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基坑工程風險管理及安全控制措施

文檔作者：郭美賢文檔來源：廣州建設工程質量安全檢測中心有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年10月13日
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1 概述
隨著城市化城鎮(zhèn)化建設進程的不斷推進，人們對地
下空間的開發(fā)和利用日益增多, 基坑工程成為高層建
筑、軌道交通、地下空間開發(fā)利用的必須施工環(huán)節(jié)。隨著
基坑開挖規(guī)模和深度的增大以及地質環(huán)境的復雜多樣
性，基坑施工的復雜程度也不斷的提高，因此其自身的
工程風險也不斷增加，基坑工程事故也時有報道?；?
工程事故具有突發(fā)性，輕者延誤工期、增加投資造價，重
則出現(xiàn)生命損失，社會影響大。因此如何進行基坑工程
技術管理，盡可能地減小深基坑工程的事故發(fā)生率以及
災害損失，降低控制其風險，已經成為了一個迫切需要
重視和解決的課題[1]。
風險管理思想是在18 世紀產業(yè)革命時，起源于金
融保險行業(yè)，由被稱為“現(xiàn)代經營管理之父”的法國著名
管理學家法約爾提出。1965 年，風險技術被引入應用到
巖土工程領域，由于巖土工程自身的不確定性與風險技
術的適用性，風險分析也越來越受到重視，被廣泛的應
用于地下工程領域[1]。
本文針對高風險的基坑工程，創(chuàng)新性地綜合應用各
種風險分析方法，克服了某一單一評估方法的局限性，
采用風險管理方法對某基坑支撐圍護及開挖工程進行
風險管理研究，并提出了相應的風險監(jiān)控，可供該問題
的研究提供基礎數(shù)據及方法借鑒。
2 風險管理技術
工程項目實施階段風險管理程序主要包括風險辨
識、風險估計、風險評價和風險監(jiān)控四個環(huán)節(jié)，并且是一
個不斷循環(huán)往復的過程。通過風險計劃、風險識別、風險
估計、風險評價、風險處理和風險監(jiān)測，優(yōu)化組合各種風
險管理技術，對工程實施動態(tài)、有效的風險控制和跟蹤
處理?？偨Y風險管理概述如下[2]：
⑴風險識別：即對潛在的和客觀存在的各種風險進
行系統(tǒng)地、連續(xù)地識別和歸類，并分析產生風險事故的
原因及過程。
⑵風險估計：是給出某一危險發(fā)生的概率以及其后
果的性質和概率，即在過去損失資料分析的基礎上，運
用概率論和數(shù)理統(tǒng)計方法對某一或某幾個特定風險事
故發(fā)生的概率和風險事故發(fā)生后可能造成損失的嚴重
程度做出定量分析。
⑶風險評價：是指在風險識別和風險估計的基礎
上，把風險發(fā)生的概率、損失嚴重程度，結合其他因素綜
合起來考慮，得出項目發(fā)生風險的可能性及其危害程
度，確定項目的危險等級。
⑷風險監(jiān)控：是指通過對工程項目風險發(fā)展變化的
觀察和掌握，評估風險危險程度和風險處理策略和措施
的效果，并針對出現(xiàn)的問題及時采取措施的過程。風險
監(jiān)控及防范處理是防控風險后果的重要工程技術措施。
3 基坑工程風險評估實例
3.1 工程概況
本場地區(qū)內地勢較平坦，土層主要由淤泥質粉質黏
土、淤泥、粉砂及下部泥質粉砂巖和白堊系含礫砂巖組
成，地表水主要為附近沿線的魚塘，地下水主要為第四
系地層中的孔隙水，在基巖中賦存有裂隙水，地表水與
地下水具有一定的水力聯(lián)系，地下水無腐蝕性?？偨Y來
講，該區(qū)域的工程地質與水文地質條件較為簡單，致災
風險較減小。
本明挖段基坑寬約15.4m 至30.6m，深度從約
2.89m 漸變至24.2m，基坑支護結構根據基坑深度不同
