深基坑動態風險因素的監控措施

王建成，張姣 （上海城建職業學院土木與交通工程學院，上海 200432）

1 引言

隨著我國建筑業的蓬勃發展，對地下空間的需求也日益加劇，因此，深基坑工程的數量越來越多，且面臨越來越復雜的自然和環境條件，深基坑開挖的規模和深度也越來越大。由于施工條件和施工環境的影響，深基坑工程不可避免地存在著復雜性和不確定性等特點，且深基坑工程大多數都是臨時性工程，安全儲備相對較小，往往得不到建設各方的重視。深基坑工程施工事故時有發生，特別是近年地鐵方面重大基坑事故的發生，引起了巨大的經濟損失和社會負面影響，深基坑工程的安全性開始得到建設各方面的重視。所以針對基于監測數據的基坑動態監控預警方法的研究顯得日益迫切，并且急需可切實應用在實際工程中，解決目前工程中預警控制環節缺乏的問題。

目前的深基坑風險評估仍偏于可靠性分析以及失效概率計算方面，缺乏實用的風險分析控制體系，并且沒有切實有助于實際風險控制的動態風險評估及相應措施控制體系，也缺乏深入的研究，未考慮動態風險因素得出的深基坑失效概率往往是偏離真實深基坑風險水平的。針對上述問題，本文基于監測數據在深基坑動態風險監控方面進行了研究。

2 動態風險監控

在實際工程中，監測數據的變化基本能反映基坑的風險狀況水平，但并不能全面地反映基坑的風險狀況。潛伏風險在產生階段并不表現出風險狀況變動，而是隨著施工階段的推進，在其后階段表現出來的風險增加。如圍護結構的施工，施工質量方面的缺陷在圍護結構施工階段不會引起風險事故，但進入基坑開挖階段，潛伏風險因素轉化為繼承因素，在土方開挖這一觸發條件作用下很可能產生風險事故，如開挖階段的圍護結構滲漏，大部分都是在圍護結構施工階段的施工質量缺陷導致的。

因此，動態風險的監控包括兩方面內容：一是各階段潛伏因素的控制；二是基于監測數據風險評估結果的風險控制。

風險的動態控制，是按階段的風險控制。

2.1 風險階段劃分

風險階段劃分以施工階段為準。將深基坑工程施工過程分成三個階段，即開挖前準備階段、開挖階段和地下結構施工階段。

要確保及時掌握施工進度，確定目前所處的風險階段。

2.2 潛伏因素

每一個風險階段都包括了潛伏因素、顯性因素和繼承因素。顯性因素和繼承因素一般會直接影響本階段的風險水平而通過監測數據表征出來。潛伏因素是監測數據暫時無法表征出來的風險因素。在其后的風險階段可能會發展成為造成風險事故的主要風險因素（傳遞到后階段成為繼承因素）。對潛伏因素的風險控制，是對基于監測數據的風險控制的一種補充。

潛伏因素，在其產生階段并未顯示出任何風險事故征兆，因而比較容易被人忽視。然而，當風險階段進入開挖階段時，由于這些風險因素的存在，結合開挖的進程，很有可能造成重大風險事故，如圍護結構變形過大，甚至還有可能出現圍護結構折斷坍塌事故。而當在產生階段的這些潛伏因素進入到開挖階段，顯現出事故征兆時，發展成為繼承因素，此時再對圍護結構進行修復就很困難了。因此，在潛伏因素的產生階段，要充分重視潛伏因素的危害，加強潛伏因素的預防和控制措施。

2.3 潛伏因素分析

潛伏因素最多的階段為圍護結構施工階段。以SMW工法樁加內撐的支護結構型式的基坑工程為例。分析SMW工法樁施工階段可能出現的風險事故及風險因素，如圖1所示。

圖1 SMW工法樁風險因素分析

由圖1可知，在SMW工法圍護樁施工階段，風險因素主要為顯性因素和潛伏因素。

顯性因素包括：存在地下障礙物、樁孔位置偏差、攪拌機失穩傾覆、攪拌鉆桿折斷以及型鋼掉落等。風險因素所造成的后果都具有可見性，如存在地下障礙物，表現為成樁過程中，遇到阻礙，無法繼續下鉆，因此，在遇到地下障礙物時，一般會及時采取措施清除地下障礙物。因此，本階段的顯性風險因素，由于風險事故征兆的可見性，一般能在本階段的實際施工過程中及時防控和修復。

SMW工法圍護樁施工過程中的潛伏因素主要在于圍護結構的施工質量缺陷，即對應于第三章中的風險因素“墻身施工缺陷”。當風險因素繼續潛伏，進入到開挖階段時，可能會引發“圍護結構漏水”“圍護結構變形過大”以及“圍護結構破壞”等風險事故。到開挖階段，這些潛伏因素被繼承，進而發展為“繼承因素”，成為開挖階段的“不可更改因素”，進而需要更多的修復措施，如注漿堵漏、加撐等。潛伏因素的發展如圖2所示。

圖2 SMW工法樁施工階段潛伏因素傳遞與繼承

2.4 危險點分析

要防患于未然，就要在風險隱患產生階段進行有效地控制，此時的控制是最有效的控制。因此，要使SMW工法樁在圍護結構的潛伏因素不會在其后的開挖階段影響基坑的風險水平，要在圍護結構施工階段進行有效地控制。

對SMW工法樁施工的幾個潛伏因素進行比較，施工冷縫和樁體水泥體強度未達標是主要的人因危險點。其他潛伏因素，可歸為技術方面偏差，只能通過施工人員的技能熟練程度來減小技術方面的風險，可控風險幅度有限，重點在于人因危險點的控制。

3 控制措施

以施工冷縫的危險點對應的不安全行為是圍護樁施工不連續，提出對應風險控制措施如上表所示。

圍護樁施工不連續原因分析及控制措施

4 結論

①動態風險以監測數據的評價結果為主要分析對象。但在實際工程中，并不是所有的風險因素都通過監測數據變化的方式表達出來，即監測數據的變化基本能反映基坑的風險狀況水平，但并不能全面地反映基坑的風險狀況。

②通過監測數據在深基坑動態風險監控方面進行研究，針對風險階段劃分、潛伏因素分析和控制、危險點分析及控制，為深基坑工程動態風險因素管理提供理論依據。