軟土地區保障房項目基坑工程經濟性分析

朱 偉

上海建工房產有限公司 上海 200080

隨著國家保障性住房政策的大力推行，大型保障房居住社區規劃和建設如火如荼，上海地區更是如此。這種超大型居住小區往往存在一個共同的特點，即眾多相鄰地塊同時開發，工期要求高。

保障房居住社區的建筑類型一般為中高層建筑，具有超大面積地下1層車庫，基坑開挖難度不高，但圍護造價占整個工程造價的比例卻不小。

基坑工程屬于臨時性工程，具有安全風險大，制約因素多，計算理論不完善，經驗性強，隱蔽性，質量不易控制等特點[1]。由于保障房項目對造價及經濟性要求較高，所以選擇一種既經濟又合理的圍護方案顯得至關重要，需要對基坑工程造價進行控制，對基坑圍護方案進行經濟性分析。

李元瑜等[2]從設計方角度對基坑工程造價控制要點等進行了分析。本文嘗試從業主方角度對基坑圍護工程進行經濟性分析，從而對基坑工程造價進行控制。

1 基坑工程經濟性分析原則

基坑工程兼具臨時性與高風險性，這兩者其實是相互矛盾的。如何在兩者之間取得平衡，并兼顧多方利益，同時考慮地質條件、周邊環境、施工作業條件和業主造價及工期等要求，在計算理論不完善的條件下，對設計師的綜合能力及工程經驗要求較高。

工程項目分為策劃、勘察、設計、施工等階段。在策劃階段，業主首先要考慮好超大型居住小區的眾多地塊開發順序以及施工工期安排。不同的開發順序對基坑圍護選型及施工方案影響很大。其次，勘察提供的地質參數是基坑圍護設計計算的基礎。業主需要重視工程勘察，盡量要求勘察單位提供詳實準確的地質參數，可為基坑圍護設計的計算參數選取提供更加有力的支撐。最后，基坑圍護設計階段是控制基坑工程造價的重點。基坑工程的設計與上部結構的設計類似，也需要進行多方案比選和優化設計，但更依賴于設計師的綜合能力及工程經驗。

對于同一個基坑工程，需要比選多個不同的設計方案，通過比選來取得最優方案，并形成最終方案。具體比選內容包括安全可靠性〔確保基坑自身的安全和周圍建（構）筑物、道路及地下管線的安全〕、經濟合理性（人力、機械設備、材料、環境保護等方面）、技術先進（設計方案先進，施工效率高）、施工方便（在確保工程質量及安全的前提下盡量滿足施工單位的要求）、綠色生態環保設計（考慮可重復利用的預制裝配式支護結構）等方面。當然，安全可靠性是放在第一位的，沒有安全保障，其他都是沒有意義的。

與上部結構相比，基坑工程是臨時性、高風險、經驗性、隱蔽性工程，業主應對基坑圍護方案進行多階段、全過程、多角度經濟性分析。

2 工程實例分析

2.1 工程概況

某大型保障房居住社區位于上海松江佘山地區，分為幾十個地塊，本文介紹的工程位于中間的6個地塊（圖1）。出于整體項目經濟性和施工便利考慮，這6個地塊，每個地塊的建筑布局類似，即地下車庫位于地塊中間，住宅布置在地庫周邊，地下車庫形狀為鋸齒狀，住宅基礎與地庫之間存在著“外高內低”臺階式高低差，高度約2 m。住宅基礎埋深約2 m，地庫基礎埋深約4 m，住宅與地庫凈高差約2 m。單個地庫基坑面積約4萬 m2，基坑總周長約1 300 m。住宅與地庫的結構形式為底板反柱帽或筏板＋樁基礎。樁基采用PHC400管樁和PHS300方樁。基坑所在位置原來主要是農田、水塘及空地。周邊道路除了顧涇路、勛業路和沉塔路等已建成，其他道路均為規劃道路。總體上周邊環境較簡單，基坑環境平面如圖2所示。

圖1 項目位置示意

圖2 基坑平面示意

根據地勘報告，本場地屬于湖沼平面地貌類型。地形起伏不大，地勢較平坦。從土層的力學物理參數來看，整個場地地質條件一般，屬于典型的上海軟土土層區域。本基坑的主要地層有粉質黏土、黏土層、砂質粉土層和淤泥質粉質黏土層。本項目基坑圍護參數如表1所示。

表1 基坑圍護參數

2.2 圍護選型及經濟性分析

由于6個地塊緊挨在一起，成片開發，這就涉及施工順序問題。以住宅竣工交付時間為止，倒推安排工期，形成了“先北后南、先中間后兩邊”的地塊開發順序。

基坑圍護設計首先要對總體設計方案選型進行分析，一般分為三類：順作、逆作和順逆結合。本項目基坑挖深不大，面積巨大，故選擇順作，可有利于大面積開挖，提高挖土效率，對工期最有利，同時經濟性也是最好的。然后對圍護體選型進行分析，再對支撐體系選型分析（內支撐或錨桿等）。從本項目周邊條件及自身挖深來判斷，這種地庫面積巨大的淺基坑采用內支撐的形式并不經濟，也不合適。