分別采用800mm 厚地連墻、Φ800@1000 的鉆孔灌注樁+
樁間旋噴樁止水以及攪拌樁擋墻的三種圍護結構型式，
圍護結構頂設置冠梁?；觾仍O置內支撐體系，豎向設
基坑工程風險管理及安全控制措施
郭美賢
（廣州建設工程質量安全檢測中心有限公司）
摘要：基坑工程屬于高風險工程，本文采用風險管理方法思路，對某基坑支撐圍護及開挖工程進
行風險管理研究，創(chuàng)新性地綜合應用各種風險分析方法，量化了工程風險源的大小及項目的總體風險
水平，并針對性的提出了風險監(jiān)控措施，為該基坑安全防控提供了基礎數(shù)據集可借鑒的方法。
關鍵詞：風險評估；基坑工程；風險等級；防控措施
質量控制與檢測
C M Y K
1、2、3 或4 道內支撐，第一道支撐為0.8m×1.0m 的混
凝土支撐，水平間距約6m；其余均為Φ600，t=16mm 鋼
管支撐，水平間距約3m。
主要的不良地質工程條件為存在可液化的飽和砂
層及易坍塌的軟土和全風化巖層，將給基坑開挖支護增
加一定的安全風險。
3.2 風險管理方法
風險評估是各種不確定方法的綜合應用，單一種方
法都有其局限性，本文擬將多種方法綜合應用，以減小
某一種方法的不足，使計算結果更加客觀。
評估工作分為工程項目資料的調研、風險辨識、風
險衡量、風險度計算4 步來進行。首先采用WBS-RBS 方
法對施工進行全面系統(tǒng)地風險辨識；其次利用專家調查
法進行風險衡量；最后，通過層次分析法將WBS-RBS 分
解結構和專家風險打分值結合起來進行風險度計算。具
體評估流程見圖1 所示。
3.3 維護結構施工風險
基坑圍護結構施工風險的RBS 分解結構，如圖2 所
示，通過對14 位專家調查結果進行統(tǒng)計，求出各指標平
均值，得到圍護結構施工風險結果。
結合圍護結構施工風險專家調查結果，構造兩兩比
較判斷矩陣的方法，構造圍護結構施工風險判斷矩陣，
計算判斷矩陣的特征向量并歸一化得到判斷矩陣的權
重向量：
W
4
T =(0.2499,0.1375,0.0888,0.0401,0.0596,0.024,0.4002）
以及最大特征值λmax=7.4321。
并代入一致性指標公式得：
CI=(λmax-n)/(n-1)=(7.4321-7)/(7-1)=0.072
根據計算結果得圍護結構施工風險的風險源排序
為：既有橋梁變形、開裂＞塌孔＞滲漏水＞樁體強度不
足＞狀體咬合不好＞斷樁＞機械使用類型或故障。
最后得到圍護結構施工風險指數(shù)為：
F4=W4
T
×R4=7.03
3.4 支撐體系及基坑開挖施工風險
支撐體系及基坑開挖施工風險的RBS 分解結構，如
圖3 所示，通過對14 位專家調查結果進行統(tǒng)計，求出各
指標平均值,得到支撐體系及基坑開挖施工風險結果。
結合支撐體系及基坑開挖施工風險專家調查結果，
根據兩兩比較判斷矩陣的方法，構造支撐體系及基坑施
工風險判斷矩陣，計算判斷矩陣的特征向量并歸一化得
到判斷矩陣的權重向量：
圖1 工程安全風險評估綜合方法評價流程
圖2 圍護結構施工風險RBS 分解結構
圖3 支撐體系及基坑開挖施工風險RBS 分解結構
質量控制與檢測
C M Y K
W
5
T =(0.2203,0.1403,0.0625,0.0317,0.1022,0.0414,0.0207,0.3808）
以及最大特征值λmax=8.4524。
并代入一致性指標公式得：
CI=(λmax-n)/(n-1)=(8.4524-8)/(8-1)=0.0646
根據計算結果得支撐體系及基坑開挖施工風險的
風險源排序為：既有橋梁變形、開裂＞支撐不及時＞施
加預應力不符合要求＞坑底隆起、管涌、流沙＞支撐體
系失穩(wěn)破壞＞基坑圍護滲漏＞坑內滑坡＞開挖步序。
最后得到支撐體系及基坑開挖施工風險指數(shù)為：
F5=W5
T
×R5==7.38。
