何柘沐，李延罡

(沈阳化工大学，沈阳 110000)

1 概 述

深基坑工程涉及多个学科，其安全管理中风险评价是一个复杂的系统工况[1]。随着城市化建设进程的加快，基坑开挖深度不断增大，深基坑工程自身的稳定性及对周边环境的影响更加复杂。目前，深基坑工程涉及到勘察、设计、施工等多个单位。影响深基坑工程安全的因素众多，包括勘察准确性、设计合理性、施工质量、基坑维护、监测预警等。城市内部各种管线分布范围广，早期修建的管线缺少准确的资料，在深基坑开挖阶段极易扰动这部分管线，造成重大危险[2-5]。因此，选取合适的方法对深基坑安全进行评价是十分必要的。

2 深基坑工程特点分析

深基坑开挖阶段，对原状土体造成扰动。在施工扰动及应力重分布影响下，周边土体可能发生较大的位移，造成周边环境出现沉降、拉裂等后果。目前，深基坑工程常用的支护结构包括水泥土挡墙、排桩、放坡支护等，支护方法需要结合地质、基坑重要性等级综合确定。

深基坑工程施工过程中，基坑出现重大安全事故的风险较大。因此，在施工阶段做好施工组织设计，明确地下水控制、变形观测、预报预警方案是十分重要的。在施工过程中，需要严格按照设计方案、施工方案进行，出现异常及时处理。

深基坑工程出现安全事故包括两个方面：一是支护结构本身的破坏，主要由于支护结构强度不够，在降水、坡顶堆载等影响下，导致基坑自身破坏。二是基坑周边土体发生较大规模的变形，导致周边管线沉降、建筑拉裂等，两种破坏均将造成极为严重的损失。

基坑工程属于临时性工程，施工工期短，大多数建设单位不愿意投入较多的资金进行支护，在基坑设计、施工阶段，要求设计、施工单位降低安全标准，从而导致基坑在施工阶段出现较为严重的安全风险问题。

3 深基坑工程安全风险评价方法

深基坑工程安全风险评价涉及到多个方面，选取合理的评价方法可以提高工作效率。根据深基坑工程的特点，选取目前较为常用的系统性评价方法进行比选。各种方法见表1[6-9]。

表1 评价方法比选

深基坑工程安全风险受岩土工程参数影响较大，由于岩土体多为不均匀的材料，其参数具有一定的经验特性，采用完全定量的方法进行评价基本上是不可行的；深基坑工程的安全风险受到人员影响较大。因此，结合基坑工程特性，采用MES法对基坑工程安全进行评价、分析。

4 深基坑工程安全管理评价体系

4.1 事故原因分析

深基坑工程安全风险涉及到多个方面。根据已经发生的基坑安全事故，其主要诱因可从人、环境、物、管理等4个方面进行分析。

人为因素一般是造成基坑发生安全事故的主要因素。由于工程建设施工环境因素影响，工程现场作业人员年龄普遍较大，作业人员本身专业水平较为低下，缺乏基本的安全知识，操作不熟练、不规范，容易在施工过程中造成安全事故。

外界环境因素主要是基坑周边的管线、既有建筑物等。由于城市管线复杂，导致深基坑施工过程中安全风险较大。同时，深基坑开挖导致土体出现较大规模的变形，对周围变形较敏感的区域，基坑变形控制要求更加严格。

物主要包括施工用具、防护设施等。由于竞争激烈，工程实施利润较低，导致一些施工的机械老化严重，缺乏必要的安全防护设施，对施工作业人员的安全造成威胁。

管理因素主要是由于没有及时规避实施过程中的相关风险，导致基坑工程发生安全事故。

4.2 基于MES安全管理评价体系建立

利用MES法计算基坑安全等级R时，可采用下式：

R=MES

(1)

式中：R为安全等级；M为事故控制措施；E为暴露在危险环境的频率；S为事故造成后果。

各项参数取值见表2。

表2 参数取值

深基坑安全风险等级详见表3。

表3 安全风险等级

目前，建设工程的主要事故类型包括高处坠落、坍塌、物体打击、机械伤害、触电等。因此，从以上几个事故类型进行基坑控制措施的评价。

评价内容见表4。

E值主要包括施工中的危险源问题。在基坑工程实施过程中的危险源主要包括：周边沉降大、周边堆载、管线破坏、建筑物拉裂沉降、地基承载力不足、基坑超挖、回填不满足要求等。

