紅黏土地區基礎施工安全耦合作用研究

侯汝幾 劉勁志

（貴州電子信息職業技術學院，貴州 凱里 655000）

一、引言

建筑業作為我國的支柱產業之一，為我國的經濟快速發展做出了巨大的貢獻。同時，由于建筑工程施工涉及人員眾多、作業機械操作復雜、生產環境復雜多變、露天高空作業多、生產周期長等因素，導致建筑業發生的安全事故多而嚴重。為實現我國建筑業的可持續發展，降低事故發生率，提高安全管理水平，已有許多學者對我國建筑施工安全事故進行統計分析和研究，但大多是對事故類型、等級、發生地、發生時間段等進行劃分，找出事故發生的主要原因、主要分布地區、主要時間段等，很少有對安全事故不同因素的耦合作用進行分析的[1-3]。

在已有學者的研究基礎上，為進一步找出紅黏土地區基礎施工不同風險因素對工程安全的耦合作用的機理。筆者對基于SHEL 模型對紅黏土地區基礎工程項目施工安全風險進行分析，提出應對策略，以期為同類工程項目的施工安全風險控制和管理提供參考依據。

二、施工事故統計分析

根據2008-2019 年我國建筑施工事故統計及原因分析，建筑施工安全事故類型大致劃分為高空墜落事故、物體打擊事故、坍塌事故、起重傷害事故、機具傷害事故、觸電事故、車輛傷害事故、中毒與窒息事故等。事故統計情況如表1 所示[1]。）

表1 事故統計情況表

根據表1 統計顯示，高空墜落事故占比最大，坍塌事故占比雖小，但其事故等級中較大事故、重大事故甚至特大事故占比卻很大，換而言之就是其發生的事故往往造成巨大的生命財產損失。已有研究表明坍塌事故的發生往往是由于人們對地基土的認識不足。文[3]通過研究各地區坍塌死亡人數與從業人數比例發現，浙江、江蘇地區死亡人數排名雖然靠前，但其死亡人數占從業人數的比例僅為0.006%、0.004%，云南、貴州地區死亡人數占從業人數的比例竟高達0.6%、3.4%，這也反映出復雜的地質條件和安全監管力度對坍塌事故影響是極其明顯的。

三、基于SHEL 模型施工風險因素的分析

（一）人為因素在工程事故中的影響

工程事故受多方面因素的影響，大多學者對安全事故成因歸納總結為四個方面，即人、物、環境和管理，在這四個因素中，人是最活躍最積極的因素，又是最不穩定最難控制的因素。

事故發生的直接原因在于人的不安全行為或物的不安全狀態，而物的不安全狀態往往也是由于人的認知或管理造成的，所以人的因素在事故中起了關鍵性作用。工程建設是一項復雜的系統工程，其施工周期長、多技術相互交叉、地質復雜多變等因素為施工安全帶來風險，這些因素之間相互影響、交互耦合作用為事故發生增加了可能性。為厘清這些因素的聯系，最主要還是找出人的因素與其他因素的作用關系。

（二）紅黏土地區基礎施工的復雜性

紅黏土廣泛分布于我國云南、貴州、廣西等地區，具有明顯的脹縮性、高塑性、高孔隙比等特性，在含水量較小時表現出較高的強度，隨著含水量的增加，其抗剪強度逐漸下降，尤其是當其含水量超過其液限時，抗剪強度急劇下降。這種特性使得紅黏土地區地基土在雨季施工甚至遇到暴雨時常常導致嚴重的工程事故，主要表現為：基坑坍塌、邊坡失穩、地基沉降等安全問題。因此在紅黏土地區基礎施工與其他普通地質地區的施工安全風險相比，其風險因素大大地增加，必須做好風險識別、認清風險因素的耦合作用[4]。

