动迁房项目基坑围护工程风险分析与管理

陈 猛（上海市工程建设咨询监理有限公司， 上海 200433）

0 引 言

近年来，随着建筑新技术、新工艺的长足发展，根据不同建设项目的具体特点，在地基和周边环境日益复杂的城市中，基坑围护的设计和施工水平不断提高，特别是在深基坑的围护结构中，逆作法、地下连续墙等技术的应用已创造了巨大的社会和经济效益。上海地区作为软土地基的典型代表，地质系海洋冲积平原，土体松软、流砂较多，基坑围护难度大。依照多年的实践，水泥土重力式围护墙、SMW工法桩、组合式复合支撑等软土围护体系技术已成为了上海地区常用的基坑围护方式，同时也是最经济合理的选择。本文通过对22A-05动迁房项目基坑围护工程风险的初步研究，进一步分析水泥土重力式围护墙及其复合支撑的工程风险形成原因，试图寻找类似基坑围护结构中工程风险的管控对策和途径，以供工程建设者、策划、设计、施工和监理参考。

1 项目工程概况

22A-05动迁房项目位于上海市国际医学园区内，建筑面积约8万m2，由7幢15～16层的高层装配式住宅组成，1层地下车库。地块呈梯形，基坑面积约为22 000 m2。东侧比邻工厂办公楼、北侧近临六灶港大河和施工临时设施、西侧与另一在建市政项目接壤、南侧紧邻市政主干道并设公交站和大型乔木绿化带；周边地下市政管线密集，包括天然气、多条地下通讯电缆及信号发射塔、高压电缆等，工况环境较为复杂。

2 基坑围护设计要求

（1）22A-05动迁房项目基坑安全和环境保护等级皆为三级。基坑普遍开挖深度为4.0 m，单体区域为4.2 m，电梯井局部区域开挖深度为5.4 m～7.3 m。

（2）采用顺作法施工，围护形式主要使用φ700＠500双轴水泥土搅拌桩重力式围护墙并设置钢筋混凝土压顶梁作为围护结构，靠边深坑区域局部采用内插H型钢工法桩加强，基坑靠单体电梯井深坑位置分别设钢筋混凝土水平角撑，南侧电梯井深坑位置设有型钢斜抛撑，所有电梯井和集水井深坑部位的基土辅以水泥土压密注浆加固，据此形成基坑围护体系。

（3）双轴搅拌桩重力式围护墙断面呈格栅形布置，宽度为3.7 m～6.2 m，深度为9.9 m～18.0 m，水泥参量为13%；深坑部位的基土压密注浆加固深度为3.0 m～6.9 m。

3 工程风险管理的含义

在工程建设中存在的与预期利益相悖的损失或不利后果，或由各种不确定原因造成对工程建设各方的损失即称为工程风险。工程风险的属性包括风险因素、风险事故、风险损失三方面，具有不确定性、可度量性、相对性和可变性等特点。和其他分部工程相同，基坑工程的风险管理分为风险识别、风险估计、风险评价及风险应对四个环节。

4 22A-05动迁房项目基坑围护的工程风险识别

基坑围护是一个包括围护结构设计、施工、土方开挖和坑外回填过程的系统工程。22A-05动迁房项目基坑虽然普遍埋置深度未超过5 m，但周边环境相当复杂，特别是紧贴南侧红线40 m高的电讯信号塔，给基坑施工带来很大影响，因此施工中存在诸多工程风险因素。

4.1 地质勘查风险

地质勘查是项目实施的第一步，也是工程设计和施工的合法依据。结合地块的实际情况，本项目的勘查风险主要包含以下内容：勘测方案不合理且未经审批；未按照初步设计方案、规范要求确定勘探范围；未对现场仔细踏勘；现场勘测布点没有代表性；忽视北侧六灶港对项目的水文地质影响；套用以往附近项目的勘测成果资料；勘查测量资料不完整、不详实；勘查计算的参数选择无针对性、不精确；初勘报告和详勘报告数据矛盾不统一；勘查过程未按规程操作，存在技术和安全隐患。

