桥梁基础施工危险源分析及深基坑安全监测技术_李德强.pdf

1引言桥梁工程的建设条件复杂，加之桥梁结构多样、细节多，施工企业面临诸多挑战。安全防控是桥梁工程顺利推进的基本前提，加强危险源分析有利于从源头保障工程安全。同时，深基坑施工期间可能有基坑变形、失稳等问题，需做好监测工作。诸如危险源识别、深基坑监测，均是桥梁工程中重要的安全防护措施，要求施工单位予以高度重视，采取科学的方法进行桥梁基础施工危险源分析及深基坑安全监测。2桥梁施工的风险评估体系2.1风险识别风险识别是风险评估体系的基础，做好风险识别对后续风险相关工作的开展有推动作用，可以采用查阅资料、现场调查、询问专家等方法收集风险因素。在增加风险识别因素的数量后，风险覆盖面扩宽，风险评估结果更具准确性，有利于风险防控的精准进行。2.2风险估计获取风险因素后，经计算分析，客观评估工程的风险状况。风险估计应着重考虑影响面广等因素，以便加强对关键隐患的处理。为保证风险估计结果的可比性，宜采用风险量进行表示，即风险发生概率与风险损失的乘积。2.3风险评价在风险估计的基础上，综合考虑主体应对风险的态度和风险承担能力，确定风险的危害程度。至此，完成风险评估体系运作全流程的前期工作，后续针对风险评估结果采取控制措施。2.4风险控制风险控制从如下两方面着手：（1）风险决策，根据风险评价结果和风险承担能力确定适宜的风险控制措施，为风险控制的进行提供引导；（2）风险监控，根据监控结果评估风险因素的实际状况，适时采取处置措施。风险控制时需分析风险对策的适应性，结合风险状况进行选择，如规避风险、缓解风险等。【作者简介】李德强（1987），男，吉林长春人，工程师，从事施工安全监督综合管理研究。桥梁基础施工危险源分析及深基坑安全监测技术Analysis of Bridge Foundation Construction Hazard and Deep FoundationPit Safety Monitoring Technology李德强（中交一公局第三工程有限公司，北京 101102）LI De-qiang(Road&Bridge Group No.1 Highway Engineering Bureau No.3 Engineering Company,Beijing 101102,China)【摘要】对桥梁施工的风险评估体系和评估方法进行介绍，结合桥梁工程实例，通过获取该工程的风险因素，进行施工风险的估计和评价，并提出施工风险的应对策略，对边坡稳定性、围护桩顶部位移和倾斜变形、地下水位 3 个指标进行监测，通过分析监测结果得知 3 个指标均在预警值范围内，从而保证了桥梁施工安全。【Abstract】This paper introduces the risk assessment system and assessment method of bridge construction.Combined with the bridgeengineering example,the construction risk is estimated and evaluated by obtaining the risk factors of the project,and the countermeasures ofthe construction risk are proposed,and the slope stability,the displacement and inclined deformation of the top of the retaining pile and thegroundwater level are monitored.By analyzing the monitoring results,we know that the three indexes are all within the range of warningvalue,thus ensuring the safety of bridge construction.