軟土地區(qū)基坑工程風險管理與造價控制淺析

張潔龍

上海建工房產有限公司 上海 200080

近年來，隨著城市立體化建設的發(fā)展，地下空間開挖利用的規(guī)模、深度與廣度日益增大，使得基坑工程的規(guī)模越來越大、開挖深度越來越深、施工范圍內的環(huán)境也越來越復雜，尤其在沿海、沿江軟土地區(qū)，地下水量豐富，軟弱土層深厚，易發(fā)生較大的塑性流動和固結沉降[1]。這種軟弱地質條件使得軟土地區(qū)基坑開挖的風險性和控制難度都顯著增加。

因此，如何因地制宜地選擇合適的基坑支護設計方案，配合必要的施工管理措施，在實現基坑工程的安全建造與周邊環(huán)境正常運行的同時，讓造價成本得到合理控制，已成為軟土地區(qū)基坑工程建設中亟需要解決的一個重要課題。

本文結合筆者在上海軟土地區(qū)的工程建設實踐，對具有代表性環(huán)境特點的基坑工程在各階段的風險管理辦法和成本控制手段進行了一些歸納和總結，希望能為類似項目提供有益的參考和借鑒。

1 風險管理對策

基坑工程支護體系作為一種臨時性結構，在地下結構施工完成后即結束使命，其設計安全儲備系數相較永久結構本就偏小，加之環(huán)境條件、項目特性和施工管理等的復雜性和不確定性，都使得基坑開挖具有較高的風險和控制難度。因此，必須對工程建設風險進行有效管理，具體可從以下2個方面采取措施。

1.1 設計階段

1）全面考察待建場地的氣象、工程地質、水文地質條件及其在施工中的變化。

2）充分了解鄰近建筑物、地下障礙物、市政管線等周邊環(huán)境與基坑開挖的關系及相互影響。

3）以實現基坑和環(huán)境雙安全為目標，適當考慮施工的易操作性和工期要求，因地制宜地選擇基坑支護方案。

4）制定安全準則，明確風險源及處理措施。

5）動態(tài)設計，通過監(jiān)測、分析、預測、反分析，適時調整設計方案，完善設計中可能存在的不足。

1.2 施工階段

1）做好施工準備和施工組織，細化施工工藝，嚴格按照設計文件和相關規(guī)范施工。

2）結合“時空效應”，優(yōu)化挖土方案，分區(qū)、分塊、分段限時開挖施工，減少基坑暴露時間。

3）確保質量監(jiān)督機制落實到位，保證支護結構的施工質量[2-3]。

4）加強監(jiān)控測量，實時掌握開挖動態(tài)，及時調整施工工藝，確保全程可控。

5）施工前對項目風險進行充分了解和分析，制定可靠的管理體系和應急預案。

2 造價控制思路

在基坑規(guī)劃實施過程中，除了要確?；娱_挖與周邊保護建（構）筑物的安全外，還應盡可能降低土方開挖和地下室結構施工等的投資成本。過于保守的支護方案不僅會導致建設單位大量的經濟損失，還會造成社會資源的嚴重浪費，給環(huán)境帶來負面影響。

為了合理節(jié)約基坑工程的造價成本，可以從以下2個角度進行把控。

2.1 勘察設計

1）加強原位測試工作，以準確反映場地土層特性，為計算參數的合理確定提供支撐。

2）通過多方案技術經濟比選，優(yōu)化設計方案，推行限額設計和標準化設計。

3）參加基坑支護技術評審，利用行業(yè)專家的工程經驗進一步完善設計，集思廣益[4]。

4）加強設計變更管理，健全變更審批制度，減少損失和浪費。

2.2 施工管理

1）編制基坑專項方案，合理安排挖土分區(qū)和施工流水，有效降低施工成本。

2）強化現場管理，健全溝通機制，提升工程項目整體效益。

3）做好施工質量控制工作，避免二次返工。4）做好工程量審核工作，及時開展審核結算。

3 工程案例

3.1 浦江鎮(zhèn)125-1地塊項目

3.1.1 工程概況

該項目位于上海市閔行區(qū)浦江鎮(zhèn)中心西部，江梔路以南，陳行路以北，浦雪路以東，浦秀路以西。基坑總面積約79 000 m2，周長約1 113 m，平面大致呈正方形，普遍開挖深度為5.4～5.8 m（圖1）。

基坑西側的道路和河道尚未建設，其余三側均為已通車道路，路面下有大量市政管線分布。

3.1.2 基坑特點及難點

場地內有較多暗浜、暗塘分布，狀態(tài)松散，且淤泥質軟黏土層厚度較大，平均為15 m，強度低、抗剪性能差。

圖1 基坑環(huán)境平面示意

基坑周邊分布有大量市政管線，尤其東側浦秀路和北側江梔路路面下的管線距離較近，最小距離6 m。

基坑面積巨大，大面積、長時間開敞施工所造成的時空效應會加大圍護結構變形、坑底隆起和地表沉降。

主體結構樁基采用預應力混凝土空心方樁及高強預應力混凝土空心管樁，且樁基工程先于基坑施工。

3.1.3 風險管理辦法

對于場地內的暗浜、暗塘，在進行專項摸排，探明其具體分布范圍和深度后，采取清淤回填等針對性措施進行處理，相應區(qū)域圍護結構的強度、剛度和穩(wěn)定性作適當加強，以策安全。

