作为危险性较大的分部分项工程,深基坑是建筑工程安全监管的重点。目前深基坑工程施工过程中,在勘察设计、监测施工等方面,面临基坑安全等级具体执行不当、基坑勘察设计监测存在缺陷、安全专项方案影响因素遗漏、从业人员专业素质有待提高的现状。本文就此现状问题进行阐述并提出相应的解决对策,旨在提高施工安全标准,为实现深基坑工程安全生产提供根本保障。
随着我国城市化、城镇化进程的逐步加快和快速发展,高层建(构)筑物逐年增多,地下空间资源利用越来越受到重视,各类建(构)筑物地下部分所占空间越来越大,埋置深度越来越深。深度5m以上,甚至20m、30m的基坑已属常见,同时也带来了更多的深基坑安全问题。由于设计方法、施工技术、地质条件和周边环境的限制,均会对深基坑造成不利影响,安全事故时有发生,甚至造成重大伤亡事故。现就建筑深基坑工程施工过程中发现存在的安全问题及解决对策做如下阐述。
1.基坑安全等级具体执行不当
建筑深基坑为进行建(构)筑物地下部分施工及地下设施、设备埋设,由地面向下开挖,深度大于或等于5m的空间。《建筑基坑支护技术规程》考虑支护结构的破坏结果,明确基坑安全等级分为三级,《建筑深基坑工程施工安全技术规范》根据《建筑地基基础设计规范》规定的地基基础设计等级,结合基坑本体安全、工程桩基与地基施工安全、基坑侧壁土层与荷载条件、环境安全等因素,明确深基坑安全等级分为二级。众多设计、勘察、监测单位执行《建筑基坑支护技术规程》的基坑三级划分原则进行相应工作,而施工单位的专项施工方案及监管部门的安全监管的具体行为则执行设计文件。
建筑深基坑工程安全等级的划分涉及基坑变形控制指标要求、基坑监测方案评审要求、基坑工程安全风险分析与评估要求等,如果未充分考虑基坑施工安全的特点、重要性、安全技术要求等,仅按设计文件执行施工专项方案与相应安全监管,将会导致深基坑工程施工安全等级的降低。《建筑深基坑工程施工安全技术规范》是建筑深基坑工程的施工、使用与维护中保障基坑工程安全的行业标准。从安全风险控制的角度,包含建筑深基坑工程施工安全技术与管理,全面覆盖深基坑工程施工全过程。
在具体应用过程中,尤其在深基坑支护结构设计中,未能作为《建筑基坑支护技术规程》的有力辅助,未能对其基坑等级划分提供参考,将会使支护结构等级低于施工安全等级,对于施工技术条件复杂的深基坑将带来一定的安全隐患。对策:在具体执行过程中,为使深基坑的设计和施工更安全,勘察设计、监测监理、施工监管应综合考虑《建筑基坑支护技术规程》与《建筑深基坑工程施工安全技术规范》。在各自执行过程中,至少做到:勘察、设计、监测单位以《建筑基坑支护技术规程》为主;监理、施工、监管单位以《建筑深基坑工程施工安全技术规范》为主,以保证基坑处于正常使用极限状态之内。
2.基坑勘察设计监测存在缺陷
深基坑工程勘察方面存在针对性不强,许多工程甚至没有进行各项勘察而直接套用附近建筑物以往勘察资料,对周边环境未经专业探查;土质参数指标试验值太少,无法真实反映土层情况;提出的剪切指标c、φ值不匹配[2];忽视水文地质勘察;勘察点布置太少,对局部软弱土勘察不明等问题。深基坑工程设计方面存在设计中对基坑周边的建(构)筑物及管线分布情况调查不够;支护结构以稳定性和强度为主,忽略变形控制;设计图纸关键图、关键工序及部位缺失,计算参数不详细;土钉墙面层厚度和强度不够;支护、锚固结构设计失误,如锚杆、土钉长度达不到设计要求,护坡桩桩身强度不足等问题。深基坑工程跟踪监测方面存在一些深基坑工程由无资质的第三方监测机构监测,无监测方案。
人为削减监测内容,基础数据不全面;监测系统失灵,监测点布设不合理,数据不足,监测点容易毁损;数据监测不连续,监测次数和数值不准确;报警不及时;基坑监测巡查不到位,记录造假等问题。对策:深基坑工程的勘察必须依据《岩土工程勘察规范》执行;土工试验按照国家和地方标准执行;对场地地层土层分布和含水层进行划分,明确渗透系数和影响半径[2];对周边环境进行调查,收集周边已有勘察资料和施工经验,重点调查周边建(构)筑物的结构基础类型和埋深,地下管线分布和埋深,地下障碍物形状等情况,以便做出正确的评价和建议[2]。