3.5 風險評價結果
按照相關風險評估規(guī)范及指南文件等的要求，一般
風險源可由施工企業(yè)按常規(guī)制定控制措施。重大危險源
應按照預案、預警、預防等三階段來制定控制措施。項目
風險接受準則與采取的風險處理措施見表1[3]。
根據計算得到的風險指數(shù)，根據表1 可以得到基坑
工程的風險等級。該基坑工程的圍護結構施工、支護體
系及開挖施工風險等級均為Ⅱ級，為中度風險。
4 基坑工程安全措施
通過3.5 節(jié)得到，該基坑工程屬于Ⅱ級中度風險。
通過專門性的施工風險評估，得出了各項施工的風險指
數(shù)，在基坑施工中可采取進一步的控制措施以降低風險
等級，最大程度保證基坑工程的施工安全。
根據該基坑工程風險源分析，針對各個風險的權重
指數(shù)，可以提出相應的重要控制措施。該工程風險監(jiān)控
的主要措施有[4]：
⑴施工過程中做好地下水位變化的監(jiān)測工作，做好
基坑降水工作，保證鉆孔內沒有水，保證樁孔樁的質量；
⑵嚴控施工過程，保證圍護樁施工質量；
⑶土方開挖前及開挖中應加強排水?；娱_挖時應
分層、分段對稱平衡開挖，基坑四周應預留三角土護坡，
遵循先撐后挖的原則，每層挖土厚度不宜超過3m。在支
撐未達到正常使用前，不得超挖下層土方。開挖至距坑
底300mm 時應由人工開挖、找平并對坑底進行及時封
閉；
⑷基坑開挖完成后應及時清底驗槽，澆筑墊層封閉
基坑，減少地基土暴露時間，并盡快澆筑底板，形成對側
墻的支撐作用。對各道支撐必須采取可靠的吊拉措施，
防止因墻身變形和施工撞擊而發(fā)生支撐脫落。
⑸加強施工監(jiān)控，并及時反饋設計，根據監(jiān)測結果
及時修正設計參數(shù)，必要時可通過增加支護強度，嚴格
控制土體變形，保證基坑安全。
5 結論
針對高風險的基坑工程，本文采用風險管理方法對
某基坑支撐圍護及開挖工程進行風險管理研究，并提出
了相應的風險監(jiān)控措施，主要結論如下：
⑴創(chuàng)新性地將各種風險分析方法進行綜合應用，克
服了某一單一評估方法的局限性，綜合應用的方法使得
評估結果更加客觀真實，能較好的反映工程風險水平。
⑵通過風險管理方法得到該基坑的總體風險水平，
量化了各風險源的風險大小，有利于工程技術人員針對
性的開展施工。通過風險管理技術，得到各施工步驟的
分先大小，提出了針對性的控制措施，將工程風險水平
處于可控范圍內，確保了工程安全?！?
【參考文獻】
[1] 黃宏偉.隧道及地下工程建設中的風險管理研究進展[J].地
下空間與工程學報，2006，2(1)：13-20.
[2] 曹衛(wèi)民，季曉華.基坑工程的風險管理探討[J].建筑技術開
發(fā)，2007，8：24-28.
[3] 任鋒，劉俊巖，裴現(xiàn)勇，陳營明.深基坑工程風險評估的決策
支持系統(tǒng)[J].濟南大學學報(自然科學版)，2007，2：186-190.
[4] 侯建增.基坑工程安全控制探討[J].中國安全生產科學技
術，2009，5(5)：181-186.
表1 風險指數(shù)風險等級對應
風險等級風險指數(shù)值（F） 管理準則風險等級說明
Ⅳ級（極高風險） 15＜F≤25 不可接受
必須采取有效應對措施將風險等級降低到III 級及以下水平；如果應對措施的代價超
出項目法人（業(yè)主）的承受能力，則更換方案或放棄項目執(zhí)行。
Ⅲ級（高度風險） 9＜F≤15 有條件接受必須實施消減風險的應對措施，并需要準備應急計劃。
Ⅱ級（中度風險） 4＜F≤9 有條件接受工程有進一步實施預防措施以提升安全性的必要。
Ⅰ級（低風險） 0＜F≤4 可以接受當前應對措施有效，不必采取額外技術、管理方面的預防措施。
質量控制與檢測
C M Y K

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