内河航道深基坑风险源分析与安全监测研究.pdf

111Ac a d e m ic F o r u m/学术论坛由于勘察设计的局限性，施工过程中存在安全意识不到位的情况，施工质量、地质、环境条件、设计方案等都是基坑工程的风险源。基坑风险源分析是系统的识别评估潜在的风险危害，为基坑监测及施工提供保障。项目以不同条件下的基坑风险源为研究对象，首先分析风险源分类及风险区域，然后以本项目依托工程为例研究基坑风险源分布特征及风险控制关键要素，为后续研究奠定基础。1 基坑风险源概述1.1 定义不同研究人员从不同的角度对风险进行研究，风险源的定义也大不相同。一部分学者认为，不同因素会影响事物的发展，风险就是事件最终结果的各种可能性。另一部分学者认为，一件事情的预期结果和实际结果是有差异的，这种差异就是风险。还有部分学者认为，导致事故发生的因素就是风险，并且分为主观学说和客观学说。主观学说认为不同的人经验学识不同，对事件的发展影响不同，结果更依赖个人。客观学说则认为事件的发展结果与人无关，其不确定性可以用科学理论计算出来。1.2 特点客观性。风险是独立存在的，不因人的主观认知而改变。不确定性。风险发生的时间、地点以及造成的后果都是不确定的。复杂多变性。引起风险的因素有很多，并会不断发生变化，且风险本身也处于不断变化的状态，所以风险很难控制和预测。规律性。类似的事件所存在的风险也可能相同，对于最终的发展结果可以用一些方法预测，有利于风险管控。1.3 基坑风险分析与预警研究我国桥梁、航道工程建设的快速发展，对基础处理技术水平提出了更高的要求，特别是近年来桥梁工程数量不断增加。基坑施工的合理性直接关系到结构的安全。由于开挖周期长、施工难度大等客观因素，基坑工程已成为一项高风险的任务。采用风险识别方法对保证基坑工程的顺利施工具有重要意义。通过分析文献和典型案例，有效挖掘施工安全风险因素。可使用 4M1E 分析方法建立安全风险评估指标体系，并设计基于BP神经网络的安全风险评估模型。通过风险因素的相关性分析，利用正态 Copula 函数创建危险区域的风险评估概率方法，融合相关项目的风险评估数据，对高层建筑施工风险进行评级，并利用随机场模型实现风险概率计算。深基坑监测数据的处理方法，开发了一种预警系统，将采集到的数据使用数据库管理，并建立预测模型，使用不同指标分析深基坑工程的极限状态并预报险情。根据灰色系统理论，针对基坑变形建立了预测模型，通过采集现场观测位移值预测后续施工的变形值。2 风险源辨识与分析2.1 风险源辨识根据地形和地质水文情况，采用系统安全的方法对围堰、水中墩承台进行施工，分析风险源可能引起的事故，找到原因、可能处于危险的人员等，锁定危险物和有危险行为的人。（1）致险因子分析。有五个风险因素：环、人、料、机和法。环是指人员和机械设备的工作环境；人是指操作人员的行为、安全意识、技能水平等；料是指材料本身的性能是否符合安全要求；机是指机器、摘要：施工质量、地质、环境条件、设计方案等都是基坑工程的风险源。基坑风险源分析是系统的识别评估潜在的风险危害，为基坑监测及施工提供保障。文章依托申张线青阳港段航道整治工程对航道区域深基坑支护方案及类型进行了阐述，并对深基坑病害类型及诱因进行了分析，为后续监测系统研究及监测方案实施奠定基础。关键词：基坑工程；风险源；基坑监测计敏明，刘廷杰，邓合一内河航道深基坑风险源分析与安全监测研究（昆山市港航事业发展中心，江苏 昆山 215300）112学 术论坛/A cadem i c Forum设备等是否发生故障；法是指操作方法、方法和技术措施是否符合安全要求。（2）人员分析。操作员、在场的其他人员和附近人员都有潜在的风险；可能的伤害程度可分为轻伤、重伤和死亡。（3）人的不安全行为以及物的不安全状态分析。