基坑槽土方开挖工程中安全生产的几点体会.docx
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基坑槽土方开挖工程中安全生产的几点体会
基坑（槽）土方开挖工程中安全生产的几点体会
市政基础设施建设对于完善城市的功能具有十分重要意义，但由于其所处地理位置特殊性和受周边环境的限制，特别是基坑沟槽土方开挖施工过程中均具有作业场地和作业空间狭小，受交通、地下管线、水系的影响大、施工工期紧、地质条件复杂、地下有害气体不明等特点，为此，对于土方开挖工程，不管工作量的大小和开挖的深浅，在实施过程中都必须结合以上特点和本单位的资源条件，认真制定切实可行的施工方案和相应措施，并指派专人负责落实。
利用本次机会和大家一起交流一下基坑、沟槽土方开挖施工过程中安全工作的几点体会：
一、方案优先：
科学、合理的施工方案是土方开挖安全生产的基础，也是工程建设的必须程序。
根据国务院安全生产管理条例和南京市深基坑管理的相关规定，特别是对于开挖深度超过5m或周边环境及土质条件复杂情况下的土方开挖，施工单位必须制定专项施工方案，并附验算结果，经专家论证、审查后经施工单位负责人签字、总监批准后，由专职安全员在进行监督下实施[基坑支护与降水、土方开挖（含地下暗挖工程如顶管）、高大模板工程、起重吊装工程、脚手架工程、拆除爆破工程、其它危险性较大的工程共七大类]。
建设部关于《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》（建质[2004]213号文）中对方案范围明确规定如下：
（一）基础支护与降水工程
基础支护工程是指开挖深度超过5m（含5m）的基坑（槽）并采用支护结构施工的工程；或基坑虽未超过5m，但地质条件和周围环境复杂、地下水位在坑底以上等工程。
（二）土方开挖工程
土方开挖工程是指开挖深度超过5m（含5m）的基坑、槽的土方开挖。
（三）模板工程
各类工具模板工程，包括滑膜、爬模、大模板等；水平混凝土构建模板支撑系统及特殊结构模板工程。
（四）起重吊装工程
（五）脚手架工程
1、高度超过24m的落地式钢管脚手架；
2、附着式升降脚手架，包括整体提升与分片式提升；
3、悬挑式脚手架；
4、门型脚手架；
5、挂蓝脚手架；
6、吊篮脚手架
7、卸料平台。
（六）拆除、爆破工程
采用人工、机械拆除或爆破拆除的工程。
（七）其他危险性较大的工程。
1、建筑幕墙的安装施工；
2、预应力结构张拉施工；
3、隧道工程施工；
4、桥梁工程施工
5、特种设备施工；
6、网架和索膜结构施工；
7、6m以上的边坡施工；
8、大江、大河的导流、截流施工；
9、港口工程、航道工程；
10、采用新技术、新工艺、新材料，可能影响建设工程质量安全，已经得到许可，尚无技术标准的施工。
除上述工程范围以外，对于一些技术力量不足或安全管理水平不高的施工企业或项目经理部、或经验不足、或项目的安全环境较差的，经安全分析，认为有可能引起安全事故的施工环节，也应要求施工单位编制专项施工方案。
我们所承担的每个项目必须结合上述条例或规定，事先确定应该编制专项方案的目录，监理必须严格控制审批程序。
