大型工程建設設計階段的風險控制要點

大型工程建設設計階段的風險控制要點地基基礎基坑坍塌風險風險因素分析隨著目前基坑工程越挖越大，越挖越深、周邊環(huán)境越挖越復雜，基坑設計面臨風險也越來越重，造成基坑坍塌的風險在設計方面的原因主要有：深基坑設計方案選擇失誤；支護結(jié)構(gòu)設計中土體的物理力學參數(shù)選擇不當；深基坑支護的設計荷載取值不當；支護結(jié)構(gòu)設計計算與實際受力不符；或設計模型與基坑開挖實際不一致；支撐結(jié)構(gòu)設計失誤或錨固結(jié)構(gòu)設計失誤；地下水處理方法不當；對基坑開挖存在的空間效應和時間效應考慮不周；對基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析和預判不準確。風險控制要點為確保施工安全，防止塌方事故發(fā)生，建筑基坑支護設計與施工應綜合考慮工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、基坑類型、基坑開挖深度、降排水條件、周邊環(huán)境對基坑側(cè)壁位移的要求，基坑周邊荷載、施工季節(jié)、支護結(jié)構(gòu)使用期限等因素，做到合理設計、精心施工、經(jīng)濟安全。對深基坑坍塌風險，設計階段要綜合考慮和采取以下措施：基坑計算必須考慮施工過程的影響，進行土方分層開挖、分層設置支撐、逐層換撐拆撐的全過程分析。盡可能使實際施工的各個階段，與計算設定的各個工況一致；基坑設計時要考慮軟土流變特性的時間效應和空間效應，考慮特殊土在溫度、荷載、形變、地下水等作用下的特殊性質(zhì)；認識施工過程的復雜性，如經(jīng)常發(fā)生的超挖現(xiàn)象、出土口位置、重車振動荷載和行車路線、施工棧橋和堆場布置等；重視周邊環(huán)境監(jiān)測，研究基坑監(jiān)測警戒值合理取值范圍；實行基坑動態(tài)設計和信息化施工：監(jiān)測數(shù)據(jù)（內(nèi)力、變形、土壓力、孔隙水壓力、潛水及承壓水水頭標高等）；反分析得到計算模型參數(shù)；預測下一工況支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形；必要時，修改設計措施、調(diào)整挖土方案；設計單位應當考慮施工安全操作和防護的需要，對涉及施工安全的重點部位和環(huán)節(jié)在設計文件中注明，并對防范生產(chǎn)安全事故提出指導意見；采用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝和特殊結(jié)構(gòu)的深基坑工程，設計單位應當在設計中提出保障施工作業(yè)人員安全和預防生產(chǎn)安全事故的措施建議；從設計理念和設計方法來看，要徹底轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的設計理念，建立變形控制的新的工程設計方法，開展支護結(jié)構(gòu)的試驗研究，探索新型支護結(jié)構(gòu)的計算方法?？拥淄挥匡L險風險因素分析深基坑坑底突涌的風險，設計方面的原因是因設計考慮不周引起的，主要風險因素有：忽略抗?jié)B流或抗管涌穩(wěn)定性驗算；設計沒有考慮處理承壓水措施。在地下水及在施工擾動作用下，深基坑坑底土層性能的弱化作用。