人的不安全行为：误操作导致安全装置损坏；使用危险设备；工具操作改用徒手操作；未按要求摆放物体；擅自进入危险区域；待在危险位置；在机器运转时进行危险操作比如加油、焊接等；工作时注意力不集中；未装备防护用具；装束不到位；错误处置易燃、易爆等危险品；未定期检查设备。施工中支架坍塌、高坠、重物砸落、触电等危险源可能造成人体伤害。物的不安全状态：吊装不符合要求；缺少关键防护、保险、信号等安全装置；作业环境差；设备、设施、个人防护用品存在缺陷。2.2 危险因素评估（1）风险估测的方法。辨识与分析风险后，对事故发生的可能性以及事故的严重程度进行估测，并对结果进行定性、定量。本项目采用 MPS 方法进行风险评估：M 表示事故发生的可能性；P 是人类暴露在危险环境中的频率；S 是指事故造成的损失后果。风险评分 D=MPS。（2）量化分值标准。将事故发生的可能性、事故的后果以及施工人员的暴露时间划分为不同的级别。事故发生的可能性 M 等级划分及赋值，事故发生的可能性可分为：完全可预测；可能的；不经常发生；可能性很小；很不可能；极不可能，对应赋值分别为10、6、3、1、0.5、0.1。人员暴露时间 P 等级划分及赋值：人员暴露时间分为连续暴露；每天工作时间内暴露；每周一次或偶然暴露；每年几次暴露；极少暴露，对应赋值分别为10、6、3、2、1、0.5。事故后果严重程度 S 等级划分及赋值：事故后果严重程度分为 2 000 万元以上经济损失，3 人及以上死亡；1 0002 000 万元经济损失，23 人及以上死亡；3001 000 万元经济损失，1 人死亡或 3 人以上重伤；150300 万元经济损失，重伤或 4 人以上轻伤；70150 万元经济损失，13 人轻伤；170 万元经济损失，微伤；对应赋值分别为 100、40、15、7、3、1。作业的危险程度根据公式 D=MPS 可以算出，并判断危险程度。评估分级如表 1。表 1 MPS 法评估分级标准D 值危险程度D 值危险程度320五级危险，立即停止作业70160三级危险，需要整改3 内河航道深基坑监测内容3.1 工程概况本项目设计有一座中华园路桥，这座桥的全长为198 m，主桥上部结构为 54 m+90 m+54 m 三跨变截面预应力混凝土连续箱梁，下部结构为矩形实心桥墩，钻孔灌注桩基础。采用双向六车道规模，设计标准为城市主干道和一级公路，主要技术参数为：设计速度为 50 km/h，通航净空满足 607 m 要求，桥宽35.5 m，详见图 1。图 1 项目平面示意图3.2 监测内容和项目根据施工图设计和基坑设计图纸，结合本工程特点，确定本基坑开挖施工过程中的监测对象为：围堰和支护（围挡）筑物。确定监测内容和项目如下：（1）钢板桩施工过程中，对其变形进行监测。（2）基坑开挖（抽水）过程中，对围堰的变形情况进行监测。在钢板桩四个角桩上和四条边上分别布设监控测量点，开挖（抽水）前记录测量一次监测点的标高和坐标作为原始数据，每个阶段根据工作时间的长短，进行实时监测，最长间隔时间不超过 4 h。（3）承台及墩柱施工过程中的监测。钢板桩变形监测。测量出钢板桩各角点坐标和中点坐标，以此坐标作为监测基准点。间隔 12 h 测量一次，与基准数据进行对照，计算出各控制点的变形以指导施工。围堰内支撑体系变形监测。围堰内支撑体系完成后，选取受力较大的点和有代表性的点，测出原始坐标值。各种工况施工时复测各点坐标值与基准数据进行对照，计算出各控制点的变形，以指导施工，当变形过大时采取加固措施。3.3 监测点布置及监测频率监测点安装示意图如图 2 所示。为了保证边坡安全稳定，以防万一，施工过程中要对钢板桩进行监测，实时掌握钢板桩的高程和变形数据。在钢板桩桩顶布置监控点，每隔 2 片钢板桩布置 1 个监测点。待钢板桩合龙后，每天上午、下午观测一次。