因果分析图法在某基坑变形监测中的应用

闫倩倩 刘姗姗

(聊城大学东昌学院，山东 聊城 252000)

0 引言

近十年来，随着三四线城市房地产行业的蓬勃发展，城市建筑物密度增加，城市土地寸土寸金，以往住宅车库均位于地上的现象已不复存在，地下空间的利用率逐年增加，新建的小区90%以上均含地下车库，即基坑工程均为深基坑。而基坑的变形监测则是保证基坑施工安全的必要手段。

1 工程概况及观测目的

此次变形监测的项目是德州领秀天衢项目，位于德州市大学路北，德兴北大道东侧，东临德州大学附属小学，即基坑旁有相邻建筑物。

德州领秀天衢工程的基坑变形监测，于2016年3月12日开始对其项目基坑进行第一次变形观测。由于基坑侧壁有相邻建筑在其影响范围内，根据《建筑基坑工程监测技术规范》，需对该基坑进行变形监测。

2 管理方法的实施

2.1 因果分析图法的基本原理

对于基坑变形的控制主要采用了因果分析图法，也称质量特性要因分析法，其基本原理是针对基坑变形过大或速率过快这一问题，利用此种方法，分析出主要原因和次要原因，再进行有针对性的处理或者作出预防措施。

因果分析图法是一种科学的管理办法，但是若想其行之有效需掌握充分的质量反馈信息，必要条件就是进行经常性的质量检查[1]。若检查中出现质量问题，则根据因果分析图层层分析，可采用QC小组活动的方式进行，集思广益。

2.2 基坑变形控制目标

1)通过一系列的管理活动，对基坑变形进行事前控制和事中控制，满足相关规范要求；

2)满足安全文明施工要求，规范化施工；

3)满足施工方的成本控制的要求；

4)在施工过程中满足安全、环境的要求。

2.3 因果分析图法的应用

根据以上实施办法，对德州领秀天衢基坑变形中水平位移过大过快的原因进行因果分析，其中，把人的因素、设计、管理、环境、地质因素作为主要因素进行分析；然后对主要因素再进行第二层面深入分析，这些因素可以称为次要因素。依次类推，直至把所有可能原因分层次的意义罗列出来，如图1所示。下面分别来分析以下影响基坑变形的主要因素。

1)人的原因。工地上的工人大多为民工，文化程度低，尤其是基坑开挖的工人，大多认为技术含量低，所以重视程度低，这已经成为工地上的惯例。新工人到现场后，经常是未进行任何技术培训就开始上岗。即使经过了技术培训，有时施工前交底不明确，施工时工人责任心差，有时为了图快或者偷懒不按操作规范操作。

比如，为了图快，机器直接开挖至设计标高，而不是接近设计标高时采用人工开挖，此种做法的后果就是超挖，为了弥补这个错误，工人经常直接把超挖的土回填，这是造成变形过大的原因之一。另外，工人为了偷懒，会把建筑材料直接堆积在基坑旁边，造成坑边荷载过大，变形增加，严重的，甚至会造成基坑坍塌。

2)设计原因。与上部结构的重大责任事故类似，基坑事故中有很大一部分是由于设计原因造成的。如围护结构嵌入深度不足，即墙体的入土深度不足，造成这一结果，有时是勘察的失误，有时是结构设计计算错误。除此之外，还有围护结构的刚度不足以及支撑层数较少等原因导致基坑变形过大。

3)管理原因。基坑开挖具有时空性，并且步骤不同，变形呈现不同形态。因此，管理因素对基坑变形控制有重要影响。首先是开挖顺序，有些施工工地为了加快施工速度，先开挖后支撑，会使基坑变形加大，严重的还会发生坍塌事故；其次是基坑开挖到设计标高后，未及时进行垫层施工，使基坑暴露时间过长；最后，若降水方法选用不当，或者排水不及时造成基坑浸水，也会使变形增大。

除此之外，观测点的设置必须符合规范要求，并结合当地地质情况确定。

4)环境原因。基坑周围若有相邻建筑，应与相邻建筑保持一定距离，因为附加应力分布在基底以下相当大的范围内，相邻建筑产生的附加应力会使基坑下部土层的变形增大。因此工程东部有建筑物相邻，所以应考虑附加应力的影响。其次，基坑周围场地太乱，如坑边摆放模板、钢筋等建筑材料会造成基坑应力增加，严重的，还会造成基坑坍塌；最后，还有地下管线的影响，施工时需注意。

比如发生在2009年6月27日的上海“莲花河畔景苑”在建楼房整体倒塌事故，勘察、设计、施工经事故调查后均无问题，事故发生的原因是北侧堆土过高，而南侧为地下车库，开挖深度较大导致的两侧水平应力差过大使整栋楼整体向南倒塌。这完全是现场的技术负责人对现场管理的失误造成的。

5)地质影响。不同地区的土质及土质分层情况不同，这两个因素直接影响土压力的大小和分布。设计者根据勘察报告以及设计经验，依据土压力进行支护结构的设计，从而进行受力分析和变形计算。

以上为因果分析图法分析出的基坑变形较大的主要原因。在施工过程中要有针对性的进行预防，如若不然，变形过大，则基坑会有发生坍塌事故的可能。比如，2008年发生的杭州地铁湘湖站北2基坑坍塌事故，其原因主要就是以下几个因素：施工方面，未按设计施工，严重超挖；设计方面，由北方某设计院设计，对杭州当地软土特点不熟悉，未合理选用设计参数，支撑设计不合理；监测方面，监测方已监测到最大变形超过容许变形，但伪造数据；环境方面，事故当天，临近路段道路维修，导致基坑旁边路面车流量激增，坑边荷载加大。

以杭州地铁基坑坍塌事故为鉴，针对分析出的以上原因，应采取相应措施以预防基坑的过大变形。

3 采取的预防措施

1)施工现场管理。将土方开挖、基坑降水等劳务作业分包给有资质的专业分包或者劳务分包企业，建立专业化施工队伍。施工人员加强劳务用工管理，特种作业人员必须持证上岗，普通施工人员加强岗前培训，作业前要逐层进行技术交底，严格按照设计要求施工，先设计后施工，先撑后挖，边施工边监测，边施工边治理。

施工现场加强管理与检查，基坑周边1.5 m以内严禁堆放钢筋、水泥、模板等建筑材料。严格现场检查和验收制度，做到未经交底不施工，未经验收不进行下一道工序。

2)加强资质管理。基坑工程的勘察、设计、施工、监理、监测任务，均应由具备相应资质的单位承接。要按照国家要求依法招标，选择信誉良好的企业，监理要按相关法律法规的要求对施工、监测单位进行监理。

3)勘察设计和施工必须遵守相应规范。本工程为超过10 m的深基坑工程，施工方案应经建设主管部门审批，且要经专家论证后方可施工，专家不能是施工企业的技术人员。除此之外，还应结合当地的成熟经验，因地制宜。

4)加强基坑监测。按照规范要求分别设置沉降基准点和位移基准点。变形观测的间距及观测周期和时间要符合规范要求。除此之外，变形观测过程中出现特殊情况，如变形量或变形塑料布异常、超出预警值或周边路面出现塌陷、滑坡等情况时，要建立安全预案，同时提高观测频率或者增加观测内容。

4 结语

因果分析图是一种科学的管理办法，并且具有一定的预见性，德州领秀天衢基坑采取了这种质量管理办法取得了良好的效果。最大位移速率为0.567 mm/d，最大累积位移值为W7点16.5 mm，为进一步的施工奠定良好的基础。