4.2 围护结构设计风险

围护结构设计是保证基坑施工安全和质量的灵魂，直接关系到基坑工程的成败。设计的基本理论多为经验数据，故设计风险的排查尤为重要。22A-05动迁房项目基坑围护的设计风险由以下要素组成：设计依据不全部符合国家标准、行业技术规程和上海市有关规定；支护方案、重力式围护墙的深度、宽度设计不合理；地下水降排方案与土质情况不符；结构计算软件未经主管部门许可；计算模型和参数选择不符合现场实际；电梯井等局部深基坑角撑、斜抛撑承载力计算取值不合理；没有充分考虑现场坑边施工堆载的安全性；对土质给重力坝水平位移带来的复杂性估计不足；由于地下管线影响可能造成重力坝的施工缝影响缺乏设计。

4.3 施工阶段风险

施工阶段是基坑围护全过程质量和安全风险管理的关键节点，对这一阶段的风险识别亦是现场施工风险控制的起点。

4.3.1 施工质量风险

（1）对专业分包及材料、设备供应商的选择不科学；

（2）材料和设备进场验收管理和使用管理没有按规程执行；

（3）施工方案不全面、没有针对性；

（4）施工机械设备的选型落后、与设计和施工方案要求不匹配；

（5）水泥参量少于设计比例，随意掺水，泥浆比重不达标；

（6）两轴机钻杆下降和提拔速度不符合设计要求；

（7）施工缝处理不规范或没有处理；

（8）工程桩没有全部完成即施工围护结构；

（9）角撑和斜抛撑的支撑牛腿混凝土未达到设计强度即行钢结构支撑；

（10）钻杆转速过快，地下土体没有和水泥充分搅匀；

（11）型钢插入水泥土体时垂直度超标；

（12）水泥土重力墙压顶未按设计要求插筋；

（13）水泥土重力墙养护时间不足即堆载挤压、开挖土方；

（14）土方开挖没有按规范分层分段使围护结构的应力充分释放；

（15）地下水位没有排降到规范标高即开挖；

（16）支撑拆除时成品质量保护措施不妥当；

（17）回填土土质不符合要求，没有分层规范压实。

4.3.2 施工安全风险

（1）建设单位不重视，投入较少；

（2）设计单位经验不足，对现场实际工况了解不够，安全系数偏小；

（3）施工单位技术和安全管理人员配备不符合要求，技术力量缺乏；

（4）安全风险管理制度建设不完善、没有执行到位；

（5）监理没有对机械设备及特种作业人员的资格进行审查；

（6）没有对施工班组进行安全教育与培训或流于形式；

（7）事故隐患的处理不及时、不彻底；

（8）施工单位对于监测数据缺乏分析和系统管理意识；

（9）换撑、压顶和支撑拆除施工没有严格执行验收制度；

（10）临电施工缺乏动态管理；

（11）土方开挖扬尘控制措施不得力。

4.4 监测风险

通过监测采集的数据是判断基坑围护施工是否与预先设计的可能沉降、位移及稳定性趋势相一致的标准，若有报警须立即采取应对措施，以保证基坑安全。这一过程的风险因素将影响应急措施的实施。本项目的监测风险包括：

（1）现场数据技术人员分析水平不足；

（2）现场采集的数据可靠性和真实性不能保证；

（3）监测设备仪器的精度不够；

（4）现场采集的数据和处理不符合监测规范的要求；

（5）报警值设定不尽合理；

（6）现场测量频度没有根据施工实际情况适时调整；

（7）地下管线未设置直接点，误差大；

（8）现场布监测点，部分没有针对性。

5 基坑围护的工程风险管理分析

由于基坑围护工程具有不仅要保证自身的止水和稳定，还要确保周边建筑物、地下管线安全的双重功能，因此其施工难度大、工期长、技术含量高，也对施工管理人员的素质能力提出了更高的要求。结合22A-05动迁房项目的具体工况，讨论上述诸多工程风险形成原因，可从下列方面进行分析。