在内部支撑施工结束后，改成每天观测一次，钢板桩内部支撑拆除完毕后，可停止观测。第二层围堰安装完成之后，纵桥向围堰分别设置（下转第 115 页）115Ac a d e m ic F o r u m/学术论坛业能力强的技术人员，通过详细分析基础工程沉降缝的类型，在保证施工在图纸和方案规范性的基础上，以提升基础工程的整体质量为主要目标，优化施工方案。要加大对沉降缝的防治力度，尤其是容易频繁出现基础沉降缝的区域，更应该加大对沉降缝施工处理的力度，提前预防沉降缝的出现。3.4 加大施工质量检测与管理力度为了提升质量控制的效果，施工人员应当加大在施工过程中的质量检测力度，以便及时发现基础工程中存在的不均匀沉降问题。不仅要在施工过程中分阶段执行质量检测工作，施工收尾后也要开展验收工作，用于确定各阶段中的施工质量，并为后续的施工过程的调整提供依据。采用专业的施工质量检测团队监督基础工程沉降缝的施工过程，提升施工团队的专业素养，加大管理的力度，以更加全面化、规范化、统一化的方式做好质量管理工作，确保施工质量能够满足施工的要求。检测团队还要对施工人员予以积极的指导，确保施工人员能够从精神意识上树立起质量控制观念，做好自身工作，了解工程的实际情况，以高标准要求自己。4 结束语基础工程是整体建筑的重要组成部位，然而建筑基础工程常常会受到外部环境因素和人为因素的综合影响，进而出现问题，沉降缝就是其中常见的风险问题。沉降缝一般是基础工程中的某部分出现不均匀沉降导致，危害较大，会影响建筑工程的整体质量，甚至带来一系列安全隐患。在处理施工缝的过程中，要严格地遵照规范标准，执行基层处理、高压注浆、预埋空腔、二次注浆、密封、防水封面处理等环节。基础工程沉降缝施工的质量控制方法主要重视前期验槽和技术交底工作，严格执行工程勘察方案。科学合理地选择施工技术，以规范标准的方式落实施工工艺。合理组织施工，加大防护力度，通过采取人工干预的方式，提前预防沉降缝的出现。同时应加大施工质量检测与管理力度，形成专业化、规范化、统一化的管理。作者简介：王玥（1986-），女，籍贯：甘肃永登，学历：本科，职称：工程师，研究方向：房建项目施工管理。参考文献：1 张晶.建筑地基沉降缝的施工技术与质量控制J.经济技术协作信息,2018(22):66.2 侯江波.建筑地基工程沉降缝的施工技术研究J.工程建设与设计,2022(19):238-240.3 章庆林.建筑地基工程沉降缝的施工技术与质量控制分析 J.工程技术研究,2018(3):147-148.1 个监测点，横桥向围堰分别设置 3 个等间距监测点，每天观测一次，直至围堰支撑拆除后，方可停止观测。图 2 监测点安装示意图3.4 基准点的布设基准点（后视点）布设在监测范围之外，监测区域外共各布设 4 个基准点，基准点的布设在航道护岸壁上，见图 3。图 3 基准点安装4 结论本文依托申张线青阳港段航道整治工程对航道区域深基坑支护方案及类型进行了阐述，对深基坑病害类型及诱因进行了分析，并采用了 MPS 法进行风险估测，为后续监测系统研究及监测方案实施奠定基础。作者简介：计敏明（1988-），男，籍贯：江苏昆山，学历：本科，职称：中级工程师，研究方向：公路水运项目管理。参考文献：1 王飞球,黄健陵,符竞,等.基于 BP 神经网络的跨既有线高速铁路桥梁施工安全风险评估 J.铁道科学与工程学报,2019,16(05):1129-1136.2 华莹,何军,赵金城,等.基于风险的超高层施工钢平台疏散模型及应用 J.上海交通大学学报,2021,55(11):1380-1391.3 张建文.基坑工程远程安全监测系统的研究与应用 J.中华民居(下旬刊),2012(11):335-336.4 李宏义.基坑变形灰色预测预警系统 J.勘察科学技术,2000(06):40-44,55.（上接第 112 页）