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既有地下結(jié)構(gòu)擴(kuò)建改造施工中的安全風(fēng)險(xiǎn)與控制

文檔作者：蔡來(lái)炳1 2 文檔來(lái)源： 1.上海建科工程咨詢有限公司 2.上海市工程結(jié)構(gòu)安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年12月16日
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改擴(kuò)建工程 RECONSTRUCTION &amp;amp; EXPANSION PROJECT
既有地下結(jié)構(gòu)擴(kuò)建改造施工中的安全風(fēng)險(xiǎn)與控制
蔡來(lái)炳"2
1.上海建科工程咨詢有限公司 上海 200032 ; 2. _h海市工程結(jié)構(gòu)安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海 200032
摘要：以上海為例，探討了軟土地區(qū)大型城市既有地下結(jié)構(gòu)擴(kuò)建改造工程施工中的安全風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)，采用工作分解結(jié)構(gòu)
(WBS)、風(fēng)險(xiǎn)分解結(jié)構(gòu)(RBS )分析法，從人員安全、施工機(jī)械設(shè)備安全、結(jié)構(gòu)安全和周邊環(huán)境安全等角度對(duì)既有
地下結(jié)構(gòu)擴(kuò)建改造施工安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了識(shí)別，建立了風(fēng)險(xiǎn)清單。初步評(píng)估了風(fēng)險(xiǎn)事件的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，提出了既有結(jié)構(gòu)失
穩(wěn)或坍塌、支護(hù)體系失穩(wěn)或坍塌、支撐失穩(wěn)、地下水管涌與流砂、模架體系失穩(wěn)、新舊結(jié)構(gòu)體系失穩(wěn)或坍塌以及周邊
設(shè)施變形或損壞等風(fēng)險(xiǎn)事件為不愿接受風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)合施工案例分析，制訂了既有地下結(jié)構(gòu)擴(kuò)建改造施工主要安全風(fēng)險(xiǎn)的
控制措施。
關(guān)鍵詞：既有地下結(jié)構(gòu)；擴(kuò)建改造施工；安全風(fēng)險(xiǎn)；工作分解結(jié)構(gòu)；風(fēng)險(xiǎn)分解結(jié)構(gòu)；風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)；風(fēng)險(xiǎn)控制
中圖分類號(hào)：TU746.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1004-1001(2019)06-1099-04 DOI: 10.14144/j.cnki.jzsg.2019.06.035
Safety Risk and Control of Extension and Reconstruction
of Existing Underground Structure
CAI Laibing1,2
1. Shanghai Jianke Engineering Consulting Co., Ltd., Shanghai 200032, China;
2. Shanghai Key Laboratory of Engineering Structure Safety, Shanghai 200032, China
Abstract: Taking Shanghai as an example, this paper discusses the construction and safety risk characteristics of the
existing underground structure extension and reconstruction project in large cities in soft soil areas. By adopting the
work breakdown structure (WBS) and risk decomposition structure (RBS) analysis method and from the perspectives of
personnel safety, construction machinery and equipment safety, structural safety and surrounding environmentml safety,
the safety risks of the existi ng un dergro und structure exte nsion and rec on structio n were ide ntified and a risk list was
established. The risk grade of risk eve nts was in itially assessed. Risk eve nts such as the existing structural in stability or
collapse, instability or collapse of the support system, support instability, groun dwater piping and runoff, in stability of the
formwork system, instability or collapse of the old and new structural systems, deformation or damage to surrounding
facilities were identified as unacceptable risks. Combined with the construction case analysis, the control measures for
the main safety risks of the existi ng un dergro und structure exte nsion and rec on structio n were formulated.