S值可根据表2中的成果进行取值。R值为基坑工程安全等级，按照表3取值。

表4 事故控制措施(M值)

5 工程实践应用

5.1 工程概况

某基坑工程开挖深度为6.0～7.0 m。基坑北侧、东侧、西侧距离场地红线较近，不具备放坡条件，采用大直径排桩进行支护。场地南侧为空地，距离红线较远，采用坡率法放坡支护。基坑实施后，施工单位严格按照设计方案进行支护，在强降雨后，基坑出现较大的变形。

5.2 安全风险评价

根据MES法分析评价，基坑工程在实施前编制了专项施工方案，且经过专家评审论证，方案较为可行，并在实施前进行了相关的安全技术交底，机械设备、防护措施均布置到位。根据设计要求，深基坑开挖过程中，基坑周边无堆载，基坑实施过程中第三方监测单位根据相关规范要求对基坑工程及周边建筑物(管线)等进行观测，该基坑工程M取值为85分。

根据危险源识别，该基坑工程的主要风险点为周边沉降、基坑突涌、支护结构失稳等。坍塌风险E值为6分、高处坠落风险E值为2分、机械伤害风险E值为2分、触电风险E值为2分、物体打击风险E值为1分。

S为事故可能造成的风险。塌风险S值为14分、高处坠落风险S值为8分、机械伤害风险S值为6分、触电风险S值为5分、物体打击风险S值为3分。

该工程MES评价取值见表5。

表5 MES评价

5.3 整改方案建议

根据表5的评价结果可知，该基坑工程的主要风险来源是基坑坍塌。其余4类常发事故在基坑施工期间安全等级较高，不易发生。

项目针对2级以上的风险进行分析，由于基坑土体质量较差，在降水、堆载等因素影响下，基坑稳定性变化较大。因此，在后期工作中：①项目自身开展现场基坑及周围地面开裂、渗水、地面堆载情况检查；要求第三方检测单位将基坑变形监测频率由3～5天一次改为1天一次。②准备好沙袋压坡脚、挖机切土卸荷等机械物资准备。③采用井点降水，监测水位稳定处于基坑底以下50 cm；坑顶做好截水措施，坡脚做好排水措施，必要时坡面做好防雨水冲刷；做好预警工作，制定预警方案，保证基坑的安全。

6 MES法风险评价项目应用的经验总结

基坑安全问题涉及到多个学科，是一个复杂的系统问题。为了快速评价基坑安全风险，从人、物、管理、环境等几个方面进行分析，经过对比，采用MES法对基坑安全风险进行评价。结合某工程实例，该工程在深基坑施工后，主要风险类型为基坑坍塌。运用本方法分析各部位安全风险时应注意几点：①选择施工部位常发的事故类型；②M值措施应根据不同施工部位来确定；③E值应根据结合现场实际情况下，可能发生危险的实际时间来定；④S分类可按照企业安全管理规定进行。

6.1 项目产生风险的原因分析

对R值最大和安全等级前两名分析事故产生的原因，可采用事件数法、专家法、列表法等。一般从人、机、料、法、环5个方向去思考原因。常见人的原因是不持证上岗或未受到教育、违反劳动纪律或操作规程等；机械原因是机械安全装置不齐备或失效、机械已过安全使用期限或未按期保养等；材料原因是材料性能(强度、刚度)不满足设计或施工技术方案要求；施工方法原因是施工方法选用不符合实际情况或选用参数错误；环境原因一般是恶劣天气或天气突变等。

6.2 后续项目规避风险的措施

在找到施工部位常发事故并分析出可能的事故原因、发生过程和事故损失后，可以针对事前—诱因、事中—事故发生时、事后—事故发生后3个阶段制定规避风险的措施。

项目中常采用的措施可分为4种：风险回避、损失控制、风险转移和风险保留。在事故发生的不同阶段，可以选用一种或者组合多种措施来规避风险。在工程中，优先选用事前减少诱因的措施。例如，消除产生隐患的原因(消除地面堆载)；次之选用事中加固或补救的措施。例如，切断事故发生的进程(沙袋压坡脚、挖掘机切土卸荷)；最差在事后选用风险自留和风险转移(投保和风险合同)的措施。