超深基坑樁錨支護體系施工風險分析

張 瑞1,關 璽2

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

超深基坑樁錨支護體系施工風險分析

張 瑞1,關 璽2

(1.中國十五冶金建設集團有限公司,黃石 435000; 2.武漢理工大學土木工程與建筑學院,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-風險分解矩陣方法對該工程面對的風險進行了分解和識別,對項目的風險進行了綜合評估,評定風險等級,出具了風險應對方案。

樁錨結構支護體系; 風險分析; WBS-RBS矩陣; 模糊綜合評估

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

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相當于該國建筑規范規定的絕對標高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,臨時支護結構調整系數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矩陣方法進行風險識別

RBS(Risk Breakdown Strcture,風險分解結構)是一個定義潛在風險源的樹狀層級結構。這些分組定義了一個項目面臨的全部風險。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,風險分解矩陣)的概念,把工作分解結構和風險分解結構結合起來。

WBS-RBS法的基本步驟是:(1)構建WBS。(2)構建RBS。(3)將WBS與RBS交叉構建RBM。(4)根據風險觸發和轉化的客觀規律,根據RBM劃分的風險單元進行判斷。存在則為1,如果不存在或發生可能性極小或后果很輕微則為0[1]。

結合該項目風險的特點和項目的工作分解矩陣對項目進行分解,并構建WBS-RBS矩陣。見表1。

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

1)自然風險,自然風險主要是惡劣的天氣、氣候、自然災害,現場不良地質環境,地下水突涌等,結合深基坑的工作包構成風險包,因為埃塞俄比亞位于非洲,地下水突涌的風險十分微小,可以忽略不計。故該項目面臨的自然風險主要有不良地質環境,連續的陰雨天氣,現場作業環境等。

2)經濟風險,經濟風險主要有經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,埃塞俄比亞屬于發展中國家,經濟基礎薄弱,經濟不穩定,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有一定的影響,而且在人民幣升值的預期下,匯率變動的風險很大。

3)社會環境風險,埃塞俄比亞政局穩定,但是該工程地處海外,產業政策、相關法規多有與國內不同之處,埃塞俄比亞的政府工作效率,官員廉潔程度,當地工人的素質等也都與項目目標息息相關。且埃塞俄比亞是位于非洲的發展中國家,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險。

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

5)技術風險。該工程的勘察工作由埃塞當地完成,地勘報告等資料不完整,是技術上面臨的最大風險,基坑支護設計由國內進行,由于未到現場,設計方案也是風險隱患之一,施工組織設計,開挖、支護、挖孔、成樁、噴射混凝土護坡的施工技術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測由我方進行,在新的支護設計方案下,對監測數據的處理和使用對基坑安全尤為重要。

3 風險評價

采用模糊綜合評判方法進行風險分析就是利用模糊數學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的數學模型,最后得到分析結論。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,評價標準的確立應參考項目的目標綜合確定。然后要收集相關的數據,確定各因素的隸屬度或隸屬函數。最后需要對模糊數據進行處理,因為各個因素對項目目標的重要性是不同的,應通過數學方法確定其權重。最后根據需要建立數學模型,工程項目中還需要結合工程實際進行綜合評價,得出最終結論[3]。

根據因素集和評價集設計專家調查表,結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、項目經理等共10人。評價結果如表2所示。

通過層次分析法確定各因素的權重,并以準則層的權重系數為Wi,可以根據式(1)得出每個Ri的單因素評價結果

把所有的Bi綜合構建綜合評價矩陣R=(B1,B2,B3,B4,B5)T。

根據式(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,土質良好,因此超深基坑樁錨支護體系工程面臨的自然環境條件是比較好的,自然環境風險相對較低。而當地技術條件落后,深基坑支護方案的設計又在國內進行,勘察、設計、施工等技術風險相對較大。但是勘察設計等風險雖然損失較大,但是一方面由于埃塞俄比亞當地土質條件很好,而設計由我方經驗豐富的設計人員進行設計,施工由我方委派專業的施工技術人員進行監督指導,再加上嚴密的風險監控,故技術風險的風險等級依然是二級,可接受的風險。

但是埃塞俄比亞本身是發展中國家,市場并不完善,通貨膨脹十分嚴重,市場波動和匯率風險無法避免,只能盡量降低損失,故經濟風險的風險等級反而最高。當地治安、衛生等條件均較差,需要額外的支出來降低風險,故風險等級均較高。

埃塞俄比亞是位于非洲的發展中國家,可以預見在埃塞俄比亞的項目會越來越多,是一個值得開發的市場,為了開發當地市場冒一定的風險是值得的。且經過風險分析,該項目綜合風險等級為二級,在加強風險監控和動態評估的基礎上,該項目的機遇是遠大于風險的。

4 風險應對

為保證深基坑工程施工過程中的人員安全,該工程基礎施工前,由工長向全體工人進行安全技術交底,詳細交待作業的目的、要求、注意事項。由安全員負責跟班監督檢查,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。每天監視測量基坑邊坡穩定情況,發現異常應立即采取相應措施。

1)遇到雨雪天氣后應及時對基坑進行全面檢查,發現大面積裂縫或坍塌等情況應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,填寫風險態勢監測跟蹤表(表2)。發現裂縫應及時上報。

3)基坑邊1 m以內禁止堆放材料,基坑邊3 m內不能過載重汽車,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 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,目前該深基坑工程已經圓滿完工。

[1] 周紅波,高文杰,蔡來炳,等.基于WBS-RBS的地鐵基坑故障樹風險識別與分析[J].巖土力學,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用[J].中國安全科學學報,2008(5):148-153.

[3] 張 馳,黃廣龍,李 娟.深基坑施工環境影響的模糊風險分析[J].巖石力學與工程學報,2013,S1:2669-2675.

[4] 陳 名,黃文富.海外工程項目風險管理與防范[J].科技與企業,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