超深基坑樁錨支護體系施工風(fēng)險分析

張 瑞1,關(guān) 璽2

(1.中國十五冶金建設(shè)集團有限公司,黃石 435000; 2.武漢理工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院,武漢 430070)

超深基坑樁錨支護體系施工風(fēng)險分析

張 瑞1,關(guān) 璽2

(1.中國十五冶金建設(shè)集團有限公司,黃石 435000; 2.武漢理工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院,武漢 430070)

針對埃塞俄比亞WEGAGEN銀行大樓深基坑工程采用的樁錨支護體系,使用工作-風(fēng)險分解矩陣方法對該工程面對的風(fēng)險進行了分解和識別,對項目的風(fēng)險進行了綜合評估,評定風(fēng)險等級,出具了風(fēng)險應(yīng)對方案。

樁錨結(jié)構(gòu)支護體系; 風(fēng)險分析; WBS-RBS矩陣; 模糊綜合評估

風(fēng)險往往有著積極和消極兩方面影響,憑借完善的風(fēng)險管理,風(fēng)險就能轉(zhuǎn)化為機遇,為企業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造機會,為社會創(chuàng)造價值。該文主要以埃塞俄比亞WEGAGEN銀行大樓項目為依托,使用風(fēng)險管理的相關(guān)方法對樁錨支護體系的風(fēng)險進行詳細的評估,結(jié)合項目特點使用工作-風(fēng)險矩陣(WBS-RBS)方法對該項目的風(fēng)險進行了分解和識別;對風(fēng)險等級進行綜合評估,并擬定了風(fēng)險應(yīng)對方案。

1 項目概況

WEGAGEN銀行大樓位于埃塞首都亞的斯亞貝巴市中心,是一棟集辦公、購物、餐飲為一體的高層建筑。工程場地現(xiàn)已有圍墻封閉,該工程用地面積2 263 m2,建筑物占地面積1 900 m2,現(xiàn)場場地平坦,周邊均有建筑物,場地狹小。該辦公大樓地上24層,地下3層半為車庫、倉庫、設(shè)備用房,層高3.4 m,地上一層為夾層,層高5.95 m,其它層高3.8 m,建筑總高度為109.67 m,總建筑面積為32 159 m2;±0.000 m相當(dāng)于該國建筑規(guī)范規(guī)定的絕對標高101.33 m。地下室基底最大深度15.2 m。

該工程±0.00相當(dāng)于絕對高程101.33 m。自然地面標高99.80 m(-1.53 m);基坑開挖2 265 m2;周長約192 m,基坑開挖深度為13.07～13.67 m,重要性等級為一級,臨時支護結(jié)構(gòu)調(diào)整系數(shù)1.0。

該工程距東邊12層建筑物為8 m,距西邊6層樓柱2 m,西邊距加油站15 m,距樓20 m,北邊距道路6 m,南邊距擋土墻5 m。

2 使用WBS-RBS矩陣方法進行風(fēng)險識別

RBS(Risk Breakdown Strcture,風(fēng)險分解結(jié)構(gòu))是一個定義潛在風(fēng)險源的樹狀層級結(jié)構(gòu)。這些分組定義了一個項目面臨的全部風(fēng)險。RBS的概念是由美國PMI專家David HIillson首次提出的,緊接著他便提出了RBM(Risk Breakdown Matrix,風(fēng)險分解矩陣)的概念,把工作分解結(jié)構(gòu)和風(fēng)險分解結(jié)構(gòu)結(jié)合起來。

WBS-RBS法的基本步驟是:(1)構(gòu)建WBS。(2)構(gòu)建RBS。(3)將WBS與RBS交叉構(gòu)建RBM。(4)根據(jù)風(fēng)險觸發(fā)和轉(zhuǎn)化的客觀規(guī)律,根據(jù)RBM劃分的風(fēng)險單元進行判斷。存在則為1,如果不存在或發(fā)生可能性極小或后果很輕微則為0[1]。

結(jié)合該項目風(fēng)險的特點和項目的工作分解矩陣對項目進行分解,并構(gòu)建WBS-RBS矩陣。見表1。

經(jīng)專家評議,合并同類風(fēng)險因素,最終得到該樁錨支護體系風(fēng)險的二級風(fēng)險源下的具體風(fēng)險因素。

1)自然風(fēng)險,自然風(fēng)險主要是惡劣的天氣、氣候、自然災(zāi)害,現(xiàn)場不良地質(zhì)環(huán)境,地下水突涌等,結(jié)合深基坑的工作包構(gòu)成風(fēng)險包,因為埃塞俄比亞位于非洲,地下水突涌的風(fēng)險十分微小,可以忽略不計。故該項目面臨的自然風(fēng)險主要有不良地質(zhì)環(huán)境,連續(xù)的陰雨天氣,現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境等。