Keywords: existing un dergro und structure; exte nsion and rec on struction; safety risk; work breakdow n structure; risk
decomposition structure; risk grade; risk control
既有地下結(jié)構(gòu)擴(kuò)建改造施工具有如下特點(diǎn)21:環(huán)境約
束多、地層與水文條件復(fù)雜、改造工程難度大、安全風(fēng)險(xiǎn)
髙。其施工過(guò)程中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)高，造成的后果損失嚴(yán)
重、社會(huì)影響大，因此有必要對(duì)施工安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別、
評(píng)估、響應(yīng)和控制。
1 施工安全風(fēng)險(xiǎn)
既有地下結(jié)構(gòu)通常處于地下地層中，從建造工程時(shí)
基全項(xiàng)《1： -L誨市科學(xué)技術(shù)妥員備科研計(jì)劃項(xiàng)目
（16DZ1201605）。
作者簡(jiǎn)介：蔡來(lái)妬（1972—）,男，傅士，教梗級(jí)離級(jí)
工租呷。
通佶地址：上誨■審?fù)杵侥乡?5號(hào)1號(hào)揍506壷（200032）。
也子 *P : cailaibing@jkec.com.cn
收稿 R 期：2019-01-29
土層擾動(dòng)狀態(tài)逐漸形成使用階段的土層相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。既
有地下結(jié)構(gòu)改擴(kuò)建施工，將改變既有的土層平衡狀態(tài)、既
有地下結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，施工控制不當(dāng)將引起土層、既有地
下結(jié)構(gòu)破壞或失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，在既有地下結(jié)構(gòu)改擴(kuò)建工
程中，受周圍水土介質(zhì)、上部結(jié)構(gòu)荷載、鄰近荷載和施工
荷載等作用，存在新建結(jié)構(gòu)、臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)破壞或失穩(wěn)風(fēng)
險(xiǎn)，以及人員安全風(fēng)險(xiǎn)和機(jī)械設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)。既有地下
結(jié)構(gòu)擴(kuò)建改造工程的風(fēng)險(xiǎn)分解結(jié)構(gòu)（RBS）見(jiàn)圖1。根據(jù)
DG/TJ08 2235—2017《既有地下建筑改擴(kuò)建技術(shù)規(guī)范》
可以構(gòu)建既有地下結(jié)構(gòu)擴(kuò)建改造工程工作分解結(jié)構(gòu)
（圖2）。
根據(jù)既有地下結(jié)構(gòu)擴(kuò)建改造工程工作分解結(jié)構(gòu)
（WBS）和風(fēng)險(xiǎn)分解結(jié)構(gòu)（RBS）兇可以構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別矩
陣（表1）,進(jìn)而建立風(fēng)險(xiǎn)清單（表2）。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
GB 50652—2011《城市軌道交通地下工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)管理規(guī)
建筑施工?第41卷?第6期1099 7I
蔡來(lái)炳：既有地下結(jié)構(gòu)擴(kuò)建改造施工中的安全風(fēng)險(xiǎn)與控制
|人員安全風(fēng)誡莎||機(jī)械設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)R2 ||結(jié)構(gòu)安冬風(fēng)險(xiǎn)R3 ||周邊環(huán)境安冬風(fēng)險(xiǎn)R4 |
