试析高层建筑基础施工危险源识别与安全管理_李中旺.pdf

2023 年 4 月试析高层建筑基础施工危险源识别与安全管理李中旺(山西五建集团有限公司，山西 太原 030013)摘要:本文以建筑基础施工安全作为切入点，简要叙述现代高层建筑工程基础施工阶段中的施工危险源常见种类，分析危险源形成原因、造成影响，以此来论证施工危险源防控的必要性。并围绕实际安全隐患，针对性提出高层建筑基础施工安全管理的有效措施，旨在帮助建筑企业严格把控施工过程，预防减少各类工程事故的出现，营造施工现场安全生产环境。关键词:高层建筑;危险源识别;安全管理文章编号:2095 4085(2023)04 0145 03高层建筑是现代城市的主体建筑，这类建筑对缓解城市住房矛盾、提高土地资源利用率有重要意义。相比于多层建筑，高层建筑对基础施工质量与作业安全提出更高要求，受到现场复杂水文地质条件、工艺技术等因素影响，更容易产生基坑塌陷、地基沉降等安全事故。为此，在施工期间，应加强对建筑基础施工危险源的识别与管控，保障高层建筑基础安全。1高层建筑基础施工阶段的施工危险源种类1 1支撑体系坍塌支撑体系塌陷事故的形成原因主要包括错误选用支护形式、基坑暴露时间过长、错误操作三项，导致支撑结构性能全面下滑，最终出现支撑塌陷、基坑坍塌等安全问题。第一，错误选用支护形式，常用支护形式包括自然放坡、重力式水泥土墙支护、内支撑、土钉墙支护等，不同形式的支护效果、适用条件存在明显差异，如果忽视现场环境而盲目选择支护形式，很难取得预期支护效果。例如，在工程现场分布高含水量淤泥质土层、粉细砂层等土层时，由于这类土层缺乏自稳能力，不适用于采取土钉墙支护形式。第二，基坑暴露时间过长，部分建筑企业出于造价成本、工艺操作难度等因素考量，在基坑开挖环节搭建临时性支护结构，受到有效支护时间限制，如果中途出现停工、返工等突发状况，导致未在约定时间回填基坑时，因支护结构性能随时间推移持续下滑，最终出现支撑体系坍塌事故。第三，错误操作，现场班组没有严格按照施工技术方案开展作业，因违规操作而形成安全隐患。例如，在基坑内支撑结构拆除步骤，既没有按规定采取安全换撑措施，也没有按照从下到上顺序拆除支撑构件，对结构完整性造成影响1。1 2施工设备故障在建筑基础施工期间，需要使用到包括水泵、挖机、塔吊在内的大量机具设备，机具设备运行工况直接影响施工进度、工程建设质量与作业安全。例如，使用塔吊将预制构件、小型工具与物资材料吊运至作业区域，如果出现塔吊起重臂断裂、吊索吊具断裂破损等问题，易出现高处坠落事故。在现场分布软土地基、采取强夯法进行加固治理时，如果夯锤起吊后出现脱钩装置失效等问题，轻则中断软基强夯作业，重则致使数十吨夯锤从高空脱落，易破坏下方施工成果和出现人员伤亡。而在工程现场布置若干轻型降水井点来控制地下水位时，如果井点内所安装水泵停机、瘫痪，会导致地下水位持续抬高，地下水侵蚀建筑基础结构与渗透地基，最终引发现场地基不均匀沉降、基础结构渗漏、坑壁渗水、坑底突涌水等多项问题出现，存在安全隐患。1 3临边防护缺陷基坑土方开挖会在现场形成安全薄弱部位，如果未采取相应处理措施，可能出现工程人员踏空、高处坠落、跌入基坑等安全事故。例如，在基坑施工期间，没有在坑壁边缘摆放安全警示标准与搭建固定围栏进行防护，现场人员距离基坑过近时因失稳而跌入坑内。在现场挖设集水坑、排水沟时，如果没有在外围搭建防护围栏，也有可能出现人员溺水问题。同时，部分高层建筑工程虽然在初期于现场搭建防护围栏等作为临边防护物，但在后续并未全面巡查临边防护情况，随着时间推移，受到施工扰动、机械碰撞等因素影响，部分临边防护设施出现破损、偏位、失效情况，形成安全隐患2。1 4人员触电人员触电是建筑基础施工期间常见的施工危险源，形成原因包括丝接电线、违规使用大功率电器、设备线路老化。第一，私接电线问题，为降低作业难度，班组成员未经批准在现场私自接设电线，以及使用质量有待确定的自备电线，因电线接线错误、接头541松动、线路质量不达标而出现短路等电气故障，严重时导致人员触电。第二，违规使用大功率电器问题，工程人员违规在现场临时生活区等地使用大功率电器，超出现场供配电系统的供电负荷等级，轻则出现跳闸断电问题，重则造成人员触电和引发电气火灾事故。