5.1 基坑勘察风险成因

（1）勘察专业人员业务能力和责任意识不够，没有仔细研究初步设计文件和全面了解现场实际情况，仅凭经验确定范围或套用别的项目勘探资料。

（2）勘察报告反映的岩土层构成、厚度及相关物理力学性能指标不准确，导致设计安全系数取值错误。

（3）忽视对水文地质的勘探和分析，特别是北侧大河对基坑的影响，以致可能造成内外水压差，引起重力墙渗水、流砂和位移，严重的会基坑坍塌。

（4）在地质中没有查明膨胀土的存在，致使设计参数、施工措施等没有考虑膨胀土对下部基脚的浸泡影响，最终可能发展成边坡滑移坍塌。

（5）详勘时布点太少，没有探测到局部软弱层、暗河浜或其他特殊地质，也没有相应的技术处理要求，形成了现场施工时的特发险情。

5.2 围护设计风险形成因素

（1）在围护设计时，容易出现两种情况，一种是设计方案不合理，造成计算模型不符合项目实际；另一种是采用的规范依据不正确，导致围护结构的荷载取值错误，特别是活荷载取值偏低，没有考虑最不利的堆载。这样的结果使基坑变形过大，危及基坑工程的安全。

（2）在确定水泥土重力墙的断面形式、宽度和深度时，对水泥土受管线、操作人员素质等的影响因素考虑不足，取值过于理想化，最后可能造成重力墙断裂渗水，或达不到试压强度、坝体位移过大，进而导致整体倒塌。

（3）电梯井深坑部位对斜抛撑基脚计算取值不准确，对基土压密注浆加固强度取值偏高，易产生支撑失稳倒塌。

（4）设计人员对地下水文研究不够，降水要求没有结合土体的渗透系数选择方案，地下水底板完成后留设的抽水孔数量太少，导致板下水压过高，将底板顶裂，造成质量和安全事故。

5.3 施工中的质量和安全风险根源

施工质量是确保基坑安全的核心内容。造成施工质量不符合规范要求，一般有以下几方面的原因：

（1）没有严格按施工图纸要求执行水泥参量，实际用量偏少，不能形成有效水泥土墙面；

（2）施工工艺不符合要求，两轴机钻杆钻进和拔出速度不合规程要求，造成水泥土搅拌不均匀，不能形成密实重力墙体；

（3）施工顺序不正确，工程桩没有全部完成即开始围护结构施工，深层土体扰动严重，致使围护结构断裂，失去止水功能；

（4）因管线等障碍物影响施工缝没有及时规范处理封闭，导致重力墙体渗水；

（5）水泥土重力墙养护及斜抛撑混凝土强度不足就开始挖土或换撑，最终导致围护结构坍塌；

（6）降水没有到设计要求的标高便挖土，施工设备影响围护结构稳定性；

（7）施工单位项目负责人和质量管理人员质量管理意识淡薄，侥幸心理严重，没有把质量控制措施落实到位。

产生基坑施工安全管理风险的主要原因有：

（1）施工单位项目负责人和安全管理人员责任心缺乏，动态管理不合规范，不能及时发现现场的安全隐患并立即整改；

（2）挖土机械在坑边进行随意反铲挖土，增加围护荷载，使得水泥土重力墙变形过大；

（3）挖土机械在坑内挖土时任意碰撞围护结构系统，挖土时没有分层拨土，而是局部一铲到底，围护系统在应力没有有效释放情况下产生失稳断裂；

（4）基坑边材料等堆载没有进行科学管理，任意堆放钢筋等集中荷载，形成重大安全隐患；

（5）基坑降水时，一边降水，另一边将生活、施工等废水排入基坑，管理缺位；

（6）施工单位对监测数据报警值不重视，经验主义严重，对险情应急不力产生安全事故；

（7）坑边硬质防护没有随着挖土进度及时跟进封闭，临电管理制度化没有严格按日检查并立即整改执行到位。

5.4 监测风险诱因

基坑变形监测属于工程信息化管理的范畴。监测风险的诱因往往来源于以下几点：建设单位或施工单位对监测工作不重视，没有投入成本聘请专业单位进行基坑监测；不合理地减少监测内容，从而导致数据不全、判断依据不足，造成事故；在监测单位分析数据时片面强调绝对位移，而忽略了数据变化速率和沉降速率的考量，判断失误导致围护坍塌；监测单位综合能力不强是报告数据失真的根本原因。

