因果分析圖法在某基坑變形監測中的應用

閆倩倩 劉姍姍

(聊城大學東昌學院，山東 聊城 252000)

0 引言

近十年來，隨著三四線城市房地產行業的蓬勃發展，城市建筑物密度增加，城市土地寸土寸金，以往住宅車庫均位于地上的現象已不復存在，地下空間的利用率逐年增加，新建的小區90%以上均含地下車庫，即基坑工程均為深基坑。而基坑的變形監測則是保證基坑施工安全的必要手段。

1 工程概況及觀測目的

此次變形監測的項目是德州領秀天衢項目，位于德州市大學路北，德興北大道東側，東臨德州大學附屬小學，即基坑旁有相鄰建筑物。

德州領秀天衢工程的基坑變形監測，于2016年3月12日開始對其項目基坑進行第一次變形觀測。由于基坑側壁有相鄰建筑在其影響范圍內，根據《建筑基坑工程監測技術規范》，需對該基坑進行變形監測。

2 管理方法的實施

2.1 因果分析圖法的基本原理

對于基坑變形的控制主要采用了因果分析圖法，也稱質量特性要因分析法，其基本原理是針對基坑變形過大或速率過快這一問題，利用此種方法，分析出主要原因和次要原因，再進行有針對性的處理或者作出預防措施。

因果分析圖法是一種科學的管理辦法，但是若想其行之有效需掌握充分的質量反饋信息，必要條件就是進行經常性的質量檢查[1]。若檢查中出現質量問題，則根據因果分析圖層層分析，可采用QC小組活動的方式進行，集思廣益。

2.2 基坑變形控制目標

1)通過一系列的管理活動，對基坑變形進行事前控制和事中控制，滿足相關規范要求；

2)滿足安全文明施工要求，規范化施工；

3)滿足施工方的成本控制的要求；

4)在施工過程中滿足安全、環境的要求。

2.3 因果分析圖法的應用

根據以上實施辦法，對德州領秀天衢基坑變形中水平位移過大過快的原因進行因果分析，其中，把人的因素、設計、管理、環境、地質因素作為主要因素進行分析；然后對主要因素再進行第二層面深入分析，這些因素可以稱為次要因素。依次類推，直至把所有可能原因分層次的意義羅列出來，如圖1所示。下面分別來分析以下影響基坑變形的主要因素。

1)人的原因。工地上的工人大多為民工，文化程度低，尤其是基坑開挖的工人，大多認為技術含量低，所以重視程度低，這已經成為工地上的慣例。新工人到現場后，經常是未進行任何技術培訓就開始上崗。即使經過了技術培訓，有時施工前交底不明確，施工時工人責任心差，有時為了圖快或者偷懶不按操作規范操作。

比如，為了圖快，機器直接開挖至設計標高，而不是接近設計標高時采用人工開挖，此種做法的后果就是超挖，為了彌補這個錯誤，工人經常直接把超挖的土回填，這是造成變形過大的原因之一。另外，工人為了偷懶，會把建筑材料直接堆積在基坑旁邊，造成坑邊荷載過大，變形增加，嚴重的，甚至會造成基坑坍塌。

2)設計原因。與上部結構的重大責任事故類似，基坑事故中有很大一部分是由于設計原因造成的。如圍護結構嵌入深度不足，即墻體的入土深度不足，造成這一結果，有時是勘察的失誤，有時是結構設計計算錯誤。除此之外，還有圍護結構的剛度不足以及支撐層數較少等原因導致基坑變形過大。

3)管理原因。基坑開挖具有時空性，并且步驟不同，變形呈現不同形態。因此，管理因素對基坑變形控制有重要影響。首先是開挖順序，有些施工工地為了加快施工速度，先開挖后支撐，會使基坑變形加大，嚴重的還會發生坍塌事故；其次是基坑開挖到設計標高后，未及時進行墊層施工，使基坑暴露時間過長；最后，若降水方法選用不當，或者排水不及時造成基坑浸水，也會使變形增大。

