基坑支护工程风险管理怎么做?如何系统性识别与控制施工风险?
在城市化快速推进的背景下,高层建筑、地铁隧道和地下空间开发日益增多,基坑工程作为地下结构施工的关键环节,其安全性直接关系到人员生命、周边环境及项目整体进度。然而,由于地质条件复杂、设计参数不确定、施工扰动频繁等因素,基坑支护工程常面临高风险,一旦发生事故,后果严重。因此,科学有效地开展基坑支护工程风险管理,已成为现代土木工程领域的重要课题。
一、基坑支护工程风险的来源与类型
要有效管理风险,首先必须明确风险的来源。根据多年实践与案例分析,基坑支护工程的风险主要来自以下几个方面:
- 地质与水文风险:软弱土层、地下水位变化、岩溶发育等地质异常可能导致边坡失稳或涌水事故;
- 设计缺陷风险:支护结构选型不当、计算模型简化过度、荷载取值不合理等均可能造成结构失效;
- 施工过程风险:开挖顺序错误、降水措施不到位、支护桩施工偏差大等人为因素易引发坍塌;
- 监测预警不足风险:缺乏实时监测数据或响应滞后,无法及时发现变形趋势;
- 外部环境影响风险:邻近建筑物沉降、交通振动、管线破坏等外部扰动也可能诱发连锁反应。
二、建立全过程风险管理机制
传统的“事后处理”模式已不能满足现代工程建设需求,应构建从勘察、设计、施工到运维的全生命周期风险管理框架:
1. 勘察阶段的风险识别与评估
通过详尽的地质钻探、原位测试(如标准贯入试验、静力触探)和水文调查,形成完整的岩土工程参数数据库。结合BIM技术进行三维建模,提前模拟不同工况下的稳定性,为后续设计提供可靠依据。
2. 设计阶段的风险控制策略
采用动态设计理念,在满足规范的前提下,引入冗余安全系数、分阶段验算机制,并针对关键部位(如角部、临界断面)设置加强措施。同时,鼓励多方案比选,例如钢板桩、地下连续墙、锚杆支护等组合形式,提升抗风险能力。
3. 施工阶段的风险监控与应急响应
实施严格的工序控制,严格执行“先支护后开挖”原则。利用自动化监测系统(如GNSS位移监测、倾斜仪、渗压计)对围护结构、周边地表、管线进行全天候监控。一旦数据超出预警阈值,立即启动应急预案,包括暂停作业、加固补强、疏散人群等措施。
4. 运维与后期管理
即使基坑回填完成后,仍需定期巡查支护结构状态,防止长期效应导致的裂缝或沉降累积。对于临近运营中的地铁、市政设施,建议设立专项维护小组,确保长期安全运行。
三、信息化技术助力风险管控升级
随着数字孪生、物联网、大数据等新兴技术的发展,基坑支护工程风险管理正迈向智能化与可视化:
- 智慧工地平台集成:将视频监控、传感器网络、BIM模型融合,实现风险自动识别与分级报警;
- AI辅助决策系统:基于历史事故数据训练模型,预测潜在风险点并推荐最优处置方案;
- 移动端实时反馈:管理人员可通过手机APP查看监测日报、接收预警信息,提高响应效率。
以某市地铁车站基坑为例,该项目应用了上述技术后,成功避免了两次险情,节约成本超300万元,且未发生任何安全事故。这表明,科技赋能是提升风险管理水平的关键路径。
四、制度保障与责任落实
再先进的技术也离不开健全的管理制度。施工单位应建立健全以下机制:
- 成立专职风险管理部门,配备注册岩土工程师、安全员等专业人员;
- 制定详细的《基坑支护专项施工方案》,经专家论证后再实施;
- 实行“谁主管谁负责”的责任制,将风险防控纳入绩效考核;
- 组织常态化培训与演练,提升一线工人风险意识和应急技能。
五、典型案例分析:某商业综合体基坑事故教训
2023年某二线城市某大型商业综合体项目发生局部基坑坍塌事故,造成2人受伤、周边道路损坏。经调查发现,根本原因在于:
① 地勘报告遗漏局部暗浜区域;
② 监测频次不足,未能捕捉初期位移趋势;
③ 现场管理混乱,存在盲目赶工期现象。
该事件暴露出“重进度轻安全”的典型问题,也为行业敲响警钟。
六、未来发展趋势与建议
面向“双碳”目标与高质量发展要求,基坑支护工程风险管理将呈现以下趋势:
- 绿色支护材料广泛应用(如再生混凝土、生态挡墙),减少环境影响;
- 装配式支护结构逐步推广,缩短工期、降低人工依赖;
- 风险评价指标体系更加精细化,推动ISO 31000标准本土化落地;
- 政府监管强化数字化手段,如“智慧住建”平台接入所有重大基坑项目。
为此,建议企业从三方面入手:一是加大研发投入,探索新型支护技术和智能预警算法;二是完善内部风控流程,形成闭环管理体系;三是主动参与行业标准制定,推动行业整体进步。
总之,基坑支护工程风险管理不是单一的技术问题,而是一个涵盖勘察、设计、施工、监测、制度、文化等多维度的系统工程。只有坚持预防为主、科学施策、全员参与,才能真正守住安全底线,保障城市建设行稳致远。
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