深基坑工程的风险控制实践

0 引言

社会经济的发展和城市化进程步伐的加快，使得城市（特别是上海等超大城市）的土地资源日益紧张，建设工程不断向高、向深发展成为必然，随之而来的是工程基坑规模越来越大，工程施工管理特别是基坑工程管理风险成倍增加。因此，如何提前一步进行基坑风险识别和控制，有效降低风险，保证工程安全，显得愈发重要。

1 基坑风险控制

基坑工程的风险因素存在于基坑施工各个工序中，包括围护结构、桩基、基坑降水、支撑、开挖等全过程。风险识别将基坑施工的主要控制目标设为风险控制目标（项目的安全、质量、进度、经济效益等），在进一步树立形成具有层次结构的风险因素后，就可以采用层次分析法进行风险识别和评估，梳理出风险项目层、风险目标层和风险因素层的对应关系，对相关内容进行详细分析，采取有针对性的应对措施加以控制，可以将控制论的预先作用发挥到实际工程[1]。

一般将基坑风险分为技术风险和施工操作风险，根据工程实际和现场施工经验，汇总出相应的应急措施（表1）。

基坑风险控制涉及设计的科学性、施工方案的合理性、监控数据的准确性、施工过程中所运用的方法措施的可行性。在基坑施工过程中，运用施工风险控制技术，通过风险分类、风险因素分析，汇总风险因素并采取相应的应急措施，可在最短时间内有效控制住异态改变的进程，尽早消除初期安全隐患，避免因忽视异态信号和趋势或采取无效措施而引发的灾难，减少社会经济损失[2]。

表1 基坑工程主要风险及应对措施

2 案例分析

2.1 工程概况

某工程地下为整体大地库，地上包括3个单体，地下2层。基坑面积约为8 800m2，开挖深度达10m；基坑安全等级为二级，环境保护等级为二级（图1、2）。基坑围护结构采用混凝土灌注桩结合三轴水泥土搅拌桩止水帷幕的形式，内部设置两道钢筋混凝土支撑。止水帷幕采用Φ850@600三轴水泥土搅拌桩，基坑内局部采用二轴水泥土搅拌桩加固坑底。

本场地临近黄浦江边，经围垦吹填形成，表面以①1层吹填土（黏质粉土）为主，部分为原海滩沉积的②2层淤泥质粉质黏土，总厚度约为3.3m左右；第②3-1和②3-2层砂质粉土较厚，最深处达15.3m。基坑东、西、南侧为市政道路，基坑边距离市政道路最近约2m，道路下分布有上水、信息、雨水、煤气等管线。基坑北侧为某民办幼儿园，基坑边距幼儿园最近约2m。基坑周边管线分布较多，且均在2倍基坑开挖深度之内。

2.2 基坑风险评估及控制措施

本工程属深基坑工程，其周围环境复杂，周边管线、房屋特别是幼儿园房屋距离基坑较近，存在突出的技术风险和施工风险。因此，需从项目前期的勘察、设计、施工方案评审及项目施工中的安全管理、监督管理、第三方信息化监测等方面，采取一系列措施来降低施工风险，确保实现工程管理目标[3]。

2.2.1 勘察设计风险及控制

勘察设计阶段的风险在于：①勘察报告与实际工程地质情况不符，局部地质存在明显差异；②设计施工图纸特别是基坑平面布置不合理，验算存在偏差等。考虑到相应风险，从招标阶段就选择有资质和经验的勘察院、设计院进行勘察、设计，并按相关管理规定，对基坑设计图纸进行专家评审，进一步优化设计方案。同时，提前预判可能对周围环境的影响，在设计阶段就要采取相应措施。本工程的工程桩和围护桩全采用了钻孔灌注桩，最大限度地减小了桩基施工对土体的挤压扰动，以避免对管线和房屋造成不利影响。

2.2.2 基坑变形风险及控制

基坑工程做大的风险在于基坑本身过大的变形造成基坑局部或整体坍塌，引发严重事故，因此，基坑的变形控制贯彻始终。

本工程基坑属“危大工程”，基坑施工方案经过专家评审，在施工准备阶段对施工方案进行审核，要求施工单位采取更加缜密的措施。严格控制施工顺序、方式等，如采用盆式开挖时，应严格控制分层边坡坡度（不超过1:1.5），并在首层支撑混凝土强度达到80%，且栈桥混凝土强度达到100%后进行。