|改擴(kuò)建施工安全風(fēng)險(xiǎn)R|
I I I I
I ~T~ | | I I
龍
R1-1
機(jī)械
傷害
R12
高處
墜落
R13
觸電
R14
火災(zāi)
或爆
炸
R15
中毒
R16
倒塌
R21
墜落
R22
火災(zāi)
IR23
失穩(wěn)
或坍
塌
R31
變形
過(guò)大
R32
裂縫
與滲
漏
R33
設(shè)施
變形
過(guò)大
R41
設(shè)施
破壞
R42
失穩(wěn)
或坍
塌
R43
圖1既有地下結(jié)構(gòu)擴(kuò)建改造工程風(fēng)險(xiǎn)分解結(jié)構(gòu)
I既有地下結(jié)構(gòu)改擴(kuò)建工程w|
W6
I止水就專II土體加國(guó)II囲護(hù)樁塡I
|_W31_J| W32 || ^33 \
圖2既有地下結(jié)構(gòu)擴(kuò)建改造工程工作分解結(jié)構(gòu)
范》⑷和上海市工程建設(shè)規(guī)范DG/TJ 08-2235—2017《既有
地下建筑改擴(kuò)建技術(shù)規(guī)范》，將既有地下結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險(xiǎn)分
為I級(jí)、II級(jí)、III級(jí)、IV級(jí)等4級(jí)。采用專家評(píng)分法同和LS
風(fēng)險(xiǎn)矩陣，對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)事件進(jìn)行評(píng)價(jià)，見(jiàn)表2。
表2表明，在既有地下結(jié)構(gòu)擴(kuò)建改造工程施工中，新舊
結(jié)構(gòu)、支護(hù)體系失穩(wěn)或坍塌，支撐、模架體系失穩(wěn)，地下
水管涌與流砂以及周邊設(shè)施變形或損壞等風(fēng)險(xiǎn)事件為II級(jí)
風(fēng)險(xiǎn)，屬于不愿接受風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于II級(jí)風(fēng)險(xiǎn)事件，應(yīng)制訂針
對(duì)性的風(fēng)險(xiǎn)控制措施。以下結(jié)合工程實(shí)例，探討既有地下
結(jié)構(gòu)擴(kuò)建改造施工風(fēng)險(xiǎn)控制。
2 風(fēng)險(xiǎn)控制
某建筑工程地下3層，基坑開(kāi)挖面積約25 000 m2,最
大開(kāi)挖深度14.60?15.60 m,設(shè)置3道混凝土支撐。場(chǎng)地
周邊分布有運(yùn)營(yíng)地鐵線、居民建筑物和城市道路，地鐵
隧道邊與基坑邊最小凈距15 m,居民建筑物與基坑邊最
近距離31 m （圖3）。場(chǎng)地內(nèi)土層自上而下分布為填土、
粉質(zhì)黏土與淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉土-粉砂、粉細(xì)砂、粉質(zhì)
黏土、含卵礫石中粗砂、強(qiáng)-中風(fēng)化泥巖等。其中粉土-粉
砂、粉細(xì)砂、含卵礫石中粗砂等為承壓水含水層，水頭埋
深在地面下3.6 m?；幼畲箝_(kāi)挖面和底板均位于粉細(xì)砂
承壓含水層?；迂Q向圍護(hù)結(jié)構(gòu)為地下連續(xù)墻，采用鋼箱
接頭形式，鄰近地鐵側(cè)墻厚1.0 m,其余側(cè)墻厚0.8 m,深
63.5~67.3 m,墻趾位于中風(fēng)化泥巖。
2.1地下結(jié)構(gòu)改造風(fēng)險(xiǎn)
該工程地下室底板完成，在拆除第3道混凝土支撐、
進(jìn)行地下2層樓板施工時(shí)，由于建筑功能調(diào)整，上部結(jié)構(gòu)
作重大變更，需對(duì)局部地下室進(jìn)行改造：增補(bǔ)鉆孔灌注樁
31根，樁徑1 000 mm,樁長(zhǎng)54 m,樁端位于中風(fēng)化灰?guī)r，
其中12根樁在基坑支撐棧橋上施工；增設(shè)4個(gè)集水井，增改
7個(gè)電梯井，落深基坑開(kāi)挖深度1.3?2.8 m。該工程既有地
下結(jié)構(gòu)改造施工作業(yè)內(nèi)容包括增補(bǔ)鉆孔灌注樁、局部底板
表1既有地下結(jié)構(gòu)擴(kuò)建改造工程安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別矩陣
