深大基坑工程风险控制

2017-11-07袁黎波上海汇成建设发展有限公司上海200030

绿色建筑 2017年2期

关键词：设计方案深基坑基坑

袁黎波（上海汇成建设发展有限公司，上海 200030）

深大基坑工程风险控制

Risk Control in Deep and Huge Foundation Pit Project

袁黎波（上海汇成建设发展有限公司，上海 200030）

通过分析基坑工程的特点，总结基坑工程的风险来源为地质条件、环境条件、设计方案、施工质量、监理与检测、工程管理等，以具体工程为例，从各个角度探寻引发基坑风险的因素，初步总结了具有针对性的风险控制措施。这为类似工程的施工与风险管理提供了借鉴。

深大基坑；风险分析；风险控制

随着我国城市建设的不断发展，对开发和利用城市空间包括地下空间的要求越来越迫切，深基坑支护越来越多，而沿海软土地区深基坑开挖所暴露的问题也日益增多，出现的事故也屡见不鲜。这主要是由于深基坑建设管理环境及工程项目的独特性等各种不确定性因素影响和管理不当造成的。因此，如何利用各种手段探寻事故发生原因并推断其发生概率，以便对工程加以有效预控，最大程度减小事故损失，已成为摆在项目管理者及工程技术人员面前亟待解决的一项课题。

1 基坑工程特点

我国深基坑工程有如下特点：

(1) 基坑支护体系是临时结构，安全储备较小，具有较大的风险性。

(2) 基坑工程具有很强的区域性。不同的工程地质和水文地质中基坑工程差异性很大。同一城市不同区域也有差异。

(3) 基坑工程具有很强的个性。基坑工程的支护体系设计和施工还与基坑相邻建(构)筑物和地下管线的位置、抵御变形的能力、重要性，以及周围场地条件等有关。这就决定了基坑工程具有很强的个性。

(4) 基坑工程综合性强。基坑工程不仅需要岩土工程知识，也需要结构工程知识，需要土力学理论、测试技术、计算技术及施工机械、施工技术的综合。

(5) 基坑工程具有较强的时空效应。基坑的深度和平面形状对基坑支护体系的稳定性和变形有较大影响。土体，特别是软黏土，具有较强的蠕变性，作用在支护结构上的土压力随时间变化。所以，对基坑工程的时间效应也必须给予充分的重视。

(6) 基坑工程是系统工程。基坑工程主要包括支护体系设计和土方开挖两部分。同时在施工过程中，应加强监测，力求实行信息化施工。

(7) 基坑工程具有环境效应。基坑开挖势必引起周围地基地下水位的变化和应力场的改变，导致周围地基土体的变形，对周围建(构)筑物和地下管线产生影响，严重的将危及其正常使用或安全。大量土方外运也将对交通和弃土点环境产生影响。

2 基坑工程风险源

根据基坑工程系统基本风险源划分标准，可将基坑工程基本风险源分为以下几个方面：

(1) 地质条件，包括基本水土条件、变异性。

(2) 环境条件，建设用地周边环境条件复杂程度、环境保护要求和环境影响程度等。

(3) 设计方案，包括采用的基坑围护、支撑设计方案、降排水方案等。

(4) 围护与支撑结构施工质量，包括施工单位的资质、信誉、施工工艺、采用的施工机械、施工控制流程、施工质量控制、现场施工情况等。

(5) 降排水施工质量，包括降水设备安装、运转，降水运行和降水效果等。

(6) 监理与监测，包括监测设备安装、运转，监测成果的可信度，监理工作的成效等。

(7) 工程管理，包括施工图审查、信息化施工是否到位，投资者成本控制，工程进度控制，工程质量监控，应急预案和补救措施等。

(8) 其他因素，降雨、其他意外事件、临近工程施工等。

根据统计全国及上海区域基坑工程的风险案例，影响基坑风险的权数见表 1。

表1 引起风险事件的不同因素出现频率

3 案例分析

3.1 工程概况

上海市闵行区紫竹科技园区内某工程基坑开挖深度 8.8 m～11.3 m，基坑面积 82 743 m2，围护周圈约为 1 354延米。

3.2 围护结构简介

该工程周边环境比较宽松，浅层卸载 2.5 m～3.5 m，卸载宽度约 13 m，卸载后围护结构采用三轴搅拌桩止水、钻孔灌注桩档土，竖向设置一道支撑。灌注桩桩直径 0.75 m～1.0 m。桩底标高 22.0 m～27.5 m。