第三，设备线路老化问题，在机具设备通电运行前，虽然对设备开展调试运行试验，却没有检查配套电线的老化程度、绝缘层完好性与电线型号，因线路绝缘失效、通过电流过大而出现漏电现象。1 5地下管线破损高层建筑多位于城市区域，城区地下密集分布市政给排水管道、通信光缆、电网输电线、燃气管道等地下设施。在建筑基础施工期间，如果没有提前排查管线位置、将地下管线进行迁移或躲避处理，而是直接开展基坑开挖作业，容易出现挖断管线问题，或是在软基处理环节错误选取处理形式导致地下管线沉降、破损。例如，在挖断地下燃气管道时，有可能出现火灾、爆炸、煤气中毒等安全事故。而在挖断电网输电线时，有可能出现人员触电问题，并因周边大面积停电而造成高昂经济损失。1 6地基沉降地基沉降问题的形成原因主要包括天然地基承载力不达标、地基受到外部扰动、地基含水量过高。例如，在工程现场分布饱和性粉土等软基时，这类地基有着高压缩性特征，在承受过大上部荷载时出现压缩现象，产生一定沉降量。而在地下水位超标、地基土层吸入过多水分后，会出现土体遇水膨胀现象，随后在上部荷载作用下出现变形、沉降现象。2工程建筑基础施工安全管理的有效措施2 1编制安全风险清单考虑到不同高层建筑的施工要求、现场环境条件存在明显差异，所形成施工危险源种类有所不同。因此，管理人员不得过度依赖以往项目管理经验，务必遵循因地制宜、实际出发原则，根据工程实际情况来识别可能存在的施工危险源，对各类危险源的形成原因、可能出现部位、后续造成影响、出现率进行全面评价，在评价结果基础上编制安全风险清单，以风险清单作为安全管理计划、安全风险防控方案的编制依据。同时，为减少人为主观在施工危险源识别、评价环节造成的影响，还需要应用到德尔菲法作为识别方法，提前组建专家小组，由小组成员提出对各类施工危险源的看法，收集整理多轮次意见，从而得出最终结论，避免出现风险识别看法单一、风险清单内容未涵盖全部施工危险源的问题。2 2施工行为控制在高层建筑基础施工期间，多数安全事故的根本形成原因都在于错误操作行为，盲目开展施工作业或是违背安全规章制度，从而形成安全隐患。对此，建筑企业必须加强对工程人员施工行为的控制力度，具体采取安全技术交底、落实安全责任两项措施。首先，安全技术交底是由安全员向全体工程人员详细讲述施工注意事项、相关安全规定、安全规章制度内容，帮助工程人员认识到以往施工行为中存在的问题，如在基坑开挖前应检查现场是否存在软基、岩溶等不良地质问题，在雷暴雨与强风等恶劣天气下禁止开展室外作业。其次，落实安全责任是建立完善的责任制度，引入精细化理念，将施工安全目标层层分解，逐级分配给工程总负责人、安全员、分项工程负责人与班组成员，帮助工程人员正确认识到履行安全责任是自身工作的一部分。同时，还应建立配套奖惩制度，对积极履行安全责任的人员予以奖励，对违背安全规章的人员进行惩处。以施工班组为例，在基础施工结束后，运用绩效指标进行安全考评，对于施工期间未出现安全事故以及发现上报安全隐患的施工班组，予以物质、精神层面的奖励。2 3加强安全教育力度当前我国建筑业正处于高速发展时期，高层建筑工程数量持续增多，从业人员总量逐年稳步增加。与此同时，形成较大人才缺口，部分工程人员在岗前没有系统性学习安全知识，存在安全生产观念淡薄、安全技能掌握不扎实的问题。因此，建筑企业应重点加强安全教育力度，在岗前帮助工程人员掌握更多的理论知识与安全技能，具体分为理论教育、实操培训两方面。首先，在理论教育方面，组织安全专业培训活动，以施工危险源种类、形成原因、防治处理措施、安全隐患检查方法等作为培训内容，也可组织安全知识竞赛，使工程人员潜移默化中树立安全生产观念。其次，在实操培训方面，考虑到部分工程人员缺乏上手实操经验，可以运用 BIM 与 V 技术，在 BIM 软件中搭建现场实景模型与开展多项安全逃生模拟试验，借助 V 设备将工程人员带入虚拟真实场景中，上手开展实操作业、培养安全逃生能力3。2 4建立长效设备维护保养机制机具设备运行质量是基础施工安全的重要影响因641素，设备故障也是高处坠落等多项工程事故的出现诱因。