分解項(xiàng)
既有地下結(jié)構(gòu)改擴(kuò)建工程W
土體
加固
施工
W1
樁基
施工
W2
圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工
W3
水平
或豎
向支
撐施
工W4
既有
結(jié)構(gòu)
拆除
W5
降水施工
W6
熬T
W7
曙
W31
JI
W32
圍護(hù)
樁墻
W33
=
R1
物體打
擊R11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
機(jī)械傷
害R12 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
高處墜
落R13 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1
觸電
R14 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
火災(zāi)或
爆炸
R15
1 1 1 1 1 1 1 0 1 1
中毒
R16 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1
R2
倒塌
R21 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1
墜落
R22 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1
火災(zāi)或
爆炸
R23
1 I 1 1 1 1 1 0 1 1
R3
失穩(wěn)或
坍塌
R31
0 0 0 0 1 1 1 0 1 1
變形過(guò)
大R32 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
裂縫與
滲漏
R33
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
R4
設(shè)施變
形過(guò)大
R41
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
設(shè)施破
壞R42 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
失穩(wěn)或
坍塌
R43
0 1 0 0 1 1 1 1 1 1
結(jié)構(gòu)鑿除、落深基坑施工、增設(shè)電梯井或集水井結(jié)構(gòu)施工
等。增設(shè)電梯井的平面和基坑剖面如圖4所示。
根據(jù)表2給出的結(jié)果，該工程改造施工主要安全風(fēng)險(xiǎn)
有：原基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)使用時(shí)間超過(guò)1 a,與設(shè)計(jì)使用年限
不符，且部分補(bǔ)樁作業(yè)處于棧橋上，改變混凝土支撐受力
體系，存在既有基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)；以增設(shè)電梯井為
例，拆除既有地下室底板、補(bǔ)樁、落深基坑施工等，存在
地下水管涌與流砂風(fēng)險(xiǎn)、落深基坑坍塌風(fēng)險(xiǎn)；在新建結(jié)構(gòu)
施工時(shí)，由于水土流失，引起原有地下室結(jié)構(gòu)下部土體松
軟，或地下水作用引起新建結(jié)構(gòu)上浮、混凝土離析等，存
在新舊結(jié)構(gòu)體系破壞、漏水風(fēng)險(xiǎn)；因基坑施工引起周邊設(shè)
施變形、破損，進(jìn)而影響設(shè)施運(yùn)營(yíng)安全。
2.2風(fēng)險(xiǎn)控制措施
1）根據(jù)現(xiàn)狀和補(bǔ)樁施工工況，結(jié)合基坑變形數(shù)據(jù)，
r\ 1100| 2019 ? 6 ? Building Construction
蔡來(lái)炳：既有地下結(jié)構(gòu)擴(kuò)建改造施工中的安全風(fēng)險(xiǎn)與控制
表2既有地下結(jié)構(gòu)擴(kuò)建改造施工安全風(fēng)險(xiǎn)清單與風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)
