深基坑工程的風(fēng)險控制實踐

0 引言

社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程步伐的加快，使得城市（特別是上海等超大城市）的土地資源日益緊張，建設(shè)工程不斷向高、向深發(fā)展成為必然，隨之而來的是工程基坑規(guī)模越來越大，工程施工管理特別是基坑工程管理風(fēng)險成倍增加。因此，如何提前一步進(jìn)行基坑風(fēng)險識別和控制，有效降低風(fēng)險，保證工程安全，顯得愈發(fā)重要。

1 基坑風(fēng)險控制

基坑工程的風(fēng)險因素存在于基坑施工各個工序中，包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)、樁基、基坑降水、支撐、開挖等全過程。風(fēng)險識別將基坑施工的主要控制目標(biāo)設(shè)為風(fēng)險控制目標(biāo)（項目的安全、質(zhì)量、進(jìn)度、經(jīng)濟(jì)效益等），在進(jìn)一步樹立形成具有層次結(jié)構(gòu)的風(fēng)險因素后，就可以采用層次分析法進(jìn)行風(fēng)險識別和評估，梳理出風(fēng)險項目層、風(fēng)險目標(biāo)層和風(fēng)險因素層的對應(yīng)關(guān)系，對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)分析，采取有針對性的應(yīng)對措施加以控制，可以將控制論的預(yù)先作用發(fā)揮到實際工程[1]。

一般將基坑風(fēng)險分為技術(shù)風(fēng)險和施工操作風(fēng)險，根據(jù)工程實際和現(xiàn)場施工經(jīng)驗，匯總出相應(yīng)的應(yīng)急措施（表1）。

基坑風(fēng)險控制涉及設(shè)計的科學(xué)性、施工方案的合理性、監(jiān)控數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、施工過程中所運(yùn)用的方法措施的可行性。在基坑施工過程中，運(yùn)用施工風(fēng)險控制技術(shù)，通過風(fēng)險分類、風(fēng)險因素分析，匯總風(fēng)險因素并采取相應(yīng)的應(yīng)急措施，可在最短時間內(nèi)有效控制住異態(tài)改變的進(jìn)程，盡早消除初期安全隱患，避免因忽視異態(tài)信號和趨勢或采取無效措施而引發(fā)的災(zāi)難，減少社會經(jīng)濟(jì)損失[2]。

表1 基坑工程主要風(fēng)險及應(yīng)對措施

2 案例分析

2.1 工程概況

某工程地下為整體大地庫，地上包括3個單體，地下2層。基坑面積約為8 800m2，開挖深度達(dá)10m；基坑安全等級為二級，環(huán)境保護(hù)等級為二級（圖1、2）?；訃o(hù)結(jié)構(gòu)采用混凝土灌注樁結(jié)合三軸水泥土攪拌樁止水帷幕的形式，內(nèi)部設(shè)置兩道鋼筋混凝土支撐。止水帷幕采用Φ850@600三軸水泥土攪拌樁，基坑內(nèi)局部采用二軸水泥土攪拌樁加固坑底。

本場地臨近黃浦江邊，經(jīng)圍墾吹填形成，表面以①1層吹填土（黏質(zhì)粉土）為主，部分為原海灘沉積的②2層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，總厚度約為3.3m左右；第②3-1和②3-2層砂質(zhì)粉土較厚，最深處達(dá)15.3m?；?xùn)|、西、南側(cè)為市政道路，基坑邊距離市政道路最近約2m，道路下分布有上水、信息、雨水、煤氣等管線?；颖眰?cè)為某民辦幼兒園，基坑邊距幼兒園最近約2m?；又苓吂芫€分布較多，且均在2倍基坑開挖深度之內(nèi)。