根據本項目的特點，臺階式的開挖，可充分利用住宅基礎施工形成的卸載條件，在住宅與地庫高差處采取加固或放坡處理措施。地庫周邊住宅淺基礎施工，可采取放坡或水泥土重力式圍護墻的圍護形式，采取哪種形式取決于用地紅線范圍內是否有足夠的放坡空間。針對住宅與地庫之間臺階式高低差，上海地區一般有幾種常用的圍護方案[3]。住宅與地庫之間鋸齒狀鑲嵌布置，這種臺階式高低差處采用直接放坡開挖，往往空間不足。根據上海市基坑工程技術規范相關規定，復合土釘支護的土釘不能進入鄰近住宅基礎，故不能采用。因此，本項目比選的方案為水泥土重力式圍護墻、鋼板樁、型鋼水泥土攪拌墻（SMW工法）、鉆孔灌注樁等[4]。

1）水泥土重力式圍護墻的優點是施工簡單方便，效率較高，技術也較為成熟，造價較低，施工時無振動、噪聲小、無泥漿廢水污染。基坑開挖時不需要支撐、拉錨，基坑內空間寬敞，方便土方開挖和后期結構施工，有利于縮短綜合工期。

2）鋼板樁是一種帶鎖口或鉗口的熱軋（或冷彎）型鋼，靠鎖口或鉗口相互連接咬合，形成連續的鋼板樁墻，用來擋土和擋水；具有高強、輕型、施工快捷、環保、美觀、可循環利用等優點。不過，在本項目中，由于地庫施工完成后留下的施工距離不足，鋼板樁拔除施工難度較大。

3）型鋼水泥土攪拌墻（SMW工法），即在連續套接的三軸水泥土攪拌樁內插入型鋼形成的復合擋土截水結構，同時具有截水和承擔水土側壓力的功能；型鋼在地下室施工完成后可從水泥土攪拌樁中拔除，并回收利用；對環境影響小，但總體造價較高，同時，跟鋼板樁圍護一樣，也存在內插型鋼拔除施工困難的問題。

4）鉆孔灌注樁[5]的優點是施工工藝成熟，平面布置靈活，具有較好的整體抗彎剛度；缺點是防滲性較差、施工工期較長，造價高，經濟性較差，不能滿足本項目的經濟性要求。

對比基坑圍護結構綜合造價（表2）以及技術合理性，選定水泥土重力式圍護墻圍護作為本基坑最終的圍護方案。

表2 圍護結構綜合造價（樁長1 m）

2.3 圍護方案

地庫周邊住宅淺基礎施工，可采取放坡或水泥土重力式圍護墻的圍護形式；地庫區域采取水泥土重力式圍護墻。針對本項目住宅與地庫2 m臺階式高差，采用水泥土重力式圍護墻的圍護方案。為了圍護整體性考慮，采取在墊層內配鋼筋網片的措施，相當于重力壩面層。按照基坑規范構造要求，重力壩墻體內插入鋼管、鋼筋等加筋構件。臺階式高低差處圍護結構典型布置形式如圖3所示。

圖3 住宅與地庫高低差處典型圍護剖面示意

在水泥土攪拌樁施工過程中要特別注意對住宅樁基的保護，采取“先近后遠、先內后外”的施工順序，以及控制水泥土攪拌樁的施工速度、噴漿流速、壓力等各種施工參數等措施，降低周邊土體對樁基的側向力。

3 工程實施效果

3.1 工程質量及安全性

地庫周邊住宅淺基礎施工，可采取放坡或水泥土重力式圍護墻的圍護形式，住宅與地庫之間臺階式高低差處采取水泥土重力式圍護墻圍護方案。這樣的方案施工簡單、方便、高效。

經驗證，采取相應施工措施后，取得了較好的工程應用效果，既保證了工程質量，又保證了住宅樁基、基坑自身及周邊建（構）筑物、地下管線的安全。

3.2 節省造價

按照最終的圍護設計及施工方案，避免了采用斜撐中心島式開挖方案的底板二次澆筑帶來的施工流程復雜、底板結構防水及坑邊土方開挖困難等問題，每個地塊底板施工工期可節省30 d以上。6個地塊竣工結算時，總體工期比其他方案節約了至少6個月，基坑圍護總造價便宜了1 000多萬元，如表3所示。

表3 各種支護方案總造價比較

4 結語

在大型保障房居住社區項目中，根據其自身特點和基坑工程經濟性分析原則，地庫周邊住宅淺基礎施工采取放坡或水泥土重力式圍護墻的圍護型式，住宅與地庫之間“外高內低”臺階式高低差處采用水泥土重力式圍護墻圍護方案。這樣的方案施工簡單、方便、高效，在確保工程質量的前提下，既節約了工期，又降低了基坑總造價，取得了很好的社會及經濟效益，也達到了預期效果，可供類似工程參照。