除此之外，觀測點的設置必須符合規范要求，并結合當地地質情況確定。

4)環境原因。基坑周圍若有相鄰建筑，應與相鄰建筑保持一定距離，因為附加應力分布在基底以下相當大的范圍內，相鄰建筑產生的附加應力會使基坑下部土層的變形增大。因此工程東部有建筑物相鄰，所以應考慮附加應力的影響。其次，基坑周圍場地太亂，如坑邊擺放模板、鋼筋等建筑材料會造成基坑應力增加，嚴重的，還會造成基坑坍塌；最后，還有地下管線的影響，施工時需注意。

比如發生在2009年6月27日的上海“蓮花河畔景苑”在建樓房整體倒塌事故，勘察、設計、施工經事故調查后均無問題，事故發生的原因是北側堆土過高，而南側為地下車庫，開挖深度較大導致的兩側水平應力差過大使整棟樓整體向南倒塌。這完全是現場的技術負責人對現場管理的失誤造成的。

5)地質影響。不同地區的土質及土質分層情況不同，這兩個因素直接影響土壓力的大小和分布。設計者根據勘察報告以及設計經驗，依據土壓力進行支護結構的設計，從而進行受力分析和變形計算。

以上為因果分析圖法分析出的基坑變形較大的主要原因。在施工過程中要有針對性的進行預防，如若不然，變形過大，則基坑會有發生坍塌事故的可能。比如，2008年發生的杭州地鐵湘湖站北2基坑坍塌事故，其原因主要就是以下幾個因素：施工方面，未按設計施工，嚴重超挖；設計方面，由北方某設計院設計，對杭州當地軟土特點不熟悉，未合理選用設計參數，支撐設計不合理；監測方面，監測方已監測到最大變形超過容許變形，但偽造數據；環境方面，事故當天，臨近路段道路維修，導致基坑旁邊路面車流量激增，坑邊荷載加大。

以杭州地鐵基坑坍塌事故為鑒，針對分析出的以上原因，應采取相應措施以預防基坑的過大變形。

3 采取的預防措施

1)施工現場管理。將土方開挖、基坑降水等勞務作業分包給有資質的專業分包或者勞務分包企業，建立專業化施工隊伍。施工人員加強勞務用工管理，特種作業人員必須持證上崗，普通施工人員加強崗前培訓，作業前要逐層進行技術交底，嚴格按照設計要求施工，先設計后施工，先撐后挖，邊施工邊監測，邊施工邊治理。

施工現場加強管理與檢查，基坑周邊1.5 m以內嚴禁堆放鋼筋、水泥、模板等建筑材料。嚴格現場檢查和驗收制度，做到未經交底不施工，未經驗收不進行下一道工序。

2)加強資質管理。基坑工程的勘察、設計、施工、監理、監測任務，均應由具備相應資質的單位承接。要按照國家要求依法招標，選擇信譽良好的企業，監理要按相關法律法規的要求對施工、監測單位進行監理。

3)勘察設計和施工必須遵守相應規范。本工程為超過10 m的深基坑工程，施工方案應經建設主管部門審批，且要經專家論證后方可施工，專家不能是施工企業的技術人員。除此之外，還應結合當地的成熟經驗，因地制宜。

4)加強基坑監測。按照規范要求分別設置沉降基準點和位移基準點。變形觀測的間距及觀測周期和時間要符合規范要求。除此之外，變形觀測過程中出現特殊情況，如變形量或變形塑料布異常、超出預警值或周邊路面出現塌陷、滑坡等情況時，要建立安全預案，同時提高觀測頻率或者增加觀測內容。

4 結語

因果分析圖是一種科學的管理辦法，并且具有一定的預見性，德州領秀天衢基坑采取了這種質量管理辦法取得了良好的效果。最大位移速率為0.567 mm/d，最大累積位移值為W7點16.5 mm，為進一步的施工奠定良好的基礎。