1、Engineering Design of the Ground基础工程设计1引言随着我国经济的迅速发展与城市化水平的不断提高，城市建设用地日趋紧张，城市地下空间的开发已成为必然趋势，因此，基坑工程大量出现。由于城市建筑密度大，基坑工程周边环境往往较为复杂，同时，基坑施工过程中存在大量不确定因素，总体施工难度较大。在过去的工程建设过中，曾出现过不少基坑事故，如杭州地铁一号线基坑事故、上海七宝生态商务区基坑事故。据统计，我国基坑事故率约为21%1-3，因此，基坑工程是一项风险性工程。根据边亦海4的统计结果，相关单位造成的事故比例如图1所示，其中设计和施工是事故的主要原因，占比80%以上，其他相关
2、单位占比虽然较小，但总和超过10%，应引起足够的重视。基坑事故将造成巨大的经济损失、人员伤亡，同时给社会带来不良影响，因此，需要对基坑工程进行科学管理，规避风险。本文结合上海某基坑工程进行进一步介绍。50.90%34.30%5.09%5.09%1.89%2.64%监测单位监理单位施工单位设计单位勘察单位建设单位60.0050.0040.0030.0020.0010.000.00占比/%事故原因归类图 1基坑工程事故原因占比2工程概况本工程位于上海市杨浦区，基坑总周长约410 m，开挖面积约11 000 m2，0.000 m相对于绝对标高+4.150 m，场地自然地面绝对标高约+3.500 m，
3、基坑开挖深度约9.5 m。根据上海市DG/TJ 08-612018基坑工程技术标准5，基坑安全等级为二级。根据勘察报告，拟建场地属长江三角洲冲积平原，地貌单软土地区基坑工程的风险管控Risk Management of Foundation Pit in Soft Soil Area许瑞（上海杨树浦置业有限公司，上海 200092）XU Rui(Shanghai Yangshupu Real Estate Co.Ltd.,Shanghai 200092,China)【摘要】总结以往研究资料可知，设计与施工因素是基坑事故的主要原因。论文以上海某基坑工程为例，分析工程特点，基于工程特点选择基坑围护
4、方案，详细介绍了软土地区基坑工程设计选型与施工管控的相关措施。【A b s t r a c t】Accordingtothepreviousresearchdata,designand construction factorsare the main causesoffoundation pit accidents.TakingapitengineeringinShanghaiasanexample,thispaperanalyzestheengineeringcharacteristics,andchoosesthefoundationpit retainingschemebased on
5、the engineering characteristics,introduces in detail the design selection and construction control measures of soft soil foundation pitproject.【关键词】软土地区；基坑工程；风险管控【K e y w o r d s】softsoilarea;pitengineering;riskmanagement【中图分类号】TU753【文献标志码】B【文章编号】1007-9467（2023）03-0051-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.202
6、3.03.014【作者简介】许瑞（1979），男，江苏泗洪人，工程师，从事房地产全周期业务管理与研究。51Construction&DesignForProject工程建设与设计元为滨海平原地貌类型。基坑围护设计、施工主要受以下地层影响：（1）场地内填土；（2）第层粉质黏土，可塑软塑状态；（3）第层淤泥质粉质黏土夹黏质粉土，含水量高、孔隙比大；（4）第层淤泥质黏土，该层土性较差，有较明显的触变及流变性。浅部地下水主要为潜水，以大气降水及地表径流补给为主。主要土层物理力学参数如表1所示。表 1主要土层物理力学参数表土层编号土层名重度/（kN m-3）直剪固快（峰值）内摩擦角/（）黏聚力/kPa粉
