红黏土地区基础施工安全耦合作用研究

侯汝几 刘劲志

（贵州电子信息职业技术学院，贵州 凯里 655000）

一、引言

建筑业作为我国的支柱产业之一，为我国的经济快速发展做出了巨大的贡献。同时，由于建筑工程施工涉及人员众多、作业机械操作复杂、生产环境复杂多变、露天高空作业多、生产周期长等因素，导致建筑业发生的安全事故多而严重。为实现我国建筑业的可持续发展，降低事故发生率，提高安全管理水平，已有许多学者对我国建筑施工安全事故进行统计分析和研究，但大多是对事故类型、等级、发生地、发生时间段等进行划分，找出事故发生的主要原因、主要分布地区、主要时间段等，很少有对安全事故不同因素的耦合作用进行分析的[1-3]。

在已有学者的研究基础上，为进一步找出红黏土地区基础施工不同风险因素对工程安全的耦合作用的机理。笔者对基于SHEL 模型对红黏土地区基础工程项目施工安全风险进行分析，提出应对策略，以期为同类工程项目的施工安全风险控制和管理提供参考依据。

二、施工事故统计分析

根据2008-2019 年我国建筑施工事故统计及原因分析，建筑施工安全事故类型大致划分为高空坠落事故、物体打击事故、坍塌事故、起重伤害事故、机具伤害事故、触电事故、车辆伤害事故、中毒与窒息事故等。事故统计情况如表1 所示[1]。）

表1 事故统计情况表

根据表1 统计显示，高空坠落事故占比最大，坍塌事故占比虽小，但其事故等级中较大事故、重大事故甚至特大事故占比却很大，换而言之就是其发生的事故往往造成巨大的生命财产损失。已有研究表明坍塌事故的发生往往是由于人们对地基土的认识不足。文[3]通过研究各地区坍塌死亡人数与从业人数比例发现，浙江、江苏地区死亡人数排名虽然靠前，但其死亡人数占从业人数的比例仅为0.006%、0.004%，云南、贵州地区死亡人数占从业人数的比例竟高达0.6%、3.4%，这也反映出复杂的地质条件和安全监管力度对坍塌事故影响是极其明显的。

三、基于SHEL 模型施工风险因素的分析

（一）人为因素在工程事故中的影响

工程事故受多方面因素的影响，大多学者对安全事故成因归纳总结为四个方面，即人、物、环境和管理，在这四个因素中，人是最活跃最积极的因素，又是最不稳定最难控制的因素。

事故发生的直接原因在于人的不安全行为或物的不安全状态，而物的不安全状态往往也是由于人的认知或管理造成的，所以人的因素在事故中起了关键性作用。工程建设是一项复杂的系统工程，其施工周期长、多技术相互交叉、地质复杂多变等因素为施工安全带来风险，这些因素之间相互影响、交互耦合作用为事故发生增加了可能性。为厘清这些因素的联系，最主要还是找出人的因素与其他因素的作用关系。

（二）红黏土地区基础施工的复杂性

红黏土广泛分布于我国云南、贵州、广西等地区，具有明显的胀缩性、高塑性、高孔隙比等特性，在含水量较小时表现出较高的强度，随着含水量的增加，其抗剪强度逐渐下降，尤其是当其含水量超过其液限时，抗剪强度急剧下降。这种特性使得红黏土地区地基土在雨季施工甚至遇到暴雨时常常导致严重的工程事故，主要表现为：基坑坍塌、边坡失稳、地基沉降等安全问题。因此在红黏土地区基础施工与其他普通地质地区的施工安全风险相比，其风险因素大大地增加，必须做好风险识别、认清风险因素的耦合作用[4]。

（三）SHEL 模型分析

SHEL 模型是Elwyn Edwards 教授在1972 年提出的，该模型S、H、E、L分别代表软件、硬件、环境和人，它主要是分析人与人、人与软件、人与硬件、人与环境之间的耦合作用[4]。在工程施工中，人作为SHEL 模型的核心，包括施工现场的管理者、一线工人，以及设计人员等所有参与者；硬件则包括施工机械及工程实体等；软件是指工程法律法规、规章制度、操作规程及施工方案文件等；环境是指施工场地的地质条件、施工时期的气候条件等。无论是机械设备，还是地质条件、规章制度，都与人的操作或认知程度有着密切的联系，人对人、软件、硬件、环境的作用造成差错是事故发生的根本原因，所以对人与其他四个因素之间的耦合作用进行分析可以找出事故发生的本质。

在红黏土地区基础施工过程中，人与人、软件、硬件、环境之间的耦合作用分别是以下作用形式

1.人与人之间的沟通关系

它包括施工人员与施工管理人员、施工管理人员与勘查设计人员、施工管理人员与业主、施工管理人员与监理的沟通。在施工中，一线劳动施工人员的占比相当大，而一线劳动人员往往对红黏土这种特殊地质情况认知不足，这就需要施工管理人员甚至勘查设计人员与之加强沟通，才能发现施工过程中存在的问题，将不安全因素消除在事故发生前。比如各部门、各层级之间信息传递不及时，各部门之间沟通不畅，职责不清晰。

2.人与软件之间的作用

针对红黏土地区这种特殊地质的基础施工安全需要制定专项施工方案和标准操作程序，往往出现问题就是制定方案和规程时缺乏全面准确的认识甚至没有编制专项施工方案，或执行过程中出现偏差。比如制定专项施工方案时对红黏土的特殊性考虑不足或者执行过程中没有严格按施工方案来施工，对施工人员岗前培训不到位等。

3.人与硬件之间的作用

在红黏土地区基础施工中，涉及的机械设备较多，比如挖掘机、辗压机、打桩机、起重机、混凝土泵车等，另外钢筋、水泥等材料也属于硬件。施工人员对机械的选型不合适、操作不当、未定期维修保养，材料选用不合格、堆放混乱都是造成事故的原因。比如辗压机选型过小造成压实度不足，挖掘机开挖操作不规范造成基坑破坏，基坑附近堆放大量材料造成基坑塌陷或结构变形等。

综合上述分析，人的因素在工程事故防控中起到了关键作用，它无论与软件、硬件、环境还是人之间的耦合，都是以人为中心，所以只有处理好人与SHEL 模块之间的关系，才能降低事故发生的可能性。

四、红黏土地区基础施工安全事故的预防措施

通过SHEL 模型对红黏土地区基础施工安全事故的人为因素与其他因素的耦合作用分析，提出预防红黏土地区基础工程施工安全事故发生的建议措施。

（一）建立有效的沟通机制

施工现场管理人员肩负着施工现场的安全与统筹工作，要建立起与一线施工人员有效的沟通机制，时刻掌握施工的进展情况，发现施工中存在的问题，将不安全因素消除在事故发生前，保障工程的质量与安全。

（二）建立健全的规章制度和操作规程

针对施工现场不同人员的岗位性质，制定相应的管理制度，并进行岗位职责培训、考核，定期进行检查、抽查，来跟踪监督施工人员的工作质量。

（三）加强施工机械管理

对施工涉及的机械设备安装、存放位置进行合理规划，针对危险部位进行着色、标识，使施工人员操作时有所警示。机械设备的操作进行岗前培训，生产过程中加强巡视指导。

五、结论

施工事故中，坍塌事故相对于高空坠落事故占比虽小，但往往事故较严重。坍塌事故在地质情况特殊的地区发生的比例较高，诸如云南、贵州的红黏土地区。通过对红黏土地区基础工程施工安全进行SHEL 模型分析，可以看出这些事故的发生最主要的因素还是人为因素，或其与其他因素的耦合作用。