一
|
st 1 編號(hào)風(fēng)險(xiǎn)描述
對(duì)應(yīng)施
工部位
人員
傷亡RW1
在土體加固、樁基工程、圍護(hù)結(jié)構(gòu)等施工
時(shí)，由于工人操作不當(dāng)、安全防護(hù)措施不
到位、機(jī)械設(shè)備與繩索配件缺陷和異常氣
候等原因，發(fā)生物體打擊、機(jī)械傷害、高
處墜落等人員傷害風(fēng)險(xiǎn)，或施工用電不當(dāng)
引起觸電風(fēng)險(xiǎn)；對(duì)于地下相對(duì)密閉空間作
業(yè)，由于燃燒、電焊、切割等有害氣體排
放和排氣通風(fēng)措施不當(dāng)，容易出現(xiàn)人員中
毒風(fēng)險(xiǎn)
土體加
固施工
W1?新
建結(jié)構(gòu)
施工WX
in
施工機(jī)
械設(shè)備
倒塌
RW2
施工操作不當(dāng)、機(jī)械性能不符合現(xiàn)場(chǎng)要
求、機(jī)械固定不牢靠、碰撞、超負(fù)荷作業(yè)
和風(fēng)荷載作用等因素，容易引起施工機(jī)械
倒塌風(fēng)險(xiǎn)，如水平或豎向鉆機(jī)、起重設(shè)
備、樁機(jī)、凍結(jié)設(shè)備、泥漿設(shè)備、地下連
續(xù)墻成槽設(shè)備及接頭箱（鎖口管）、挖土
設(shè)備、水泥筒等倒塌風(fēng)險(xiǎn)
土體加
固施工
W1?新
建結(jié)構(gòu)
施工W8
m
結(jié)形漏
有變滲
既構(gòu)與
RW3
擴(kuò)建改造施工引起土層應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)和
地下水分布發(fā)生變化，或?qū)扔械叵陆Y(jié)構(gòu)
施加和拆除臨時(shí)支撐時(shí)，或既有地下結(jié)構(gòu)
布局拆除時(shí)，容易引起既有地下結(jié)構(gòu)變
形、局部受力突變，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂縫、
滲漏風(fēng)險(xiǎn)
土體加
固施工
W1 ~新
建結(jié)構(gòu)
施工W8
in
周邊設(shè)
施變形RW4
擴(kuò)建改造施工引起周邊設(shè)施所處的土層應(yīng)
力場(chǎng)、位移場(chǎng)和地下水分布等變化，既有
結(jié)構(gòu)滲漏、失穩(wěn)或坍塌，臨時(shí)結(jié)構(gòu)、新建
結(jié)構(gòu)失穩(wěn)或坍塌，可能造成周邊設(shè)施變形
或損壞，如周邊建筑物、地下管線（管
廊）、地鐵設(shè)施、地下通道、水利設(shè)施、
人防設(shè)施等。周邊設(shè)施變形或損壞進(jìn)一步
加劇時(shí)，可能發(fā)生失穩(wěn)或坍塌風(fēng)險(xiǎn)
土體加
固施工
W1?新
建結(jié)構(gòu)
施工W8
n
火災(zāi)或
爆炸RW5
既有地下結(jié)構(gòu)擴(kuò)建改造施工存在有壓力容
器、易燃易爆物體等危險(xiǎn)源，如空氣壓縮
機(jī)、水泥筒、氧氣瓶、乙快瓶、聚氨酯
等，由于保護(hù)措施不到位、施工操作不
當(dāng)、環(huán)境氣溫變化和外力作用等，可能引
發(fā)火災(zāi)或爆炸風(fēng)險(xiǎn)，特別是在地下相對(duì)密
閉空間
土體加
固施工
W1?新
建結(jié)構(gòu)
施工W8
in
撐或墜
支件件落
鋼構(gòu)配
RW6
擴(kuò)建改造施工，如地基加固、樁基施工、
圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工、既有地下結(jié)構(gòu)拆除、降水
與土方開(kāi)挖等將對(duì)既有地下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利
影響，在這些施工作業(yè)前，施加水平或豎
向鋼支撐對(duì)既有地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。在鋼
支撐施設(shè)和拆除過(guò)程中，受作業(yè)空間制
約，因施工作業(yè)不當(dāng)、措施不到位或外界
荷載作用，存在鋼支撐構(gòu)件或配件墜落風(fēng)
險(xiǎn)
既有結(jié)
構(gòu)拆除
W5?新
建結(jié)構(gòu)