[这一点，请参建单位务必注意，这是科学施工的要求，避免安全事故的重要措施之一，也是我们自己保护自己的重要依据，不要怕麻烦]特别是对于土方开挖我们要知道在验算过程中很多参数的选取，有的是给定了一个范围，而且范围还比较大，例如锚固体与土体极限摩擦力标准值qsik，对于淤泥质土取16-20kpa；有的是随着地质条件变化而变化的，例如主动土压力系数kai；有的是通过试验或经验综合判定的，例（φik）土体内摩擦角标准值等，而且上述参数的取值对计算结果影响较大，看似简单的基坑开挖的安全问题由于其验算过程中参数选定存在不确定性，其实是个十分复杂的技术问题，有的需凭经验，有的需根据现场情况进行调整。
正因为这样，需要请专家论证。
不管工期多紧、工程多小，只要符合上述条件的，这个程序不能少，也是确保我们施工方案科学合理的基础，是开工建设的前提条件。
二、强化方案交底：
由于基坑（槽）土方开挖工程工序比较单一，容易在我们的思想中形成“这不就是用挖机挖土，汽车运土吗？
不会有事”的意识，其实这是一个误区。
为什么永久性结构工程基本不会有问题，因为在计算过程中所选用的参数都是十分精确可靠的，合格Ⅰ级钢材的允许应力为235Mpa，极限应力为310Mpa，不会因为钢厂的变化而变化，受力体系也十分清晰；但是对于临时性工程就不一样，脚手架工程的受力体系也许因为是一个螺丝未拧紧，使原来的轴压杆件变为压弯构件，人为影响因素纵多；基坑（槽）土方开挖也是一样，在我们的基坑支护结构计算或者基槽边坡计算时对沟槽两侧的堆载[例如10kpa（相当于1T/m2）（1Mpa=100T/m2）]等均有严格的限制，方案设计中限制条件多，现场不易做到，我想这也解释了很多人一直在想的为什么“支架易出事、基槽易塌方”的原因。
为了确保科学方案的落实，我们必须更新理念，强化方案的组织落实。
应该做到：
1、认真学习、领会方案的意图，特别是我们项目部的技术负责人要象研究图纸一样来理解方案：
当然项目经理在安排生产时要征求技术负责人确认是否可行，施工单位、监理单位、建设单位的现场负责人、指挥人员也应认真学习方案，并从理论上理解方案，这样才能真正做到变被动执行方案为主动落实方案，也便于在实施过程中遇到问题找到合理的解决措施，也就是我们常说的：
不但要知道这样干，而且要知道为什么这样干。
施工方案是我们土方开挖过程中重要的依据之一，必须坚决杜绝方案是为了“应付检查、对付监理”的错误思想。
2、严格方案交底：
仅停留在管理层面理解、知道方案还不够，严格执行管理规定，必须对操作人员交底，对于基坑（槽）土方开挖，重点要对挖机驾驶员进行交底，这个环节十分重要，不但要让他们知道怎么去干，更应该让他们知道不这么做可能会引起后果的严重性。
完全可以把基坑（槽）开挖方案中的要点和注意事项整理在一张断面图上，每人持1份，真正做到先撑后挖、对称、分层、分段、放坡开挖。
因为“质量是工人做出来的，安全也是工人干出来的”。
这是土方开挖安全保障的基础，特别是对于目前土方开挖、运设备大部分都是租赁的形式，对于工期紧，一台机械有多个操作人员的情况下，这种交底尤为重要。
（举例）
3、严格土方开挖条件检查：
基坑（槽）土方开挖条件的检查是落实方案的关键，也是确保土方开挖顺利进行的前提条件，检查主要内容：
1）、围护桩、圈梁以及首层支撑梁强度达到设计强度要求；
2）、对所需开挖段的基坑降水是否符合要求；
3）、计划开挖段的钢支撑所需材料、数量以及相应的配套机械设备，提前进入施工现场，做好预拼以及通过各项检测；
4）、按照深基坑开挖施工各种可能会发生情况进行预估和对策分析，制定详细、可行的施工应急预案做好各项应急准备；
5）、充分了解周边相关道路、管线、等设施保护要求，并指定相应保护措施；
6）、落实具有相应资质的深基坑监测单位，并做好监测的各项准备工作；
7）、土方开挖坚持时空效率规律：