2)經(jīng)濟風(fēng)險,經(jīng)濟風(fēng)險主要有經(jīng)濟形勢變化和市場變化,匯率變化、通貨膨脹等,對該項目均有一定的影響,埃塞俄比亞屬于發(fā)展中國家,經(jīng)濟基礎(chǔ)薄弱,經(jīng)濟不穩(wěn)定,物價波動頻繁,而且市場中的材料、人工價格變動都有可能對項目目標的實現(xiàn)有一定的影響,而且在人民幣升值的預(yù)期下,匯率變動的風(fēng)險很大。

3)社會環(huán)境風(fēng)險,埃塞俄比亞政局穩(wěn)定,但是該工程地處海外,產(chǎn)業(yè)政策、相關(guān)法規(guī)多有與國內(nèi)不同之處,埃塞俄比亞的政府工作效率,官員廉潔程度,當(dāng)?shù)毓と说乃刭|(zhì)等也都與項目目標息息相關(guān)。且埃塞俄比亞是位于非洲的發(fā)展中國家,治安狀況不容樂觀,我方工人的身體健康、人身安全,項目施工機械及材料的安全等都是項目面臨的風(fēng)險。

4)組織管理風(fēng)險。項目甲方是埃塞俄比亞政府,與甲方的溝通,施工現(xiàn)場管理,如現(xiàn)場機械的防火漏電管理,面對風(fēng)險時的應(yīng)急處置,風(fēng)險管理制度是否全面,是否得到了貫徹執(zhí)行等因素都屬于組織管理風(fēng)險的范疇

5)技術(shù)風(fēng)險。該工程的勘察工作由埃塞當(dāng)?shù)赝瓿?地勘報告等資料不完整,是技術(shù)上面臨的最大風(fēng)險,基坑支護設(shè)計由國內(nèi)進行,由于未到現(xiàn)場,設(shè)計方案也是風(fēng)險隱患之一,施工組織設(shè)計,開挖、支護、挖孔、成樁、噴射混凝土護坡的施工技術(shù)水平都影響到基坑的安全。施工過程中對基坑自身位移及周邊建筑的變形監(jiān)測由我方進行,在新的支護設(shè)計方案下,對監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理和使用對基坑安全尤為重要。

3 風(fēng)險評價

采用模糊綜合評判方法進行風(fēng)險分析就是利用模糊數(shù)學(xué)的方法對模糊的信息進行處理,然后用得到的信息建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,最后得到分析結(jié)論。模糊綜合評價首先要建立模糊評價集合,評價集合包括標準集與因素集,標準集即模糊綜合評判的評價標準,因素集即評價的對象,評價標準的確立應(yīng)參考項目的目標綜合確定。然后要收集相關(guān)的數(shù)據(jù),確定各因素的隸屬度或隸屬函數(shù)。最后需要對模糊數(shù)據(jù)進行處理,因為各個因素對項目目標的重要性是不同的,應(yīng)通過數(shù)學(xué)方法確定其權(quán)重。最后根據(jù)需要建立數(shù)學(xué)模型,工程項目中還需要結(jié)合工程實際進行綜合評價,得出最終結(jié)論[3]。

根據(jù)因素集和評價集設(shè)計專家調(diào)查表,結(jié)合該工程的特點和評價準則進行專家評議,該次評議共邀請工程方面的專家、項目經(jīng)理等共10人。評價結(jié)果如表2所示。

通過層次分析法確定各因素的權(quán)重,并以準則層的權(quán)重系數(shù)為Wi,可以根據(jù)式(1)得出每個Ri的單因素評價結(jié)果

把所有的Bi綜合構(gòu)建綜合評價矩陣R=(B1,B2,B3,B4,B5)T。

根據(jù)式(1)可得綜合評價向量B=(0.228 7,0.445 5,0.230 2,0.095 7,0)