2.2 基坑風(fēng)險評估及控制措施

本工程屬深基坑工程，其周圍環(huán)境復(fù)雜，周邊管線、房屋特別是幼兒園房屋距離基坑較近，存在突出的技術(shù)風(fēng)險和施工風(fēng)險。因此，需從項目前期的勘察、設(shè)計、施工方案評審及項目施工中的安全管理、監(jiān)督管理、第三方信息化監(jiān)測等方面，采取一系列措施來降低施工風(fēng)險，確保實現(xiàn)工程管理目標(biāo)[3]。

2.2.1 勘察設(shè)計風(fēng)險及控制

勘察設(shè)計階段的風(fēng)險在于：①勘察報告與實際工程地質(zhì)情況不符，局部地質(zhì)存在明顯差異；②設(shè)計施工圖紙?zhí)貏e是基坑平面布置不合理，驗算存在偏差等?？紤]到相應(yīng)風(fēng)險，從招標(biāo)階段就選擇有資質(zhì)和經(jīng)驗的勘察院、設(shè)計院進(jìn)行勘察、設(shè)計，并按相關(guān)管理規(guī)定，對基坑設(shè)計圖紙進(jìn)行專家評審，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計方案。同時，提前預(yù)判可能對周圍環(huán)境的影響，在設(shè)計階段就要采取相應(yīng)措施。本工程的工程樁和圍護(hù)樁全采用了鉆孔灌注樁，最大限度地減小了樁基施工對土體的擠壓擾動，以避免對管線和房屋造成不利影響。

2.2.2 基坑變形風(fēng)險及控制

基坑工程做大的風(fēng)險在于基坑本身過大的變形造成基坑局部或整體坍塌，引發(fā)嚴(yán)重事故，因此，基坑的變形控制貫徹始終。

本工程基坑屬“危大工程”，基坑施工方案經(jīng)過專家評審，在施工準(zhǔn)備階段對施工方案進(jìn)行審核，要求施工單位采取更加縝密的措施。嚴(yán)格控制施工順序、方式等，如采用盆式開挖時，應(yīng)嚴(yán)格控制分層邊坡坡度（不超過1:1.5），并在首層支撐混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%，且棧橋混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后進(jìn)行。

基坑開挖前，對施工方案認(rèn)真交底，并進(jìn)行條件驗收；在開挖施工過程中，采用信息化施工控制法，對基坑進(jìn)行有效的監(jiān)控和管理。施工過程中，注重收集相關(guān)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場實況進(jìn)行分析和預(yù)測，并加強(qiáng)基坑邊巡視，如發(fā)現(xiàn)基坑邊有斜向裂縫并持續(xù)延伸，應(yīng)立即召集設(shè)計等相關(guān)單位研究對策、制定方案，并根據(jù)方案對基坑周邊采取加固等臨時措施。

開挖期間，以環(huán)境監(jiān)測報告為依據(jù)，對其中的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析，用圖表的形式來研判、監(jiān)測項目的發(fā)展趨勢，以求及時掌握基坑動態(tài)情況，及時采取對策，確保基坑施工的安全。

圖1 總平面示意圖

圖2 基坑施工現(xiàn)場圖

2.2.3 降水風(fēng)險及控制

基坑開挖階段，地下水特別是承壓水會對基坑施工造成安全隱患，主要是基坑突涌造成立柱嚴(yán)重變形，使支撐結(jié)構(gòu)局部甚至整體失效。風(fēng)險控制一是要在勘察階段對地下水文條件勘察清楚；二是在施工降水階段，布置合理的降水井，并進(jìn)行水位監(jiān)測。

根據(jù)本工程特點，經(jīng)計算需考慮⑤2層的降壓，且無需考慮⑦層的降壓。本工程止水帷幕隔斷⑤2層，為有效做到按需降壓，考慮單獨布置降壓井進(jìn)行降壓。因本工程落深坑分布范圍較廣，基坑降壓井主要布置于降壓要求較大的落深坑處；對于降壓要求較小的，則靠遠(yuǎn)處降壓井的影響來達(dá)到水位下降目的。考慮到工程場地緊湊，本次降水井共有35口疏干井，8口降壓井分布在棧橋邊。

