出厂合格证明、材料交易或备案证明及材料复试合格证明等。原材料复试、试块检测必须经项目监理机构材料见证员现场见证取样、制作,由取样员现场取样后送实验室进行试验,试验合格后方允许使用。
(3)对于大型型钢及钢管(立柱、支撑、围檩、支护),进场必须提供出厂合格证明。型钢焊接应进行焊缝探伤,钢管拼装、安装应进行检查、验收,以保证组装质量和使用安全。
(4)施工单位项目经理部和项目监理机构应同时做好材料监督台帐。
对于“法”的控制,所谓“法”即施工工艺,包括施工组织设计及专项施工方案或作业指导书等。在工程实施中,应做到以下几点:
(1)施工单位项目经理部应根据勘察、设计要求、工程特点及周边环境,并按照相关规定要求,针对性的编制专项施工方案,专项施工方案应当由施工单位技术部门组织本单位施工技术、安全、质量等部门专业技术人员审核,审查合格后报送施工单位技术负责人审批。
(2)在工程实施前,施工单位应组织专家对基坑工程专项施工方案完整性及可行性进行论证、审查,审查应有书面论证报告,施工单位与设计单位应对审查意见进行回复。
(3)根据论证报告,施工单位项目部应对专项施工方案进行补充、修改、完善,经施工单位技术负责人重新审批后报项目监理机构审核。
(4)监测单位依据委托合同和监测规定要求编制监测方案,应在本单位审批后报送总承包单位审核,经技术负责人审批后报监理机构审查。
(5)项目监理机构应根据专项施工方案编制相应监理实施细则,并向施工单位及项目监理机构内部进行监理专项细则交底。施工单位项目经理部应根据监理交底要求,并结合专项施工方案向作业人员进行技术和安全交底。
(6)在工程实施前,施工单位应详细分析工程实施的重大危险源和风险点,并针对工程特点制订具有的应急预案。项目监理机构应根据应急预案制订相应的应急预案监控细则。在工程实施时,施工单位应按照应急预案要求,在现场准备必需的应急物资。
(7)深基坑工程的专项施工方案包括基坑围护方案、基坑开挖及支撑方案、基坑降水方案及监测方案等。其中,基坑围护及支撑体系应由设计单位确定。不同基坑,根据其平面形状、开挖深度及周围环境和工程地质、水文地质不同,其支护及支撑体系也不同。
(8)方案一旦确定,须严格按照方案要求组织施工,严禁擅自更改方案。若方案需要重大变更,应经过原审批部门审批后方可实施。
深基坑工程不仅与当地的工程地质条件和水文地质条件有关,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、重要性以及周围场地条件有关。环境因素对基坑工程施工风险具有重大影响,在基坑工程施工前应彻底了解基坑范围及基坑周边环境状况。对基坑范围及周边环境因素应做到了解、监测、分析、评估和控制等。
(1)在工程实施前,建设单位应委托勘察单位对地铁工程施工范围进行工程勘察,并提供详细勘察报告。设计单位应根据勘察成果进行设计。勘察、管线单位应就不良地质情况、管线分布情况等向施工单位和监理单位进行仔细的交底。
(2)施工单位应针对暗浜、流沙层、承压水等不良地质情况及地面、地下管线和建(构)筑物分布情况编制专项施工方案,并按照审批的方案要求进行实施。
(3)附近的煤气、供水等压力管道,应积极搬迁。对因条件所限不能进行拆除和迁移的(如:建筑物、构筑物、地下管线、桥梁、隧道、轨道交通设施等),应采取保护措施,并按照监测方案布设监测点,做好位移沉降监测工作。
(4)对于附近的建、构筑物应做好调查取证工作。重点调查建、构筑物的设计、施工情况,目前结构状况等。必要时由建设单位请具有资质的第三方对建、构筑物质量和安全状况进行评估,并提供评估报告。
(5)对于需要保护的建、构筑物及管线等,应采取加固、隔离及固定等措施积极保护,监测单位对支护结构变形、支撑轴力、地表沉降、基坑降水水位变化、建(构)筑物沉降、管线位移沉降做好监测工作,施工单位项目技术负责人与监理机构质量工程师应及时分析监测数据,根据实际情况实施措施,使风险降至最低。
施工中还有很多不确定因素需要技术人员梳理分析,只要控制好上述五大因素,根据“时空效应”理论,遵循开挖“十六字”方针,才能使深基坑的施工风险降至最低限度。