東側和北側坑外市政管線距離較近，環(huán)境保護要求相對較高，采用剛度較大的SMW工法樁結合斜拋撐的支護形式，能有效控制基坑開挖引起的坑外沉降。

施工單位在開挖前編制了詳細的施工組織設計方案，對基坑分區(qū)施工流程進行了全面考慮：將基坑沿東西向劃分為5個大區(qū)，每個大區(qū)再細分為4～5個分塊，由南向北依次開挖，以減小每次開挖的基坑面積和邊長，縮短地下結構的施工時間，控制圍護結構變形。

在圍護樁及土體加固施工期間，針對鄰近的工程樁采取切實有效的保護措施，包括合理安排圍護樁的施工順序，控制攪拌樁的施工速度、噴漿流速、壓力等施工參數，以防止對工程樁產生側向影響。

開工前，設計單位就施工過程中可能出現的風險因素及控制、處理措施向參建各方進行了明確。施工中，針對支護體系、周邊管線和主體樁基位移、變形進行重點監(jiān)測，并將數據及時反饋，動態(tài)調整基坑施工順序和方法。

3.1.4 造價控制手段

西側和南側周邊環(huán)境條件較為寬松，結合評審專家評估意見，采用鋼板樁結合斜拋撐的支護形式，既能滿足基坑施工的止水擋土需求，還可回收后重復利用，從而有效降低造價。

四周中部小高層區(qū)域局部挖深較小，僅3.45 m，在多方案技術經濟比較后，選用放坡開挖與重力壩相結合的圍護形式，有利于提高方案的經濟性。

嚴格控制設計標準，要求監(jiān)理工程師積極發(fā)揮監(jiān)督作用，對不合格施工進行處罰；建立、健全責任洽商管理制度，提高造價管理程序分化、整合的效率，保證基坑支護功能的完整實現，保障承包商的利益。

3.2 浦江鎮(zhèn)商辦樓項目

3.2.1 工程概況

該項目位于上海市閔行區(qū)浦江鎮(zhèn)125-2地塊東側，東鄰浦錦路，南側為陳行路，北邊毗鄰江梔路。擬建4幢地上6層的商業(yè)/辦公建筑，地下室為整體連通的地下2層車庫，基坑面積約10 000 m2，開挖深度為10.3 m，平面總體呈一260 m 40 m的狹長矩形（圖2）。

圖2 基坑環(huán)境平面

基坑西側緊鄰先期竣工交付的住宅小區(qū)，包括33幢多高層住宅及配套設施，基坑施工前已投入使用兩年半，其余三側均為已通車道路，路面下有大量市政管線敷設。

3.2.2 基坑特點及難點

1）本項目屬于厚層軟土地區(qū)規(guī)模較大的深基坑工程，開挖風險高，位移控制難度大，需采用有效的支護方案確保施工安全。

2）場地西側緊鄰居民小區(qū)，保護要求高，基坑與樓房的最近距離僅11 m，開挖施工時除確保安全外，還應避免影響居民的正常生活。

3）基坑周邊分布有大量市政管線，其中最近的是北側的一條電力管線，距離基坑約10.3 m。

4）紅線退距較小，施工場地緊張，車輛行走及臨設布置困難。

3.2.3 風險管理辦法

本工程基坑規(guī)模較大、施工周期較長，環(huán)境保護要求較高，SMW工法樁圍護經濟性較高，但在長期開敞暴露條件下將產生較大的變形甚至開裂失效問題，存在安全隱患；選用剛度大、變形控制能力強的鉆孔灌注樁圍護對本基坑的安全實施有積極意義，鉆孔灌注樁施工經驗成熟，結合外側的水泥土攪拌樁隔水帷幕，完全能夠滿足本基坑的擋土止水與變形控制要求。

基坑平面長邊較長，為控制圍護體變形，加強基坑穩(wěn)定性，在周邊被動區(qū)進行攪拌樁墩式加固。其中西側的加固墩根據小區(qū)建筑的分布定向布置，盡可能降低基坑開挖給周邊建筑物、管線帶來的不利影響。

按照“時空效應”理論分區(qū)、分塊、限時開挖基坑土方：第1皮土方高1.70 m，由南、北兩端向基坑中部退挖；第2皮土方高4.55 m，按照獨立形成對撐的范圍進行分區(qū)開挖；第3皮土方高3.55 m，根據底板后澆帶劃分的單次澆筑結構進行分區(qū)施工。此外，限時完成支撐架設、土體開挖與墊層澆筑施工。通過以上方法確保基坑系統(tǒng)變形量在允許范圍內。

3.2.4 造價控制手段

巖土工程勘察報告中土層的物理力學參數較常規(guī)偏低，在項目前期根據設計單位的建議選取若干鉆孔進行了原位補勘，按實測強度參數修改設計，節(jié)約了近100萬元的造價?；又纹矫娌捎脤谓Y合角撐的形式，便于組織土方開挖，且造價較為節(jié)省。同時，結合第1道水平支撐布設施工棧橋，用于車輛運輸、臨時堆放，有利于加快流水搭接、縮短工期、降低成本費用，也很好地解決了場地緊張的難題。

4 結語

基坑工程是一個復雜的動態(tài)系統(tǒng)工程，需要面對巖土工程條件、環(huán)境條件、施工條件存在的諸多不確定性、多元性和地域性。為實現基坑的風險管理與造價控制，就要結合基坑的幾何特征、土體特征、地下水特征和環(huán)境特征，從勘察、設計、施工和監(jiān)測環(huán)節(jié)入手進行方案的優(yōu)選，因地制宜、動態(tài)管理，既要保證支護結構、周圍環(huán)境的安全，也要盡可能節(jié)約工程投資，從而取得良好的社會效益與經濟效益。