【关键词】桥梁工程；危险源分析；LEC 法；安全监测【Keywords】bridge engineering;hazard analysis;LEC method;safety monitoring【中图分类号】U446【文献标志码】B【文章编号】1007-9467（2023）01-0243-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.01.279ProjectManagement工程项目管理243Construction&DesignForProject工程建设与设计3桥梁施工的风险评估方法3.1定性的风险评估方法凭借评估人员的专业知识、职业态度、工作经验等综合素养进行风险评估，常见方法包含外观检查分析法、安全检查表法等。定性的风险评估方法的操作便捷，无须投入过多的成本；不足之处在于高度依赖人工，风险评估结果受制于参与者的主观态度，若评估人员的专业能力不足或工作态度不端正，均会影响评估结果的可靠性，且在面对大规模的风险评估工作时，参与者可能产生厌倦心理，难以获得真实的评估结果，不利于风险控制。3.2定量的风险评估方法以数据为主要的分析对象，从数据中剖析信息，客观评估风险。定量的风险评估方法需要采用数学模型和计算机模型，涉及的分析方法包含敏感性分析法、蒙塔卡洛法等，常结合定性分析方法协同进行，以定量分析结果为主，定性分析结果为辅，获得更具真实性的风险评估结果。定量分析法对数据的需求量大，计算复杂度提升，因此，在应用定量的风险评估方法时需注重对数据计算方法的合理选择。3.3定性与定量相结合的风险评估方法综合应用定性和定量两种分析方法，获得更加可靠的风险评估结果。定性与定量结合的风险评估方法涉及风险矩阵法、LEC法、层次分析法等多项细分方法，应用时先做定性分析，识别风险因素，由专家打分，筛选出关键风险因素；而后进入定量分析环节，结合数据揭示的信息做风险评估1。以LEC法为例，L指事故发生的可能性，E指员工暴露在危险环境的频率，C指由于出现风险事故引发的损失。风险评价时，先为L、E、C三要素打分，确定各自的数值后获得乘积D，用于反映风险的危险性系数，据此评估由于风险产生的损失等级，根据风险类型、影响程度等制定应对策略，落实到位后，实现对风险的有效控制。4基于工程实例的应用4.1工程概况某桥梁拟建场地主要地表水为闽江水口水库，地下水以基岩裂隙水和孔隙性潜水居多。桥梁全长288.68 m，上部结构为预应力简支T梁，设矩形盖梁柱式墩和薄壁桥台，基础采用钻孔灌注桩基础。由于桥梁的建设，建立起两村落在空间上的沟通渠道，对当地社会经济的发展有推动作用，但桥梁建设环境复杂多变，安全隐患多，需加强风险评估，保证桥梁的施工安全。4.2风险因素的获取采用如下3种方法收集风险因素：（1）邀请不少于5名专家填写风险因素调查表；（2）以“施工风险调查”为专题，组织讨论会；（3）从工程建设条件出发，寻找类似的工程，从中获得参考数据。为便于分析，将收集的风险因素划分为技术、环境、管理、社会4个层面的因素。4.3施工风险的估计制定风险因素表后，由专家对LEC法中的L、E、C三要素打分，确定D值，评估风险等级。4.4施工风险的评价在各类风险因素中，混凝土浇筑和高空作业的风险等级最高；重大风险源主要有基坑的开挖和便桥的搭建；大型设备、现场管理、噪声控制、经济环境的风险等级均为1，发生后造成的损失相对较小。4.5施工风险的应对策略经过风险评价后，着重考虑基坑开挖、混凝土浇筑、高空作业几项风险等级3的因素，制定应对策略，着重从规避风险和转移风险方面采取措施。1）施工组织设计并审核，保证可行性。2）强化员工的安全意识，引导员工按照规范佩戴安全帽及各类安全防护用品。3）注重施工便桥的设计，保证结构尺寸、受力性能方面的合理性。4）基坑开挖时采取截水、排水、支撑措施，维持基坑的稳定性。