本工程降水工程交由專業(yè)分包施工，通過信息化管理，每天統(tǒng)計降水量，預(yù)估降水時間，便于總包方安排基坑開挖時間，有效防止了因降水不到位而引起的基坑隆起、基坑積水等安全事故。

因基坑周邊環(huán)境復(fù)雜，故于坑外布置⑤2層觀測井6口，用于監(jiān)測坑外承壓水位變化及坑內(nèi)降壓對坑外的影響。

2.2.4 基坑施工安全管理及監(jiān)督

基坑施工管理風(fēng)險在于無嚴(yán)格的管理體系或執(zhí)行者存在麻痹大意等疏忽行為，因此，建立健全管理體系，提高執(zhí)行力至關(guān)重要。

在基坑施工階段，要求監(jiān)理單位建立“危大工程管理臺賬”，做好土方開挖過程的巡視檢查工作。開挖前，根據(jù)專家評審的施工方案進(jìn)行安全技術(shù)交底，在施工現(xiàn)場的顯著位置公告危大工程名稱、施工時間及區(qū)域，并設(shè)置安全警示標(biāo)志。基坑開挖階段，項目專職安全人員應(yīng)按規(guī)定對危大工程進(jìn)行施工監(jiān)測和安全巡視，一旦發(fā)現(xiàn)安全隱患要及時處理，重大安全問題要按程序上報；項目部結(jié)合危大工程專項施工方案編制實施細(xì)則及應(yīng)急預(yù)案，并對危大工程施工實施專項巡視檢查。

2.2.5 第三方監(jiān)測

基坑施工除去基坑本身變形、發(fā)生質(zhì)量事故的風(fēng)險，還有基坑施工對周圍環(huán)境影響造成的糾紛風(fēng)險，因此，應(yīng)根據(jù)相關(guān)管理規(guī)定，及時預(yù)判此類風(fēng)險并引入第三方檢測機(jī)構(gòu)，可以降低風(fēng)險，提高工程管理效益。

一般基坑工程項目都特別注意對基坑本身如支撐內(nèi)力、立柱變形、基坑變形、地下水位等的監(jiān)測以實現(xiàn)基坑變形控制，但往往對周圍房屋等的監(jiān)測不夠重視，從而引起糾紛。本工程北側(cè)為幼兒園，根據(jù)相關(guān)管理要求，引入第三方監(jiān)測單位，對基坑周邊2倍范圍內(nèi)的建（構(gòu)）筑物進(jìn)行監(jiān)測，包括沉降、傾斜、裂縫等?；邮┕で埃瑧?yīng)對周圍房屋的基礎(chǔ)形式、層數(shù)等有一個細(xì)致的排查，在地質(zhì)勘察報告和環(huán)境調(diào)查報告的基礎(chǔ)上，對資料和現(xiàn)場要有一個細(xì)致的復(fù)查。對周邊建筑物現(xiàn)狀的調(diào)查，要留取現(xiàn)場真實證據(jù)，避免將來引起糾紛。

3 結(jié)語

深基坑工程本身及對周圍環(huán)境影響方面均有突出的風(fēng)險，因此，預(yù)判、識別各階段風(fēng)險并采取風(fēng)險管理、控制，是實現(xiàn)工程管理目標(biāo)的保證。風(fēng)險存在于人和物，存在于技術(shù)、施工、自然環(huán)境、社會環(huán)境等等，因此，風(fēng)險分析與分類可以較好地梳理出工程主要風(fēng)險因素，有針對性地采取措施，從而有效控制不利因素，確?；邮┕さ陌踩１疚膬H針對地下工程風(fēng)險控制的實際運(yùn)用進(jìn)行初步闡述，希望能給工程建設(shè)者帶來一些借鑒。