施工WX
in
結(jié)穩(wěn)塌
有失坍
既構(gòu)或
RW7
擴(kuò)建改造施工引起土層應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)和
地下水分布等變化，包括地層空洞或塌
陷、水土流失等，以及既有地下結(jié)構(gòu)變
形、局部受力突變，這些變化進(jìn)一步加劇
或長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)作用，可能導(dǎo)致既有結(jié)構(gòu)失
穩(wěn)或坍塌風(fēng)險(xiǎn)
既有結(jié)
構(gòu)拆除
W5 ~新
建結(jié)構(gòu)
施工W8
n
支撐失
穩(wěn)RW8
在土方開(kāi)挖和降水施工過(guò)程中，由于支護(hù)
體系變形、碰撞、支撐堆載、支撐施設(shè)或
拆除不當(dāng)、作業(yè)不當(dāng)或不利氣候條件等原
因，引起支撐壓彎失穩(wěn)或松弛失穩(wěn)
降水
施工
W6?新
建結(jié)構(gòu)
施工W8
n
圍護(hù)結(jié)
構(gòu)變形
或滲痛
RW9
圍護(hù)結(jié)構(gòu)所受荷載變化、地下水位或水力
聯(lián)系變化、支撐不及時(shí)、隆水效果未達(dá)到
要求、不均衡土方開(kāi)挖或超挖以及圍護(hù)結(jié)
構(gòu)缺陷等，可能導(dǎo)致圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形過(guò)大，
造成圍護(hù)結(jié)構(gòu)特別是圍護(hù)結(jié)構(gòu)連接處和不
同時(shí)間施工的圍護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生滲漏水、流土
流砂風(fēng)臉
降水
施工
W6?新
建結(jié)構(gòu)
施工W8
in
地下水
管涌與
流砂
RW10
既有地下結(jié)構(gòu)擴(kuò)建改造施工時(shí)，自然土層
發(fā)生二次變化。在粉土、砂性土含水層
中，因地下水控制措施不當(dāng)、降水不合理
或未按方案抽降水、圍護(hù)結(jié)構(gòu)與止水帷幕
缺陷、土方開(kāi)挖作業(yè)不當(dāng)、地下水位或水
力聯(lián)系變化等，或者承壓水作用，在土方
開(kāi)挖中存在地下水管涌、流砂風(fēng)險(xiǎn)
降水
施工
W6?新
建結(jié)構(gòu)
施工W8
n
表2既有地下結(jié)構(gòu)擴(kuò)建改造施工安全風(fēng)險(xiǎn)清單與風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)（續(xù)）
編號(hào)風(fēng)險(xiǎn)描述
對(duì)應(yīng)施
工部位
1
支護(hù)體
系失癥
或坍塌
RW11
圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形過(guò)大、滲漏加劇，支撐失
穩(wěn)，地下水管涌、流砂，可能導(dǎo)致圍護(hù)結(jié)
構(gòu)和支撐體系失穩(wěn)或坍塌風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于水平
暗挖擴(kuò)建改造工程，土體加固和地下水的
治理不當(dāng)，或忽視土層加固與支護(hù)結(jié)構(gòu)整
體作用，易引起支護(hù)體系失穩(wěn)或坍塌風(fēng)險(xiǎn)
土方開(kāi)
挖與支
撐W7
II
模架體
系失穩(wěn)RW12
新建結(jié)構(gòu)模架體系設(shè)計(jì)與實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)不符、
加固措施不到位、搭設(shè)和拆除不合理、混
凝土澆筑與設(shè)計(jì)方案不符、施工荷載過(guò)大
或分布不均衡，可能引起包括柱子模架、
側(cè)墻模架、樓板模架和結(jié)構(gòu)襯砌模架等失
穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)
新建結(jié)
構(gòu)施工
W8
n
新舊結(jié)
構(gòu)變形
或滲漏
RW13
既有結(jié)構(gòu)界面處理不當(dāng)、鋼筋連接措施不