因此，为保证建筑基础施工作业得以顺利开展，建筑企业应建立设备维护保养机制，根据使用年限、型号种类、历史运行情况，将机具设备划分为若干层次，明确规定各层次机具设备的日常保养内容及频率、中大修维护周期、常见故障正确维修方法。随后，将设备维护保养责任层层分解、落实到个人，由专人定期巡查指定范围内各台机具设备的运行工况是否正常，发现异常问题时，将问题放置到下次检修期间处理，必要时暂停现场施工、开展应急抢修作业。最后，还应增强机具设备的环境适应能力，采取多项保护措施来维持设备工况，如在潜水泵机中加装防溅漏电保护装置。2 5现场环境同步监测考虑到高层建筑现场施工环境较为复杂，有可能出现地下水位超标、地基不均匀沉降、基坑围护结构失效等安全问题，严重时出现人员伤亡和导致上部建筑物结构变形坍塌。因此，为严格控制施工作业风险系数，建筑企业必须在基础施工期间同步开展现场环境监测作业，以地下水监测、地基沉降监测、基坑围护监测为主要项目。第一，地下水监测，在基础作业区域周边布置若干轻型井点，持续监测地下水位、孔隙压力、渗透性等指标，如果指标参数超过额定值，则启动潜水泵机，持续将地下水抽采至集水坑内。第二，地基沉降监测，在地基周边布设多个监测点，以周边建筑物高程等作为参照物，持续观测现场地基高程变化情况，分析沉降机理，如果沉降值临近警戒值，则迅速采取相应解决措施，必要情况下组织现场人员退场，避免出现人员伤亡4。第三，基坑围护监测，在基坑边坡周边每隔 20m 设置一处监测点，以基坑围护结构沉降量、位移量为监测内容，当监测值超过警戒值时，对围护结构进行二次加固。2 6现场安全巡查考虑到高层建筑基础施工有着工期时间长、变量因素多、现场环境复杂的特征，在施工期间会不断形成全新的变量因素与安全隐患，先期制定的安全管理计划实施效果有限，部分安全隐患发现、处理不及时。对此，需要建立长效化的现场安全巡查模式，由安全员定期前往现场，重点检查临边防护设施完好性、临时生活区是否存在私接电线等安全违章行为、现场人员是否按规定正确穿戴安全帽与安全带等防护设备、现场材料堆放层数、机具设备停放位置，根据巡查结果来登记安全隐患，督促施工班组限期整改。同时，为体现安全巡查工作的针对性与时效性，应采取多元化巡查方式，以定期检查为主，节假日安全检查、季节性安全检查、专项安全检查、突击安全检查为辅5。例如，在夏季开展现场作业时，由于夏季气温较高，易出现人员中暑问题，应着重检查现场人员的身体状况，采取搭建遮阳挡棚等防暑措施，并强制要求中暑人员休息。2 7编制专项施工危险源防控方案在高层建筑基础施工阶段，各类施工危险源的形成原因、危害程度存在明显差异，唯有编制面对各项危险源的专项防控方案，才能取得理想管理效果，最大限度预防安全事故的出现。例如，对于地下管线破损危险源，提前做好现场勘察工作，在图纸上标注各处地下管线的位置、标高、种类、型号，尽可能将管线临时迁移至安全位置，或是调整基础作业区域和工艺做法，以及严格控制施工扰动程度。对于设备故障危险源，加大设备维护保养力度，在使用前重复开展调试运行试验，确定设备工况稳定、无潜在故障后，再将设备投入使用。而对于地基沉降危险源，则采取持续监测地下水位与围护结构位移变形量、提前处理软土地基、必要时对围护结构进行加固处理、控制地下水位的防控措施6。3结语综上所述，为预防工程安全事故出现，贯彻落实安全生产目标。建筑企业必须提高现场安全管理力度，以施工危险源识别作为着手点，结合工程情况与同类项目案例来掌握高层建筑基础施工阶段主要存在的施工危险源，针对性落实各项管理措施，为施工作业安全提供有力保障。参考文献:1 肖伟强，曾志伟 高层建筑基础施工危险源识别与安全管理 J 建筑安全，2018，33(12):47 50 2 叶建裕 市政工程基坑施工过程中的危险源与预防应对对策研究 J 科技创新与应用，2021，11(20):128 130 3 文强高层建筑基础施工危险源识别与安全管理 J 居舍，2021，(4):153 154，156 4 管娜娜 强化建筑工程基础施工安全管理 J 房地产世界，2021，(11):95 97 5 赵晨玲 建筑施工机械设备安全管理基础与管理机制 J 现代物业(中旬刊)，2019，(6):105 6 田红玲施工安全管理策略在建筑工程中的应用 J 房地产世界，2022，(10):112 114741