以上的基坑围护工程的风险成因分析表明，各种风险的产生概率由设计单位、勘察单位和施工单位等参建的职能单位对工程风险的防范意识和制度执行情况来决定，其中项目的负责人和专职工程师是关键要素，要成功控制基坑工程风险必须从管理人员和质量安全管理措施入手。

6 基坑围护的工程风险控制对策

无论是浅基坑还是深基坑，围护结构系统均较为复杂，风险无处不在，每个项目的实际情况千差万别。工程风险控制通常包括风险回避、预防及减少损失、转移和自留四种对策。针对22A-05动迁房项目，基坑围护的工程风险控制对策应该从以下几方面制订并实施。

（1）选择具备相应资质的单位。项目的成败最终是由所有参建单位的管理水平和综合实力决定的，因此，单位的选择十分关键，在项目招投标阶段必须高起点策划，选择具备相应勘察、设计、施工、监测和监理资质的优秀企业，同时应具有良好社会品牌、有类似项目成功操作经历、综合实力较强、特别是对工程风险有完整控制体系的公司来参建，这是工程风险控制的基础。

（2）建立专家评审制度。地质勘查、围护结构设计、基坑施工方案、监测方案、监理细则等都具备各自行业和专业的规范性和独立性，要评定其合理性、科学性和可行性，仅凭某一个部门或项目技术人员是不能完成的。为防止基坑工程风险的发生可建立专家评审制度，邀请行内理论实践经验丰富的专家分别组成专家评审团或外聘专家评审机构对上述各方案进行风险分析评定，根据评审意见改进不足，从而达到降低基坑工程风险之目的。

（3）设立管理人员项目考评机制。基坑围护工程的风险控制归根结底靠有效管理，所以必须调动人的积极性，对项目负责人、执行工程师和相关管理人员进行责任分解、过程跟踪检查、结果考核，实行优胜劣汰的竞争考评机制，唯有如此，才能落实责任，将基坑的勘察设计风险、施工风险、监测和监理等关键环节的风险控制执行到位，实现主动积极的风险预防控制。

（4）落实基坑关键部位质量、安全控制管理。基坑工程从勘察到回填土结束，工期差不多为总工期的四分之一，其中的工艺、技术和安全节点众多，每一步都必须按设计图纸和专业规范的要求进行作业、检查和验收，特别是水泥参量的测定、养护时间、同条件水泥土和混凝土强度试块报告等是保证围护结构质量和安全的主要理论依据，消除了这些风险，其他风险控制相对容易。因此，只要严格执行质量安全管理制度，落实好基坑关键部位的旁站、巡查和检查整改等工作，基坑工程风险将大大减小。

（5）完善应急抢险措施。应急抢险措施属于基坑工程风险控制中预防和减少损失的主动对策，尽管不希望发生事故，但客观上由于各种偶然因素或不可抗力事件的突发，险情无法避免，这就要求参建单位，特别是设计和施工单位高度重视，提前制定应急预案，准备好所有应急指挥机构和物资、设备等，完善日常演练和检查制度，确保工程风险发生时损失最小。

7 结 语

综上所述，随着国家城镇化进程的推进，城市公租房、动迁安置房越来越多，其基坑工程也越来越复杂，越来越深。本文通过对22A-05动迁房项目基坑围护工程的工程风险识别、形成原因剖析，提出了相应的风险控制对策，意在表述：一方面，对基坑工程必须从地块勘察、围护设计、基坑施工、工程监测和监理等全过程、全方位进行风险管理和控制；另一方面，完善的基坑工程风险管理机制及项目管理者主观能动性的重要性亦是不言而喻的。毫无疑问，只要建设单位及勘察、设计、施工和监理等参建单位按照基坑工程的特点，认真研究和全面分析不同风险的影响因素，采取积极主动的预控措施，将每一步质量、安全风险控制措施都落实了，项目风险控制的成功便指日可待。