風險控制要點對深基坑坑底突涌的風險控制，設計階段要考慮和采取以下措施：設計階段同樣關(guān)注基坑坍塌面臨的風險；設計時必須進行抗?jié)B流或抗管涌穩(wěn)定性驗算；施工時設計應關(guān)注承壓水處理措施，包括采取豎向止水帷幕隔絕法和坑底加固法；采取合理的基坑加固措施?？拥茁∑痫L險風險因素分析深基坑坑底隆起風險與基坑邊坡坍塌有一定的關(guān)聯(lián)關(guān)系，要重視因設計不周帶來的風險：忽略坑底隆起穩(wěn)定性驗算；與基坑坍塌相關(guān)的風險；忽略坑底隆起對工程樁、支護構(gòu)件帶來的不利影響。風險控制要點對深基坑坑底隆起的風險控制，設計階段要考慮和采取以下措施：設計階段同樣關(guān)注基坑坍塌面臨的風險；設計時必須進行抗坑底隆起穩(wěn)定性驗算；施工時設計應關(guān)注坑底隆起（回彈）量的監(jiān)測?；鶚稊嗔扬L險風險因素分析造成基樁斷裂的風險，設計方面的原因是因設計考慮不周引起的，主要風險因素有：設計沒有考慮基坑開挖后，基坑底部隆起引起對基樁的軸拉力，對樁身強度、對多節(jié)樁，接樁樁頭、接樁節(jié)點的構(gòu)造和強度沒有考慮上述情況下的軸拉力；因設計失誤造成樁身強度不足而造成斷樁。風險控制要點對基樁斷裂的風險，設計階段要綜合考慮和采取以下措施：樁身設計除考慮正常使用狀態(tài)下樁身軸力外，還需考慮基坑開挖施工后土體回彈隆起引起的軸力和樁頂上拔引起的軸力；根據(jù)以上的內(nèi)力情況，對不同工況作用下的樁身的鋼筋配置量進行校核，如不滿足，需增加配筋量；對多節(jié)樁，接樁樁頭、接樁節(jié)點的構(gòu)造和強度，也必須考慮上述情況下的軸拉力。地下結(jié)構(gòu)上浮和受浮力破壞風險風險因素分析造成地下結(jié)構(gòu)上浮和受浮力破壞的風險，設計方面的原因是因設計考慮不周引起的，主要風險因素有：勘察報告沒有明確提出抗浮設防水位；設計對當?shù)氐乃蛔兓涣私?，選取的抗浮設防水位取值不當；設計文件沒有提出施工階段對抗浮要求。風險控制要點對地下結(jié)構(gòu)上浮和受浮力破壞的風險，設計階段要綜合考慮和采取以下措施：勘察單位應搜集當?shù)厮臍v史資料，根據(jù)多年統(tǒng)計經(jīng)驗推算出需要考慮的抗浮水位高度，并考慮將來使用期水位的變化綜合確定設計抗浮水位，并在勘察報告中明確；當無歷史數(shù)據(jù)時，設計時應估計地下水位高度，可按最不利情況取值；如場地標高在施工期間發(fā)生大面積改變，設計需重新核實設防水位。設計應考慮上部建筑高低懸殊引起的地下室結(jié)構(gòu)局部抗浮的受力差異；設計圖紙應對施工過程提出對階段性抗浮的施工要求，包括施工程序和施工措施的時間要求。高切坡工程風險風險因素分析隨著山丘地區(qū)經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，建設工程的邊坡施工越來越多，風險越來越大，造成高切坡滑坡的風險在設計方面的原因主要有：高切坡工程設計施工前未進行專項的地震安全評估、地質(zhì)災害危險性評估與邊坡勘察；巖、土體的物理力學參數(shù)選擇不當；未充分考慮坡體巖土體地層劇烈變化、軟弱結(jié)構(gòu)面、軟弱夾層、古滑坡等的不利影響；未充分考慮坡體地下水、地表水的不利影響；高切坡加固設計方案選擇失誤；設計方案未考慮施工工況，或設計模型與實際施工工況不一致；錨固體失效或未達到設計意圖；設計方案未充分考慮坡體變形或滑塌區(qū)對坡頂、坡底重要保護設施的影響；設計方案未采取動態(tài)設計，未重視高切坡施工過程中及后期監(jiān)測數(shù)據(jù)分析。