當(dāng)、新建結(jié)構(gòu)混凝土質(zhì)量缺陷、地下水位
變化和拆模與養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，或者臨時(shí)支撐體
系變形或拆除不當(dāng)，可能導(dǎo)致新建結(jié)構(gòu)和
既有結(jié)構(gòu)變形過(guò)大、新舊結(jié)構(gòu)連接處滲漏
風(fēng)險(xiǎn)
新建結(jié)
構(gòu)施工
W8
in
Is
轟
新構(gòu)失坍
RW14
新建結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度未達(dá)到要求或新舊結(jié)
構(gòu)連接處缺陷，即新舊結(jié)構(gòu)體系未形成有
效承載能力，拆除臨時(shí)支撐，或承受過(guò)大
荷載作用，如水土壓力增大，可能發(fā)生新
舊結(jié)構(gòu)體系失穩(wěn)或坍塌風(fēng)險(xiǎn)
新建結(jié)
構(gòu)施工
W8
n
圖3基坑工程平面布置
-底板破除邊線-ij.10 m
-15.70 m
2 3粉土、粉砂
2)4粉細(xì)砂
二 31.10m
-16.70 m
.~J8.80 m
0800@600 三重
管髙壓旋噴樁
（b）剖面
圖4增設(shè)電梯井落深基坑
對(duì)既有基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全性驗(yàn)算。由于底板與地下連
續(xù)墻連接為整體，故基坑內(nèi)降水、底板鑿除、落深基坑開(kāi)
挖、支撐棧橋上鉆孔樁施工和其他改造施工作業(yè)時(shí)，既有
基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)穩(wěn)定安全。支撐棧橋開(kāi)洞位置須避開(kāi)棧橋
梁，在開(kāi)洞處設(shè)置圍擋及警示裝置，圍擋內(nèi)嚴(yán)禁作用任何
建筑施工?第41卷?第6期1101 71
蔡來(lái)炳：既有地下結(jié)構(gòu)擴(kuò)建改造施工中的安全風(fēng)險(xiǎn)與控制
形式的施工荷載；樁機(jī)基座需墊鋪鋼板，確保棧橋受力均
勻；在棧橋上設(shè)置泥漿池時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制泥漿池高度，確
保棧橋荷載不超過(guò)設(shè)計(jì)限值30 kPao應(yīng)加強(qiáng)混凝土支撐立
柱樁鋼構(gòu)件的防腐措施，加強(qiáng)既有基坑支護(hù)體系變形和支
撐軸力監(jiān)測(cè)。
2） 地下室底板改造施工影響范圍土層為粉砂性土，
為預(yù)防地下水管涌與流砂風(fēng)險(xiǎn)，底板開(kāi)洞增設(shè)12 口降水
井，深度21.5 m。通過(guò)在基坑內(nèi)抽降地下水至底板底以下
0.5 m,以控制補(bǔ)樁、施設(shè)高壓旋噴樁、落深基坑開(kāi)挖等作
業(yè)的地下水管涌與流砂風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)滿足封井條件時(shí)，首先對(duì)
增設(shè)的12口降水井依次進(jìn)行封井，最后對(duì)原有的6口降水井
進(jìn)行封井。
3） 落深基坑采用三重管高壓旋噴樁重力式擋墻作為坑
內(nèi)支護(hù)結(jié)構(gòu)，重力擋墻厚度0.8?2.0m,插入比約1.30,高
壓旋噴樁直徑800 mm,搭接200 mm。保證高壓旋噴樁質(zhì)量
是預(yù)防落深基坑坍塌風(fēng)險(xiǎn)的首要措施。高壓旋噴樁注漿材
料釆用雙液漿。施工時(shí)需派專人看護(hù)施工區(qū)域附近降水井
的抽水情況，防止高壓旋噴樁與水井串通，影響降水井的
降水效果及避免水井被埋。一旦發(fā)現(xiàn)排水量減少、斷排及
高壓旋噴樁施工時(shí)出現(xiàn)清水變渾濁，說(shuō)明高壓旋噴樁與水
井己串通，必須立即采取應(yīng)對(duì)措施：停止旋噴樁施工及周
圍的降水井排水，待45 min水泥漿初凝后，立即清洗降水
井，直至恢復(fù)降水井的排水狀況；一旦降水效果恢復(fù)，停
止抽水，繼續(xù)施工高壓旋噴樁，加快施工速度完成該區(qū)域
內(nèi)的工程量。