深基坑工程的设计必须依据标准规范执行;设计的施工图及施工组织设计、方案必须通过专家评审和论证;对施工安全等级为一级的基坑工程,施工图应载明基坑变形控制设计指标,明确基坑变形、周围保护建筑、相关管线变形报警值;建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系;强调变形控制的重要性;突出周边环境对基坑设计的影响。深基坑工程需完善监测手段,明确责任和义务;对施工安全等级为一级的基坑工程,应进行基坑安全监测方案的专家评审[1];加强对建设单位的监督管理,督促建设单位聘用资质和能力匹配的监测单位负责监测工作,利于监测行业的有序健康发展。
3.安全专项方案影响因素遗漏
深基坑工程除勘察和设计缺陷造成的支护结构坍塌外,很多坍塌事故是由于方案无针对性和施工过程的围护不当造成的。如深基坑工程安全专项施工方案无针对性,不能指导施工;无应急救援预案,不进行演练;开挖与支护未相互协调,基坑土方超挖引起围护结构损坏;基坑坡顶荷载超出设计限值、运输车辆等重型机械离基坑太近;大型起重机械选址不当、基础选型处理不当;没有及时砌筑排水沟和集水井使基坑内大量积水[3]。
基坑四周未进行硬化或混凝土太薄,强度不达标;成孔注浆质量差,锚杆承载不够;雨季施工无防洪、防暴雨排水、挡水措施;冬季施工无防冰雹、大雪防冻、防滑措施;基坑防护栏杆无定型化、标准化,强度不够,距离不够,未设紧急逃生通道;基坑临边、临空位置及周边危险部位,未设置明显的安全警示标识;基坑在支护结构达到设计强度前,在滑裂面范围内堆放钢筋木方、塔吊标准节等材料设备,建造临时设施、住房等。
以上因素对基坑的支护结构强度、整体稳定性、生产保障造成了安全隐患。对策:深基坑工程应根据施工、使用与维护过程的危险源分析结果编制基坑工程施工安全专项方案,设计和施工发生变更或调整时,施工安全专项方案应进行相应的调整和补充;建立基坑安全巡查制度,应有专业技术人员参与基坑工程安全巡查工作和信息分析,并及时反馈[1];施工人员严格按基坑施工方案、规范及标准,遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则[3],减少开挖中土体的扰动范围,缩短已开挖部分的无支护暴露时间,合理利用土体自身在开挖过程中控制位移的能力,科学、安全、合理地进行深基坑施工。
4.从业人员专业素质有待提高
深基坑工程的施工过程中,人的因素占有重要地位。勘察、设计、监测、监理、施工和监管各个环节都需要大量的专业技术人员,较高的专业水准和实践经验是完成好工程的关键。然而,实际施工过程中存在如基坑勘察套用数据、监测敷衍了事,主要是认识和重视不够,认为基坑工程是临时工程,不愿付出更多人力、物力和财力,造成勘察失准与监测失误;设计单位互相竞争,为中标降低设计标准,压缩设计费用,没有进行实地考证而闭门造车,造成设计脱离实际,埋下安全隐患;监理人员对深基坑重点部位、环节和危险源认识不清、理解不透,未能进行安全旁站监理;施工人员不遵守标准规范,不按既定方案施工,责任心不强,安全意识淡薄,脱离设计文件要求等问题比较突出。
以上这些问题如果单独存在,就会使深基坑工程的安全施工没有立足之本;如果同时存在,产生的负面效应叠加,将会使恶化结果在连锁效应中扩大,势必增加深基坑工程的安全隐患,为深基坑工程的顺利实施造成障碍。对策:注重专业技术人员和施工人员的培训,不断提高专业人员的技术水平和整体素质;完善专家评审制度,建立深基坑专家库,发挥专家作用,聘请专家参与深基坑工程的安全检查;建立准入制度和不良记录制度,勘察、设计、监测、监理和施工等单位如在施工过程中发生事故,将被纳入不良记录,严重的将清除出建筑市场,同时专业注册人员将被纳入不良记录名单,影响其从业资格,使其规范自身行为。
5.结论
深基坑工程是基础工程施工的难点和重点,施工成败往往关系着工程的全局,直接关系着高层建筑的安全性、稳定性和长久性。施工技术要求高,施工难度大,安全控制更要精细化,这就需要我们:(1)准确执行基坑安全等级;(2)认真开展勘察设计监测;(3)充分考虑安全影响因素;(4)提高从业人员专业素质。从而提高技术,完善施工,提高安全标准,为实现深基坑工程安全生产提供根本保障。