3.3 基坑风险分析

(1) 地质条件。该工程面积较大，分为 A、B 两个区域，对应的两本勘察报告所提供的土层参数中，B 区浅层c、φ值均比 A 区低，尤其以围护桩底所在的 5-1 层差异较大，导致同一基坑开挖深度下，围护桩所需的长度在不同区域的桩长相差约 3 m。

(2) 环境条件。该工程周边环境较宽松，三侧为道路，一侧为空地，周边市政管线距基坑边较远，其中最近的天然气管线距基坑边约 16.1 m。

(3) 设计方案。包括采用的基坑围护、支撑设计方案、降排水方案等。由于设计时基坑的土体工程、水文地质情况并非完全明朗，必然导致深基坑按图施工会出现与实际情况不一致的情况，如果不能及时发现就是一个事故发生点。

(4) 施工质量。据统计施工质量引起的工程事故约36.4%。现场施工质量的保证主要来自施工单位的管理及施工工艺、施工机械的采用。虽然有监理单位及其他监督部门对施工的质量进行把关，但是要想真正保证施工过程中按图施工、突发事件及时处理仍然得靠施工单位的质量管理体系来保证。

(5) 监理与监测。现场对深基坑开挖的监理与监测是施工现场的最后一道关卡，也是设计人员考察设计与实际是否相符的依据。监测的可信度、监理工作的成效等都直接影响到深基坑事故发生的可能性, 并且对深基坑开挖的风险分析有实证性意义。

(6) 建设单位的管理问题。由于建设单位对工程的不重视造成施工单位、监理单位对工程的不重视, 而引起的工程事故在深基坑工程事故中也占有不小的比例。

4 风险防范对策

4.1 地质条件

通过和两家勘察单位协商，从最不利角度出发，勘察单位答复如下：综合考虑本场地地质分布情况及基坑围护设计需要，对于 A 北区，设计可从安全角度考虑参考 B 区勘察报告设计参数，对于 A 南区，设计可以原 A 区勘察报告设计参数。

4.2 环境条件

围护桩施工前进一步对周边管线、地下障碍物以及周边原有房屋基础的实际施工情况进行探测，如围护桩施工范围内有地下管线，立即与设计院反映，以便及时提出处理方法。

4.3 设计方案

落实基坑围护设计专项审查制度，尤其对于深大基坑，严格按照市建委要求，分阶段对设计成果进行评审论证，并按照专家评审意见调整设计。

该工程围护设计分别进行了基坑安全性评估报告评审、基坑围护设计方案评审，最终围护施工图又结合围护施工进行了施工方案评审，经过多次审查和完善逐步减少设计方案中存在的风险。

4.4 施工质量

对从事基坑工程的施工单位，应按有无资质条件进行严格审核，无资质者不得承接施工任务。同时对施工方案进行评审论证，完善施工方案。

深基坑工程施工时，施工单位应严格按照设计图纸和施工规范进行施工，不得随意修改设计方案。应重视信息化施工，加强施工过程管理流程，要提高质量和安全意识，确保支护工程的施工质量。

该工程面积较大，且采用斜抛撑支护形式，合理的土方及结构分区开挖施工决定了该工程成败，因此分块开挖方案应严格按照市建委专家意见及设计要求。

4.5 监理与监测

该工程采用信息化施工，施工期间根据监测资料及时控制和调整施工进度和施工方法，对施工全过程进行动态控制，监测数据如达到或超过报警值及时通报有关各方，以尽快采取有效措施保证该工程顺利进展。监测方案送市建委评审机构审查论证后，并按专家意见完善后再行实施。

该工程选用专业资格的监理工程师对深基坑工程进行全过程质量监理，尽量避免因监理对施工管理程序掌控不当引起的风险。

4.6 建设单位的管理

建设单位按照上海市承发包管理规定，择优选择深基坑工程的勘察设计施工监理和监测单位。在勘察前对深基坑附近的建筑物构筑物道路地下管线等现状，以及同期施工的相邻建设工程施工情况进行调查，并应当将调查资料及时提供给设计、施工监测单位。在施工中加强对设计施工监理单位的监管，做好外部协调工作，加强对建设单位的引导和管理，在思想上有警钟长鸣的意识，避免为节约投资，降低安全设计和施工要求的现象。