4） 增補(bǔ)鉆孔灌注樁、新建電梯井或集水井結(jié)構(gòu)安全風(fēng)
險(xiǎn)控制措施。由于靠近破除邊緣350 mm范圍內(nèi)均為人工破
除，即原有底板鋼筋保留長(zhǎng)度為350 mm,原底板鋼筋與后
增加鋼筋采用單面焊連接，接頭無(wú)需錯(cuò)開(kāi)處理，需滿足焊
接長(zhǎng)度不小于15d （d為鋼筋直徑）的要求。新老結(jié)構(gòu)防水
措施：在墊層、磚側(cè)模施工完成后，按設(shè)計(jì)施工厚1.5 mm
的CPS-CL反應(yīng)粘接型高分子濕鋪防水卷材（雙面粘）+厚
50 mm的C20細(xì)石混凝土保護(hù)層，陰陽(yáng)角、新舊卷材接槎處
設(shè)置寬500 mm相同材質(zhì)卷材附加層。同時(shí)，在新老結(jié)構(gòu)部
位預(yù)埋注漿管，混凝土強(qiáng)度滿足后進(jìn)行控制注漿，預(yù)防結(jié)
構(gòu)漏水風(fēng)險(xiǎn)；增設(shè)基坑邊梁，以有效控制新增集水井或電
梯井的結(jié)構(gòu)安全（圖5）。
5） 鄰近地鐵隧道安全風(fēng)險(xiǎn)控制措施。鄰近地鐵區(qū)間隧
道區(qū)域段采用850 mm三軸深層攪拌樁對(duì)主、被動(dòng)區(qū)土體
進(jìn)行加固。地下連續(xù)墻兩側(cè)槽壁采用三軸深攪拌樁加固，
坑外在地鐵與地下連續(xù)墻中間采用隔離樁控制地鐵盾構(gòu)區(qū)
間隧道變形。
2.3實(shí)施結(jié)果
基于安全風(fēng)險(xiǎn)分析，釆取有效的降水措施和高壓旋噴
樁加固等風(fēng)險(xiǎn)控制，該工程地下室改造施工過(guò)程中未發(fā)生
圖5落深基坑邊梁結(jié)構(gòu)與新舊連接部位處理
安全風(fēng)險(xiǎn)事件。從增設(shè)鉆孔樁施工開(kāi)始到新建集水井與電
梯井結(jié)構(gòu)完成，既有基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)最大沉降變化量控制在
5 mm以內(nèi)，最大水平位移變化量7 mm；地鐵盾構(gòu)區(qū)間隧道
沉降最大變化量5 mm。結(jié)合沉降觀測(cè)結(jié)果，采用后注漿措
施，新建結(jié)構(gòu)和既有地下室底板未出現(xiàn)滲漏。
因此，對(duì)于該工程既有地下結(jié)構(gòu)改建，針對(duì)基坑支
護(hù)結(jié)構(gòu)體系、增設(shè)樁基以及集水井或電梯井等局部改造內(nèi)
容，基于工程監(jiān)測(cè)，采用土體加固、開(kāi)挖降水和新舊結(jié)構(gòu)
防水等措施是控制安全風(fēng)險(xiǎn)的主要內(nèi)容。
3 結(jié)語(yǔ)
1） 采用WBS-RBS法可以有效形成既有地下結(jié)構(gòu)擴(kuò)建
改造工程風(fēng)險(xiǎn)清單。結(jié)合專家調(diào)查法和LS風(fēng)險(xiǎn)矩陣，風(fēng)險(xiǎn)
評(píng)價(jià)結(jié)果表明：新舊結(jié)構(gòu)、支護(hù)體系失穩(wěn)或坍塌，支撐、
模架體系失穩(wěn)，地下水管涌與流砂以及周邊設(shè)施變形或損
壞等風(fēng)險(xiǎn)事件為H級(jí)風(fēng)險(xiǎn)，屬于不愿接受風(fēng)險(xiǎn)。
2） 在風(fēng)險(xiǎn)控制方面，土體加固和開(kāi)挖降水等措施可以
有效控制開(kāi)挖土體失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)和地下水管涌風(fēng)險(xiǎn)⑼；鋼筋連
接、新舊結(jié)構(gòu)界面處理和沉降控制是新建與原有結(jié)構(gòu)體系
安全的重要內(nèi)容；應(yīng)根據(jù)周邊設(shè)施的特點(diǎn)制訂針對(duì)性的環(huán)
境設(shè)施安全風(fēng)險(xiǎn)控制措施閥。
------- --------- ^===^ 參考文獻(xiàn)亠丄 -- =
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1102. 2019 ? 6 ? Building Construction

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