5）在电力设施集中区域以及各类存在安全隐患的区域设标志牌，起到警示作用。6）高空作业的安全隐患多，为此设置防护栏、防护网；加强对施工人员的管理，禁止高空抛物。7）制订消防方案，以备不时之需。8）按设计要求搭设支架、支设模板，混凝土浇筑时注重对周边结构的防护。9）建立健全保险体系，实现风险损失的转移。10）注重风险的源头防控，避免由于小隐患未及时处治而诱发大规模的安全事故2。2445深基坑安全监测技术边坡、围护桩（顶部位移、倾斜变形）、地下水位是深基坑安全监测领域的重点指标，具体做如下分析。5.1边坡稳定性的监测基坑放坡开挖时严格控制开挖坡度，防止边坡失稳。基坑边坡由于开挖而滑塌时，易导致断桩，因此，必须加强对边坡稳定性的监测，利用监测数据指导基坑边坡的安全开挖。观测点沿基坑边线布设，间距约为30 m，必要时适当加密；为获得全面的基坑边坡观测结果，在各特殊位置布点。各观测点均采用长1.01.5 m的螺纹钢筋，顶部外露35 cm，剩余部分埋入地下。观测点布设到位后，加强防护，避免偏位、受损。5.2围护桩的监测5.2.1围护桩顶部位移的监测受基坑开挖的影响，围护桩具有向基坑位移和沉降的变化趋势，以较快的速度位移时，易威胁围护结构的稳定性，为确保围护结构维持稳定状态，需加强对围护桩顶部的位移观测。沿围护桩顶部按15 m的间距依次布点，无论两拐点的间距如何，均有必要在两者间布设观测点，原因在于中间观测点对位移更为敏感，观测数据可更加及时地反映围护桩顶的变化情况。布设观测点时，用射钉器向混凝土中射入观测标志，或在桩顶部打入道钉并用砂浆浇结。5.2.2围护桩的倾斜变形监测受桩背土的作用，围护桩具有向基坑位移的变化趋势，且各点的位移量存在差异，导致围护桩具有倾斜变形现象。一般情况下，位移最大部位主要集中在开挖底面深度周边，位移量超出围护桩可承受的范围时，维护体系失稳，因此，加强对围护桩的测斜具有必要性。测定桩身不同深度的位移，基于实测数据绘制倾斜曲线，根据曲线直观分析围护桩的倾斜变形程度。测点布设位置规划在沿深基坑周围各边的中点，紧贴桩外侧钻深度为20 m的110 mm观测孔，向孔内放置PVC测斜管，用于观测。取适量黄砂、泥球，用于填充管壁与孔壁的间隙，保证测斜管的稳定性。此外，直接在钻孔灌注桩内设置测斜管也是可行的方法3。5.3基坑内外地下水位的观测地下水位未得到控制时，基坑将遭到水侵蚀作用，完整性和稳定性大幅下降，易诱发质量问题和安全问题，因此，需安排地下水位观测，根据观测数据判断地下水的分布情况，采取基坑内疏干降水措施。基坑内、外的地下水位均是重点观测对象，需在基坑内部、外侧布设测点，坑外测点数量比坑内多一倍较为合适。将基坑开挖深度加5 m作为钻孔深度，配套合适规格的带过滤功能的进水管，置入钻进成型的孔内，用粗砂回填管壁与孔壁的间隙。经过观测点的布设后，及时安排观测，采集基坑内外部的地下水位数据，动态采取水位控制措施。5.4监测结果及分析本工程的深基坑监测项目、监测方法及结果见表1。表 1监测项目、监测方法及结果监测项目监测频率/（次/d）监测次数/次报警值最大实测值边坡稳定性围护桩顶部位移围护桩变形地下水位1313121786479196-100 mm/累计50 mm/累计50 mm/累计坑外水位下降超过5 cm/d；坑内水位不低于0.5 m32.1 mm31.3 mm17.0 mm-16.59 m根据表1可知，实际监测结果的最大值约为报警值的1/2或1/3，边坡稳定性、桩顶位移、围护桩位移、地下水位均得到有效的控制，施工质量和施工安全性均得到保证，表明工程采取的深基坑施工方法具有可行性。6结语综上所述，经过本文关于工程实例的分析，提出LEC法在桥梁风险评估中的应用要点，同时阐述深基坑安全监测项目及具体方法，用监测数据反馈现场施工情况、验证施工方法的可行性。在后续的桥梁工程中，相关单位应以安全施工为基本要求，选用科学的方法做危险源分析，识别危险因素后妥善处理；同时高度重视深基坑施工安全，采取围护桩防护、地下水位控制等措施，根据边坡稳定性、桩顶位移等