風險控制要點為確保施工安全，防止滑坡、崩塌、落石等事故發(fā)生，高切坡加固設計與施工應綜合考慮工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、施工工況、降排水措施、周邊環(huán)境保護要求等因素，做到合理設計、精心施工。對高切坡滑坡、崩塌、落石等風險控制，設計階段要綜合考慮和采取以下措施：高邊坡項目實施前應進行建設場地地震安全性評估、地質(zhì)災害危險性評估；高切坡工程應進行邊坡勘察；一級建筑邊坡工程宜進行專門勘察，二、三級建筑邊坡工程可與主體建筑勘察一并進行，但應滿足邊坡勘察的工作深度和要求；高切坡工程設計前，宜請經(jīng)驗豐富的專家現(xiàn)場進行調(diào)查，評估工程主要風險源；高切坡加固設計應考慮不良地質(zhì)因素、地下水、軟弱結(jié)構(gòu)面、軟弱夾層、古滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象，評估淺層滑坡、深層滑坡及古滑坡安全度，也要考慮坡面落石、滾石、泥石流等風險因素，采取加固措施及構(gòu)造措施，避免地質(zhì)災害發(fā)生；高切坡加固設計應當考慮施工工況，對施工階段風險源進行評估，采取措施，避免事故發(fā)生；設計應當考慮施工安全操作和防護的需要，對涉及施工安全的重點部位和環(huán)節(jié)在設計文件中注明，并對防范生產(chǎn)安全事故提出指導意見；對于滑坡影響范圍內(nèi)存在重要設施情況，高切坡加固設計尚應分析施工中及運營期間坡體與建構(gòu)筑物等設施的共同作用，采取措施加強保護；一級邊坡應采用動態(tài)設計；二級邊坡工程宜采用動態(tài)設計法；施工單位應對施工現(xiàn)場揭示的地質(zhì)現(xiàn)狀進行編錄并提交設計復核；設計應提出對施工方案的特殊要求和監(jiān)測要求，應掌握施工現(xiàn)場的地質(zhì)狀況、施工情況和變形、應力監(jiān)測的反饋信息，必要時對原設計作校核、修改和補充；設計應重視水文地質(zhì)條件對高切坡工程的影響，并設置必要的坡體內(nèi)排水措施、坡頂與坡底的排水措施；設計應重視坡面防護，采取噴錨、主動防護網(wǎng)、坡面綠化等構(gòu)造措施；高切坡工程應重視信息化施工。高填方工程風險風險因素分析隨著城市用地的緊張，通過高填方形成工程建設場地的項目越來越多，也同時面臨一些地質(zhì)災害的風險，高填方工程的風險在設計方面的原因主要有：軟土地基高填方工程設計未考慮地基穩(wěn)定性，導致地基失穩(wěn)、沉降、地裂縫等地質(zhì)災害發(fā)生；大區(qū)域高填方設計未考慮阻斷地表水與地下室補給、徑流、排泄通道，導致的地質(zhì)災害問題；高填方工程設計方案選擇不合理，導致地基沉降過大或不均勻沉降，影響新建建筑正常使用；軟土地基高填方設計未考慮場地沉降帶來的環(huán)境影響問題，導致臨近區(qū)域意見建構(gòu)筑物沉降、傾斜、開裂等；高填方設計未考慮原地基不良地質(zhì)問題處理；未考慮特殊土地基上高填方的特殊處理措施；高填方設計未考慮填方邊坡、軟弱地基共同作用帶來的邊坡失穩(wěn)或沉陷；風險控制要點為確保高填方施工安全，防止填方邊坡滑坡、沉陷等事故發(fā)生，高填方設計階段要綜合考慮和采取以下措施：高填方設計應根據(jù)環(huán)境保護、工程實際條件，合理選擇填筑材料、填筑方法、填方邊坡加固措施；高填方邊坡應進行填方體與地基的穩(wěn)定性和