超深基坑施工風險與質量控制

韓淑君+王棟

[摘要]基坑工程在地下空間開發推動下趨向超大、超深方向發展。結合工程施工風險評判標準，利用風險管理故障樹和模糊評判法，就深基坑施工質量風險要素進行評估，并建立深基坑施工質量控制技術體系。結合某工程實例，來總結深基坑工程施工質量風險控制體系及效果評價方法。

[關鍵詞]超深基坑；施工質量；風險控制；要點探析

[DOI]1013939/jcnkizgsc201630155

城市建設催生地下空間的開發。由于深基坑施工規模及涉及到的問題復雜性較高，在開挖及圍護過程中面臨更多不確定性因素。為此，加強對深基坑施工質量控制，特別是從風險識別及管控上來降低深基坑項目施工風險就顯得尤為重要。

1深基坑工程項目風險識別及分析

11深基坑工程概況

本研究結合某市國際商務服務中心工程為例，在地理位置上緊靠主干道，一側為濱江景觀區域，受地面、地上及沿江防汛工程的影響，深基坑開挖及施工風險突出。從基坑圍護結構來看，呈矩形，東西長320m，南北進深為130～150m，基坑周長約為970m，總面積達到42800m2。基坑設計深度為140m～147m。根據《深基坑工程設計規程（DBJ08-61-97）》要求，本工程屬于一級基坑，在施工工藝上采用鉆孔灌注樁+混凝土支撐圍護，止水帷幕采用三軸水泥土攪拌樁結構，基坑坑底采用水泥土攪拌樁進行加固，在鉆孔灌注樁與止水帷幕連接處采用壓密注漿和旋噴樁加固。

12工程地質條件

結合地質勘查結果，項目所在地120m深度范圍土層結構為全新世、中更新世，淺層土層變化較大，擬建場地地下水屬潛水類型。由于受到沿江水的補給，隨季節變化潛水水位發生變化，平均地下高水位埋深約為05m。在周圍環境及主要障礙物分類上，附近有某國際中心工程樁及圍護樁，另外一側為新建居民區；周邊無重要地下、地上設施，但受到沿江潮汐影響較大。

13施工風險評估方法

從深基坑施工風險評判影響因素及評估方法上，本研究結合模糊模式識別理論，結合風險等級劃分標準，建立風險隸屬度，獲得風險等級。在風險權重分析上，結合層次分析法對各評價指標進行比較，并通過風險因子數量值來構成“判斷矩陣”。在對矩陣進行一致性檢驗時，最大特征值向量所對應的風險事件權重為W=[w1，w2…，wn]；在計算最大特征根λmax時，導入公式：λmax=1nni=1（AW）iWi，其中，W為判斷矩陣的特征向量，（AW）i為某特征向量W與判斷矩陣A的乘積所得第i個元素。利用一致性檢驗公式：CR=CI/RI，當CI=（λmax-n）/（n-1）時，RI為平均隨機一致性標準，當滿足CR≤010時則具有一致性，否則給予調整。

14施工風險隸屬度確定

對于深基坑施工中的風險事件，在判斷其風險水平及隸屬度時，采用專家法來確定各風險事件的影響結果C，以及發生風險的概率P，借助于P×C將值代入風險事件，來求出隸屬函數，從而可以獲得相應風險事件所對應的隸屬度R。

15風險等級劃分準則

根據各風險事件的最大特征向量Wi，與隸屬度Ri的積為該風險事件所在風險類型中的風險等級，即R′i=Wi·Ri。本研究劃分風險等級為五級，最高為5級：風險后果具有災難性，且社會影響巨大，在接受等級上應立即排除；4級風險，具有較高風險，后果很嚴重，可能造成人員傷亡，在接受等級上應采取有效措施；3級風險，具有一般風險水平，后果較輕微，但在接受等級上不希望發生，應采取適當措施加以風險控制；2級風險，具有較低風險水平，對施工人員、設備不會帶來較大損失，在接受等級上允許在一定條件下發生，但必須給予嚴格監控和規避；1級風險，具有最低的風險水平，風險后果可以忽略，對人員、設備無損失，在接受等級允許發生，但應給予風險狀態監控與保持當前狀態。