遵循分区、分块、分层、对称、平衡的原则；
8）、土方开挖一层，支护一层。
每段、每层土方开挖到钢管支撑中心以下30cm时，立即进行钢围檩及支撑的架设，并施加预应力，然后再实行下一层的土方开挖。
开挖后严格按设计及时封闭基底，明确将基坑开挖后的“时空效应”风险降至最小的相关要求；
9）、施工过程中严格实施开挖施工监测，并确定监测数据每日一报的制度；
10）、基坑两侧设置安全可靠的防护栏杆及防护网、排水沟或挡水墙，防止高空坠物的事故发生，以及大气降水造成地面雨水流灌至基坑内；11）、场地周围及基坑内必须有足够照明度，基坑两侧禁止堆放杂乱零散材料，确保施工人员行走进出安全，严防杂物滚落基坑内伤及施工作业人员。
三、加强检查、督促落实：
根据相关规定，基坑（槽）土方开挖方案在实施时相关人员必须在现场进行检查、落实，我想检查、督促的内容应该是方案的全部，包括：
1、支护情况：
不管是基坑的钻孔桩、止水帷幕、SMW工法、CMW工法、咬合桩、连续墙，支护，还是基槽的钢板桩、木桩、水平支撑还是临时挡土设施，重点检查支护插入土体的深度、规格型号、间距、数量、固定位置、连接条件。
不管是临时性支护还是半永久性支护结构，只要设计或施工方案中明确的都必须按工序要求进行检查验收。
例如：
有的沟槽支护方案中钢板桩是密插的，但现场为节约材料或者加快速度或者凭感觉不会有问题人为改为间隔，影响支护承载力；支护插入土体设计2m现场改为1m，影响支护结构端部的稳定；还有的水平支撑设计间距为2m，施工队伍说这样不便于土方开挖和管道安装管子改为4m，这些都是安全的隐患和事故的苗头，即使不发生，并不代表你做得对，而是你“吃”了安全系数，但我相信，没有人能始终把握到这个“度”，我的理解这就是“侥幸”，这是安全工作的禁忌。
2、放坡情况：
放坡的种类和坡比在方案中是结合了现场条件、地质资料、开挖深度、荷载情况、开挖条件和施工规范综合计算确定的。
必须严格检查其落实情况，对于沟槽开挖主要有：
上、下口宽、槽底标高、平面位置及宽度、放坡是否均匀等。
我们不能因为施工合同是总价合同将设计坡比在实施过程中压缩，以减少土方外运量；也不能因为是单价合同，所以找各种理由将坡度任意放大，加大投资，对于基坑开挖重点是坡比检查。
3、土方开挖情况：
土方开挖总体原则是先撑后挖、分层、分段开挖，严禁超挖。
先撑后挖（或者交替进行）十分重要，因为开挖后土体的变形不但会降低其自身稳定性而且具有不可恢复性，无形中增加了支护结构的外部荷载；分层开挖是落实先撑后挖的前提条件。
这肯定会增加土方开挖的难度和进度，所以现场施工组织时容易出现一下子到底再支撑的逆向、危险作业法，这基本上成了土方开挖的通病，所以要跟踪督促。
基坑（槽）底严禁超挖既是质量的要求，也是安全的要求，土体经过扰动后容易产生滑移，降低承载力。
4、基坑（槽）两侧堆载情况：
上面我已说过，基坑（槽）两侧是否允许堆载、堆多少荷载已在稳定性验算过程中有了详细说明，一般在放坡开挖的情况下是严禁堆载的，现场必须做到随挖随运，明确机械车辆的停放位置，特殊条件下还应限速和限定行车线路，同时便道也应及时整理平整，这不是驾驶员水平高低、车辆性能好坏的问题，主要是避免过大的振动荷载对基坑（槽）边坡的稳定性产生不利影响，由于市政工程所处位置的特殊性，施工场地都比较狭小，材料堆放场地有限，为了降低成本和“所谓的便于施工”，基坑两侧往往发生车辆设备、钢筋模板、钢管围囹等重型车辆和材料堆放集中的现象，基坑两侧不够用，还将材料堆放在水平支撑上的严重违规现象也常有发生，对于前者，必须严格按照不超过支护结构设计中的允许堆载值进行有序组织，这就要求我们的项目经理、监理人员在心中始终做到有数，允许超载20kpa就相当于2t/m2，有了这个概念，到现场才能检查发现问题，避免出现要么一点都不能堆，要么堆多少都无人管的情况。