沉降驗算，確保滿足工程需要；對于填筑體上重要的淺基礎建構(gòu)筑物與設施，尚應根據(jù)使用要求控制差異沉降；大規(guī)模高填方設計應考慮原有的地表水體和地下水的導排設計、填筑體的地下與地表排滲系統(tǒng)設計，并應評估地下水水位上升、浸潤帶來的工程風險，重要工程尚應設置地下水監(jiān)測井及地下室強排措施；高填方設計應重視原有地基處理設計，應針對原有地表形態(tài)（如明浜、河溝、斜坡等）、特殊土（淤積土、雜填土、濕陷性黃土、膨脹土等）、不良地質(zhì)（如破碎帶、軟基等）等采取針對性的加固治理措施；高填方邊坡設計應綜合考慮實際施工工況的填筑質(zhì)量、施工可行性、地基穩(wěn)定性及地基沉降等因素綜合設計，并設置必要的加固措施；高填方邊坡應加強坡面防護措施；軟基高填方設計應評估填方施工帶來的環(huán)境影響，并對重要的建構(gòu)造物及設施采取合理的施工工藝及必要的保護措施；高填方施工及運營期間應加強變形監(jiān)測及環(huán)境監(jiān)測；針對高填方工程風險，應遵循“事先、事中、事后”三階段全過程控制的原則；在項目立項實施前，開展詳盡調(diào)查、研究、論證，認識高填方工程可能存在的風險，采取針對性的技術(shù)方案和工程措施。大跨度結(jié)構(gòu)大跨鋼結(jié)構(gòu)屋蓋坍塌風險風險因素分析造成大跨鋼結(jié)構(gòu)屋蓋坍塌的風險在設計方面的原因是設計不當引起的，主要有：結(jié)構(gòu)計算模型各種工況考慮不周；荷載取值與實際使用情況不符，特別北方地區(qū)雪荷載引起的超載影響；大跨鋼結(jié)構(gòu)屋蓋穩(wěn)定性不滿足規(guī)范要求；支座剛度取值不合理造成空間桿件內(nèi)力與實際不符；沒有考慮地基基礎不均勻沉降的影響。風險控制要點對大跨鋼結(jié)構(gòu)屋蓋坍塌的風險，設計階段要綜合考慮和采取以下措施：大跨鋼結(jié)構(gòu)屋蓋結(jié)構(gòu)設計必須考慮施工安裝方案與結(jié)構(gòu)分析計算的一致性，當施工安裝方案改變時，必須按調(diào)整以后的施工安裝工況重新進行結(jié)構(gòu)分析計算；大跨鋼結(jié)構(gòu)屋蓋結(jié)構(gòu)設計除滿足規(guī)范要求外，要考慮非預期荷載影響，應考慮足夠的安全儲備，另外，在寒冷地區(qū)，應考慮溫度變化對屋蓋結(jié)構(gòu)桿件內(nèi)力的影響，并應考慮凹凸屋面的造型、采光天窗、女兒墻等引起的積雪超載；大跨鋼結(jié)構(gòu)屋蓋結(jié)構(gòu)設計需特別注意整體穩(wěn)定性分析及桿件穩(wěn)定性分析；大跨鋼結(jié)構(gòu)屋蓋空間結(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu)分析時，應考慮上部空間結(jié)構(gòu)與下部支撐的結(jié)構(gòu)的相互作用，準確合理確定支座剛度；在遇到軟土地基或濕陷性土質(zhì)地基時，應考慮不均勻沉降造成的支座沉降和位移對上部空間桿件內(nèi)力的影響，采用合理的地基基礎形式，避免下部結(jié)構(gòu)的不均勻沉降。雨棚坍塌風險風險因素分析造成雨棚坍塌的風險在設計方面的原因主要有：結(jié)構(gòu)計算或構(gòu)造設計不當；對懸挑結(jié)構(gòu)，設計文件沒有提出施工程序要求。