（三）SHEL 模型分析

SHEL 模型是Elwyn Edwards 教授在1972 年提出的，該模型S、H、E、L分別代表軟件、硬件、環境和人，它主要是分析人與人、人與軟件、人與硬件、人與環境之間的耦合作用[4]。在工程施工中，人作為SHEL 模型的核心，包括施工現場的管理者、一線工人，以及設計人員等所有參與者；硬件則包括施工機械及工程實體等；軟件是指工程法律法規、規章制度、操作規程及施工方案文件等；環境是指施工場地的地質條件、施工時期的氣候條件等。無論是機械設備，還是地質條件、規章制度，都與人的操作或認知程度有著密切的聯系，人對人、軟件、硬件、環境的作用造成差錯是事故發生的根本原因，所以對人與其他四個因素之間的耦合作用進行分析可以找出事故發生的本質。

在紅黏土地區基礎施工過程中，人與人、軟件、硬件、環境之間的耦合作用分別是以下作用形式

1.人與人之間的溝通關系

它包括施工人員與施工管理人員、施工管理人員與勘查設計人員、施工管理人員與業主、施工管理人員與監理的溝通。在施工中，一線勞動施工人員的占比相當大，而一線勞動人員往往對紅黏土這種特殊地質情況認知不足，這就需要施工管理人員甚至勘查設計人員與之加強溝通，才能發現施工過程中存在的問題，將不安全因素消除在事故發生前。比如各部門、各層級之間信息傳遞不及時，各部門之間溝通不暢，職責不清晰。

2.人與軟件之間的作用

針對紅黏土地區這種特殊地質的基礎施工安全需要制定專項施工方案和標準操作程序，往往出現問題就是制定方案和規程時缺乏全面準確的認識甚至沒有編制專項施工方案，或執行過程中出現偏差。比如制定專項施工方案時對紅黏土的特殊性考慮不足或者執行過程中沒有嚴格按施工方案來施工，對施工人員崗前培訓不到位等。

3.人與硬件之間的作用

在紅黏土地區基礎施工中，涉及的機械設備較多，比如挖掘機、輾壓機、打樁機、起重機、混凝土泵車等，另外鋼筋、水泥等材料也屬于硬件。施工人員對機械的選型不合適、操作不當、未定期維修保養，材料選用不合格、堆放混亂都是造成事故的原因。比如輾壓機選型過小造成壓實度不足，挖掘機開挖操作不規范造成基坑破壞，基坑附近堆放大量材料造成基坑塌陷或結構變形等。

綜合上述分析，人的因素在工程事故防控中起到了關鍵作用，它無論與軟件、硬件、環境還是人之間的耦合，都是以人為中心，所以只有處理好人與SHEL 模塊之間的關系，才能降低事故發生的可能性。

四、紅黏土地區基礎施工安全事故的預防措施

通過SHEL 模型對紅黏土地區基礎施工安全事故的人為因素與其他因素的耦合作用分析，提出預防紅黏土地區基礎工程施工安全事故發生的建議措施。

（一）建立有效的溝通機制

施工現場管理人員肩負著施工現場的安全與統籌工作，要建立起與一線施工人員有效的溝通機制，時刻掌握施工的進展情況，發現施工中存在的問題，將不安全因素消除在事故發生前，保障工程的質量與安全。

（二）建立健全的規章制度和操作規程

針對施工現場不同人員的崗位性質，制定相應的管理制度，并進行崗位職責培訓、考核，定期進行檢查、抽查，來跟蹤監督施工人員的工作質量。

（三）加強施工機械管理

對施工涉及的機械設備安裝、存放位置進行合理規劃，針對危險部位進行著色、標識，使施工人員操作時有所警示。機械設備的操作進行崗前培訓，生產過程中加強巡視指導。

五、結論

施工事故中，坍塌事故相對于高空墜落事故占比雖小，但往往事故較嚴重。坍塌事故在地質情況特殊的地區發生的比例較高，諸如云南、貴州的紅黏土地區。通過對紅黏土地區基礎工程施工安全進行SHEL 模型分析，可以看出這些事故的發生最主要的因素還是人為因素，或其與其他因素的耦合作用。