当然对于后者，水平支撑上堆放材料是不允许的。
5、水系情况：
土体的稳定性和其含水量密切相关，土体的含水量越高，其稳定性越差，容重越大，越容易失稳引起滑动，所以基坑（槽）开挖过程中及时做好排水、降水工作；特别是在多级平台放坡开挖和雨季条件下进行基坑（槽）开挖，更应重点注意平台位置排水设施是否到位，平台位置可以采用小型压实机具表面夯实，以避免雨水渗入土体；若遇到沟槽地下水系丰富的不利条件，对于基槽可采用局部轻型井点降水方案，井点位置视沟槽内、外侧现场条件、周边环境综合确定，井点底标高一般可控制在槽底1-2m即可；对于基坑一般采用深井降水与井点降水相结合的方法，同时也应根据周边环境和降水范围注意降水位置和时间的确定。
6、周边监测情况：
在基坑（槽）开挖以前必须摸清和其相关的管线种类走向和埋深及周边建、构筑物的情况，并根据设计要求开挖深度和其影响范围确定监测方案或采取其它支护加固措施，重点是：
监测内容（支护结构顶部水平位移、支护结构侧向位移（测斜）、支撑轴力、地下水位量测、道路沉降、管线位移、周边建筑物沉降、倾斜和裂缝情况）、测点布置原则和监测频率及检测数据反馈制度，发现监测数据异常及时召开专题会议分析原因，采取措施，加大监测频率。
在此基础上参建单位必须定项目（例如地表是否有裂缝、地面沉降等外观情况）、定制度（每天1、2次）、定专人负责检查，要知道：
表面的开裂与沉降也能反映土质的深层变化。
越是象雨天等不利情况更应到工地检查；对于相互有影响的管线应有保护措施，特别是高压电缆、煤气、自来水、通信等应采取人工先探槽、剥离后再开挖的方式。
（举例）
7、安全措施的落实：
基坑（槽）开挖过程中安全措施的落实也是十分必要，重点是防坠落、防砸伤、临边防护的措施，警示、提示标志标牌及封闭施工等；一方面对于进入施工现场的作业人员要严格限制，每一个作业人员必须正确佩戴安全帽，另一方面基坑（槽）两侧应设置可靠临边围护。
对于沟槽坡面、坡顶、平台上松散、活动材料应及时清理、清除，特别是对于表面为硬壳层而地下土质为建筑拆除物等松散填料的杂填土层，易出现临空面的条件下更应注意，必须坚持“先清除再安排人员进入沟槽”的原则，这与沟槽开挖的深浅没有关系。
周边的警示、提示标志标识也很必须，已完的井室必须采取有效措施进行覆盖，上、下扶道按要求落实。
8、应急预案的落实：
应急预案不能只落实到方案上，不能空对空，只是为了应付安全内业资料的检查，而是必须做到随时随地都能启动，并注意平时对每个应急预案都应该演练，重点是机构建立健全、通讯应24小时畅通，现场一有情况必须第一时间赶到，我们做工程的，电话打不通的感受都知道；应急物资的种类齐全、数量要到位且必须就地准备好（例如木桩、草袋、铁丝、多种直径的引流管、手电筒、快硬水泥…）、有关部门（供电、煤气、自来水、电信）的联系方式要清晰。
以上物资或要求虽然不起眼，但很多经历过的人都知道很重要。
四、沟槽开挖和管道安装过程中确保安全的几条有效措施：
在实施沟槽开挖及安装应注意：
1、逐段开挖：