2深基坑施工過程風險及控制技術

21深基坑施工過程風險事件

在深基坑開挖、施工過程中，可能存在的施工風險主要包括兩類：一類是深基坑圍護體系風險事件；另一類是深基坑開挖、基坑降水等風險事件。第一類施工風險主要有孔壁塌陷、鉆桿斷裂、孔深不達標、鋼筋籠變形、沉渣過多、樁身砼密實度不夠、三軸攪拌樁滲漏等風險；第二類施工風險主要有基坑塌陷風險、圍護結構失穩風險、周邊建筑物及管線變形風險、坑底隆起、基地擾動、流沙及管涌風險等。

22施工風險控制要點

針對深基坑工程施工中的風險控制難點，需要從風險因素及風險類型上進行識別。其中在基坑施工質量控制上，要對基坑塌陷、坑底隆起、圍護結構失穩，以及基底擾動等作為重要控制內容；在進行土方開挖上，要從開挖方案設計、施工工序、分層開挖，使其與圍護結構相適應；在進行現場施工協調上，要對基坑止水帷幕進行格外關注，特別是要符合沿江止水要求；在施工現場布置及坑邊堆載作業控制上，要做到無堆載、或在允許范圍內的可控制堆載；在施工基坑監測作業上，結合施工進度、施工條件、荷載及相關因素，就基坑土壓力、邊坡應力等進行理論計算和預測，切實做好對基坑鄰近建筑物、基坑圍護結構、地下管線及周圍土體的全面分析，有序施工。

23深基坑施工風險控制技術

針對深基坑施工技術中的各風險控制內容，一是做好孔壁塌陷防范，從圍護結構優化及設計上，提升圍護安全性。如在成孔過程中對孔內泥漿液面進行控制，通常情況下普遍泥漿可以防范自然滲漏；當滲漏嚴重時要摻入防漏劑，優化泥漿的配合比；在泥漿質量控制上，要對施工現場及施工進度，以及孔壁失穩性進行及時處理；在降雨條件下引發的基坑水位上漲，要做好排水設施防范工作；當地下水流速過大，無法在孔壁形成泥皮時，需要就地基進行處理，如開孔前徹底清除地下障礙物，在成孔過程中可用挖機來排除，必要時擴大挖掘范圍，選用優質土回填。二是做好鉆桿斷裂風險防范。針對鉆桿斷裂主要與成孔方向偏差，以及落石卡住鉆桿所致，因此在進行防范上，一方面可以降低地下水位，另一方面來提高泥漿比重來處理。如對于沉渣的處理，可以采用高壓射水裝置進行排除。對于落石的處理，需要提前進行清障，再進行挖孔作業。另外，在其他風險因素下，如鋼筋籠變形、樁身砼密實度不夠等，需要進行針對性防范和改善。

3深基坑施工控制效果評價

根據深基坑工程施工管理實際，針對施工風險及控制要求，從工程設計、組織施工、工作流程優化及主要風險點防范上來進行控制。如建立關鍵性工作交底制度，就工程施工各個環節、各風險因素、各參建方及施工人員進行交底管理，明確風險控制內容及控制標準；對關鍵問題展開風險源檢測和報告制度，明確各類風險問題及處理要求，做好施工安全管理。本項目在融入風險管控實踐中，其成效主要有兩個方面。

31在土方開挖及圍護支撐上的風險控制效果

通過對深基坑施工各重大風險因素的分析，在確保工程施工進度、安全、質量前提下，貫徹各方風險管控制度。一是在基坑開挖環節，對土體擾動及限度進行分析，如明確土體位移量、差異位移量等；在進行土方開挖與圍護支撐設計及施工上，對基坑墊層、圍護結構及基坑受力、基坑變形等進行實時、動態監測，確保各項施工作業風險控制在合理范圍內。

32在基坑防水工程上的管控效果

在基坑降水控制上，根據施工現場水位監測工作，對不同坑內區域進行細分，如建立抽水控制制度、優化降水井位置，實現按需降水、最小抽水量管理；在降水風險源控制上，根據開挖進度來控制降水目標；在防汛墻、市政管線及周邊建筑物監測中，通過對降水的動態控制，協同施工方、建設方、監測單位等進行信息溝通，確保管線監測、環境監測工作均符合設計規范及要求。

參考文獻：

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