基坑开挖前，对施工方案认真交底，并进行条件验收；在开挖施工过程中，采用信息化施工控制法，对基坑进行有效的监控和管理。施工过程中，注重收集相关数据和现场实况进行分析和预测，并加强基坑边巡视，如发现基坑边有斜向裂缝并持续延伸，应立即召集设计等相关单位研究对策、制定方案，并根据方案对基坑周边采取加固等临时措施。

开挖期间，以环境监测报告为依据，对其中的数据进行详细分析，用图表的形式来研判、监测项目的发展趋势，以求及时掌握基坑动态情况，及时采取对策，确保基坑施工的安全。

图1 总平面示意图

图2 基坑施工现场图

2.2.3 降水风险及控制

基坑开挖阶段，地下水特别是承压水会对基坑施工造成安全隐患，主要是基坑突涌造成立柱严重变形，使支撑结构局部甚至整体失效。风险控制一是要在勘察阶段对地下水文条件勘察清楚；二是在施工降水阶段，布置合理的降水井，并进行水位监测。

根据本工程特点，经计算需考虑⑤2层的降压，且无需考虑⑦层的降压。本工程止水帷幕隔断⑤2层，为有效做到按需降压，考虑单独布置降压井进行降压。因本工程落深坑分布范围较广，基坑降压井主要布置于降压要求较大的落深坑处；对于降压要求较小的，则靠远处降压井的影响来达到水位下降目的。考虑到工程场地紧凑，本次降水井共有35口疏干井，8口降压井分布在栈桥边。

本工程降水工程交由专业分包施工，通过信息化管理，每天统计降水量，预估降水时间，便于总包方安排基坑开挖时间，有效防止了因降水不到位而引起的基坑隆起、基坑积水等安全事故。

因基坑周边环境复杂，故于坑外布置⑤2层观测井6口，用于监测坑外承压水位变化及坑内降压对坑外的影响。

2.2.4 基坑施工安全管理及监督

基坑施工管理风险在于无严格的管理体系或执行者存在麻痹大意等疏忽行为，因此，建立健全管理体系，提高执行力至关重要。

在基坑施工阶段，要求监理单位建立“危大工程管理台账”，做好土方开挖过程的巡视检查工作。开挖前，根据专家评审的施工方案进行安全技术交底，在施工现场的显著位置公告危大工程名称、施工时间及区域，并设置安全警示标志。基坑开挖阶段，项目专职安全人员应按规定对危大工程进行施工监测和安全巡视，一旦发现安全隐患要及时处理，重大安全问题要按程序上报；项目部结合危大工程专项施工方案编制实施细则及应急预案，并对危大工程施工实施专项巡视检查。

2.2.5 第三方监测

基坑施工除去基坑本身变形、发生质量事故的风险，还有基坑施工对周围环境影响造成的纠纷风险，因此，应根据相关管理规定，及时预判此类风险并引入第三方检测机构，可以降低风险，提高工程管理效益。

一般基坑工程项目都特别注意对基坑本身如支撑内力、立柱变形、基坑变形、地下水位等的监测以实现基坑变形控制，但往往对周围房屋等的监测不够重视，从而引起纠纷。本工程北侧为幼儿园，根据相关管理要求，引入第三方监测单位，对基坑周边2倍范围内的建（构）筑物进行监测，包括沉降、倾斜、裂缝等。基坑施工前，应对周围房屋的基础形式、层数等有一个细致的排查，在地质勘察报告和环境调查报告的基础上，对资料和现场要有一个细致的复查。对周边建筑物现状的调查，要留取现场真实证据，避免将来引起纠纷。

3 结语

深基坑工程本身及对周围环境影响方面均有突出的风险，因此，预判、识别各阶段风险并采取风险管理、控制，是实现工程管理目标的保证。风险存在于人和物，存在于技术、施工、自然环境、社会环境等等，因此，风险分析与分类可以较好地梳理出工程主要风险因素，有针对性地采取措施，从而有效控制不利因素，确保基坑施工的安全。本文仅针对地下工程风险控制的实际运用进行初步阐述，希望能给工程建设者带来一些借鉴。