風險控制要點對雨棚坍塌的風險，設計階段要綜合考慮和采取以下措施：對懸挑結(jié)構(gòu)，設計要確保雨棚的抗傾覆能力；對有拉桿的懸挑結(jié)構(gòu)，設計要考慮風吸力的影響，確保拉桿受壓時的強度和穩(wěn)定性，同時設計要確保拉桿支座的連接節(jié)點的強度和構(gòu)造合理；對附于雨棚結(jié)構(gòu)上的各類板件，應有牢靠的連接構(gòu)造；超高層結(jié)構(gòu)超長、超大截面混凝土結(jié)構(gòu)裂縫風險風險因素分析造成超長、超大截面混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的風險在設計方面的原因主要有：結(jié)構(gòu)方案或構(gòu)造設計不當；設計文件沒有提出抗裂施工要求。風險控制要點對產(chǎn)生超長、超大截面混凝土結(jié)構(gòu)裂縫風險，設計階段要綜合考慮和采取以下措施：合理選擇結(jié)構(gòu)形式，降低結(jié)構(gòu)約束程度，結(jié)構(gòu)平面形狀應盡量考慮剛度均勻?qū)ΨQ，對外挑、內(nèi)收等不規(guī)則結(jié)構(gòu)，要求設計上作特殊處理；超長結(jié)構(gòu)設計，應考慮后澆帶、膨脹帶及膨脹混凝土、纖維混凝土等防裂措施；通過加強構(gòu)造配筋，在設計構(gòu)造上補償造成裂縫的各種內(nèi)部應力；必要時，進行超大面積和超長結(jié)構(gòu)溫度應力的有限元分析。結(jié)構(gòu)大面積漏水風險風險因素分析造成結(jié)構(gòu)大面積漏水的風險，在設計方面的原因是設計不當引起的，主要有：建筑連接部位節(jié)點設計構(gòu)造不當；結(jié)構(gòu)設計裂縫控制不嚴。風險控制要點對產(chǎn)生結(jié)構(gòu)大面積漏水的風險，設計階段要綜合考慮和采取以下措施：根據(jù)建筑連接部位的特點，謹慎選擇節(jié)點連接方式及防水構(gòu)造；排水口設計考慮防堵塞要求，優(yōu)化改進攔污排水裝置；屋面雨水口設計數(shù)量，除滿足規(guī)范要求外，在容易積水的敏感部位，設計時應估計特大暴雨的影響；結(jié)構(gòu)及構(gòu)件設計采取有利于消除或減小裂縫的措施，構(gòu)件的裂縫寬度驗算限制在允許范圍內(nèi)。地鐵隧道盾構(gòu)始發(fā)/到達時發(fā)生涌水涌砂、隧道破壞、地面沉降風險風險因素分析盾構(gòu)始發(fā)/到達時打開洞門時，由于土體自立性較差，導致開挖面土體失穩(wěn)現(xiàn)象，設計時對正面土體加固范圍或加固方法選擇不合理；另外對于始發(fā)/到達時處于粉土層或砂層等具有承壓水性的地層時，設計未能給予足夠重視，包括未進行承壓水處理。風險控制要點對于盾構(gòu)始發(fā)處于軟弱地層的地段，設計時應進行計算分析，確保加固長度滿足要求，對于處于具有承壓性的地段時，設計應進行降承壓水處理，使承壓水水頭控制在安全范圍內(nèi)，同時做好防滲、防突涌措施。盾構(gòu)隧道掘進過程中地面沉降、塌方風險風險因素分析盾構(gòu)隧道掘進過程中地面沉降、塌方的風險因素主要是隧道平、縱斷面設計不合理或盾構(gòu)選型不合理。風險控制要點在滿足城市規(guī)劃、運營功能的前提下，隧道平面設計時應盡量避免下穿或近距離側(cè)穿建（構(gòu)）筑物、管線等風險源。隧道縱斷面設計時應避免布置在上下地層硬度存在差異的地層分界區(qū)段，盡量在單一、勻質(zhì)的地層中通過。盾構(gòu)選型應適應不同的地層、地下水及周邊環(huán)境情況。如無法避免在上下地層硬度存在差異的復合地層中