埃塞俄比亞氣候干燥,土質(zhì)良好,因此超深基坑樁錨支護體系工程面臨的自然環(huán)境條件是比較好的,自然環(huán)境風(fēng)險相對較低。而當(dāng)?shù)丶夹g(shù)條件落后,深基坑支護方案的設(shè)計又在國內(nèi)進行,勘察、設(shè)計、施工等技術(shù)風(fēng)險相對較大。但是勘察設(shè)計等風(fēng)險雖然損失較大,但是一方面由于埃塞俄比亞當(dāng)?shù)赝临|(zhì)條件很好,而設(shè)計由我方經(jīng)驗豐富的設(shè)計人員進行設(shè)計,施工由我方委派專業(yè)的施工技術(shù)人員進行監(jiān)督指導(dǎo),再加上嚴密的風(fēng)險監(jiān)控,故技術(shù)風(fēng)險的風(fēng)險等級依然是二級,可接受的風(fēng)險。

但是埃塞俄比亞本身是發(fā)展中國家,市場并不完善,通貨膨脹十分嚴重,市場波動和匯率風(fēng)險無法避免,只能盡量降低損失,故經(jīng)濟風(fēng)險的風(fēng)險等級反而最高。當(dāng)?shù)刂伟?、衛(wèi)生等條件均較差,需要額外的支出來降低風(fēng)險,故風(fēng)險等級均較高。

埃塞俄比亞是位于非洲的發(fā)展中國家,可以預(yù)見在埃塞俄比亞的項目會越來越多,是一個值得開發(fā)的市場,為了開發(fā)當(dāng)?shù)厥袌雒耙欢ǖ娘L(fēng)險是值得的。且經(jīng)過風(fēng)險分析,該項目綜合風(fēng)險等級為二級,在加強風(fēng)險監(jiān)控和動態(tài)評估的基礎(chǔ)上,該項目的機遇是遠大于風(fēng)險的。

4 風(fēng)險應(yīng)對

為保證深基坑工程施工過程中的人員安全,該工程基礎(chǔ)施工前,由工長向全體工人進行安全技術(shù)交底,詳細交待作業(yè)的目的、要求、注意事項。由安全員負責(zé)跟班監(jiān)督檢查,隨時糾正、處罰違章行為。安全施工距離:人員之間2.5 m,機械之間10 m。用鋼管搭設(shè)坑底臨時人行階梯,以利于上下。寬度為1.5 m,坡度1∶3。每天監(jiān)視測量基坑邊坡穩(wěn)定情況,發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即采取相應(yīng)措施。

1)遇到雨雪天氣后應(yīng)及時對基坑進行全面檢查,發(fā)現(xiàn)大面積裂縫或坍塌等情況應(yīng)及時處理并進行安全備案。

2)每天對基坑進行定期巡查,做好安全記錄,填寫風(fēng)險態(tài)勢監(jiān)測跟蹤表(表2)。發(fā)現(xiàn)裂縫應(yīng)及時上報。

3)基坑邊1 m以內(nèi)禁止堆放材料,基坑邊3 m內(nèi)不能過載重汽車,防止基坑坍方。

4)基坑護欄邊不能有雜物,防止落物傷人。

5 結(jié) 語

在嚴密的時事檢測和管理措施下,WEGAGEN銀行大樓深基坑工程樁頂最大水平位移32.32 mm。支護樁傾斜和基坑形變,周邊建筑沉降均在正常范圍內(nèi),目前該深基坑工程已經(jīng)圓滿完工。

[1] 周紅波,高文杰,蔡來炳,等.基于WBS-RBS的地鐵基坑故障樹風(fēng)險識別與分析[J].巖土力學(xué),2009(9):2703-2707, 2726.

[2] 郭金玉,張忠彬,孫慶云.層次分析法的研究與應(yīng)用[J].中國安全科學(xué)學(xué)報,2008(5):148-153.

[3] 張 馳,黃廣龍,李 娟.深基坑施工環(huán)境影響的模糊風(fēng)險分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報,2013,S1:2669-2675.

[4] 陳 名,黃文富.海外工程項目風(fēng)險管理與防范[J].科技與企業(yè),2013(6):69.

Risk Analysis of Deep Foundation Pit Construction of Pile-anchor Supporting System

ZHANG Rui1,GUAN Xi2
(1.China No15 Metallurgical Construction Co,Ltd,Huangshi 435000,China;2.School of Civil Engineering and Architecture,Wuhan University of Technology,Wuhan 430070,China)

For Ethiopia WEGAGEN bank building deep excavation supporting uses the pile anchor system.Using work-risk matrix decomposition method of the risks facing the project identified the comprehensive risk,and issued a risk response plan.

pile-anchor support system; risk analysis; the WBS-RBS matrix; the fuzzy comprehensive evaluation

2014-04-17.

張 瑞(1970-),高級工程師.E-mail:lsgwh7176@126.com

10.3963/j.issn.1674-6066.2014.04.032