及时安装回填，以减少沟槽的长边效应，沟槽的稳定性与其开挖长度也密切相关，沟槽越长，其边坡越易失稳，边坡塌方的可能性越大，所以在具体实施过程中，应根据在现场的管材长度、回填料的供应情况和开挖机械、运输车辆的投入情况、开挖深度等因素综合确定开挖长度，并应形成沟槽开挖、槽底整平、基础施工、管道安装、回填密实的流水作业，做到每道工序及时跟进。
特别是管顶50cm范围以内的回填更应及时。
要求施工单位每天报计划，监理根据相关条件的准备情况，合理确定每个班组的作业长度，如果工程量大，工期紧，项目部可采取多开作业面多工作班组同时作业的方法来解决进度与安全的矛盾。
2、采取技术措施，加快施工进度，以减少沟槽的暴露时间：
我们知道：
土体扰动、开挖后内应力重新分布后，土体的变形有一个滞后效应（郑教授已讲过原理）：
①对于土质较好的粉质粘土，经常给人直观的感觉是又光又亮，没问题，但随着时间的推移和变形的加大，往往因为后续不能及时跟进，易出现突然坍塌的情况；②对于土质不好的，例如杂填土层或淤泥质土、细砂、粉细砂等地质条件，或者地下水位比较高、水系丰富区域等，往往可能因为施工困难而延长沟槽暴露时间。
所以应当采取相应技术措施：
1）、变更管材：
由于不同的管材有不同的工艺要求，其施工作业时间也不同，例如HDPE管和钢筋砼管材相比，虽然造价虽高，但其安装时不需要砼垫层，也不需要砼基础，接口也不需要钢丝网抹带，（垫层、基础、接口）每道工序必须要有砼的强度形成的周期，这样对沟槽的稳定不利。
如采用HDPE管，随挖随安即填，这种措施特别适用于不良地质条件。
2）、掺早强速凝剂：
对于不能更换材料，必须采用砼基础的情况下，可以采取在砼配比中掺入一定量的早强速凝剂，以加快砼的强度形成，为下一步工序创造条件，对于占用时间较长的（装配式砌块）井室在施工安排时可优先实施，确保与管节施工进度基本同步。
3）、粘土回填二次开挖：
对于场地条件有限制、流砂严重，沟槽无法形成的开挖段落，在采用正常的方法（降水、封堵）无法解决的情况下，可采用开挖后回填粘土重新开挖的形式，这比采取其它措施既节约投资、工期，又安全可靠。
3、采取措施，以防止雨水渗入，降低土体稳定性。
对于沟槽开挖后可能引起的地表裂缝应做到及时发现，及时封堵，在雨季条件下对于暴露的沟槽坡面、坡顶应根据情况采用防水彩条布覆盖或事先喷射砼封闭表面等措施。
这些措施也很简单，但现场经常会出现落实难的情况。
但是如果理解了方案验算过程，就会觉得十分必要，小的措施起到了大的安全保证的作用，“勿以善小而不为，这是安全工作的关键”。
4、先试验，后施工，确保管口对接安全无事故：
在雨、污水管安装交验过程中经常会遇到对因闭水试验需要的封堵进行拆除或者与原管道进行对接的情况，由于许多区间雨、污水是混用的，所以即使对雨水管的对接或封堵的清理，也必须按照污水管的要求来实施，使用先试验后实施，禁止采用井盖打开以后通过目测、闻气味的方法来判定是否存在有毒气体，原因是SO2等有毒气体具有存在比重大、无色无味或不易会发的特点，所以应该先做动物试验，通过循环送风后再派人（系绳）实施清理和对接的方案，并在现场有专人负责。
总之：
基坑（槽）土方开挖安全工作是一件经常性的大事，只要我们强化意识、科学组织、落实措施，牢记“安全第一、预防为主”的方针，扎扎实实地把安全工作贯穿到基坑（槽）开挖的每个环节和细节，就一定能够把安全工作做好。
以上是本人对基坑（槽）开挖过程中安全生产的几点体会，不当之处，敬请指正，谢谢大家。
陈建明
二〇〇八年十一月二十六日
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