7、质黏土淤泥质粉质黏土夹黏质粉土淤泥质黏土18.417.916.916.017.012.52013133工程特点本项目存在以下特点。1）属软土地区大、深基坑，施工难度大：根据基坑规模，属于典型的深大基坑，对基坑设计施工均提出了很高的要求，应采取有效措施控制基坑变形，确保基坑自身及周围环境的安全。2）周边环境较为复杂：基坑南侧距离高架桥上匝道约23.3 m，位于高架桥安全保护区以内；东侧距离3F住宅楼最近约19.0 m；北侧距离2F商业广场建筑最近约22.8 m；另外基坑北侧、西侧、南侧基坑开挖深度影响范围内分布有大量市政管线需要保护，周边环境复杂，对变形控制要求严格。3）工程地质条件：基坑开挖范
8、围为软黏土（第层、第层土），呈流塑状态，土性极差，这两层的总厚度达16 m，坑底位于第层淤泥质粉质黏土夹黏质粉土，基坑开挖后容易产生坑底回弹、基坑大变形以及周边地面沉降等，必须采用有效的围护措施。4基坑围护设计选型4.1选型原则围护体结构选型设计，不仅要受力合理，还要施工方便，节约工期。根据上述基坑特点与难点的分析，结合主体结构和场地情况特征，基坑围护选型遵循以下原则：1）确保安全，避免存在重大安全隐患的方案可能带来巨大损失；2）满足工期目标的前提下，科学、合理安排总体施工流程；3）以基坑安全为前提，选择施工难度小、施工便利的施工工艺；4）尽量节约造价，实现安全与经济之间的最佳平衡点。4.2围
9、护桩选型分析根据上海地区基坑经验，对于类似开挖深度、规模的基坑，基坑周边挡土结构通常采用板式围护。上海地区常用SMW工法或钻孔灌注桩排桩结合止水帷幕进行施工。两种工法的优缺点对比如表2所示。本工程基坑开挖面积较大，基坑施工周期较长，采用SMW工法围护经济性较差。此外，基坑周边有高架桥上匝道、民房及大量市政管线需要保护，对围护桩的侧向刚度提出了较高的要求。根据以往工程经验，钻孔灌注桩能有效控制围护结构变形，除做好泥浆排污工作外，基本不影响周围环境，且造价适中。因此，选用钻孔灌注排桩作为基坑周边的挡土结构。4.3支撑体系支撑的选型和平面布置应满足对周边环境的保护要求，SMW 工法钻孔灌注桩排桩优点
10、1）构造简单，止水性能好，能提高较大的刚度；2）施工速度快，对场地要求较低；3）施工噪声影响小，适合在市区施工；4）工艺地层适应性较好，能够满足本项目地层条件；5）具备止水功能，有利于节省造价；6）型钢在工程结束后可进行回收利用，减少材料浪费，节省造价1）施工工艺成熟，在上海地区广泛应用，具有成熟的设计与施工经验；2）灌注桩桩径可选择性多，桩长可调节，能够满足深基坑要求，对周围环境的施工影响小；3）刚度大，能够有效抵抗基坑水平变形，减小对周边环境的影响缺点1）基坑施工周期对围护造价的影响较大。如基坑施工工期不能得到有效控制，则随着型钢租赁期的增长，SMW 工法的围护费用将显著上升；2）型钢抗弯
11、刚度较灌注桩小，且三轴搅拌桩内插型钢的回收会造成基坑边二次变形，对周围环境产生附加影响，不利于邻近敏感环境的保护；若型钢不回收，则其经济性较差1）灌注桩按一定间距布置，无法起到止水效果，需要另行施工止水帷幕，工程造价相对较高；2）施工过程中会产生大量泥浆垃圾，处理难度大，对环保要求高表 2SM W工法与钻孔灌注桩排桩优缺点对比52Engineering Design of the Ground基础工程设计并充分考虑到土方开挖与运输的便利性，保证项目能在预定工期内完成。常用的基坑内支撑主要包括钢支撑与钢筋混凝土支撑。钢支撑具有安装与拆除便利、施工速度快、材料损耗小以及可以通过施加预应力以合理控制
12、基坑变形等优点。但其缺点也较明显，其主要缺点如下：（1）纵横杆件间的连接基本属于铰接状态，形不成整体刚接，支撑系统整体刚度较弱，在平面跨度大、形状不规则的基坑工程中通常不适用；（2）由于受到截面尺寸的限制，支撑刚度及结构强度较低。钢筋混凝土支撑整体结构刚度大，能够有效控制基坑变形，由于采用现浇的施工方式，连接节点的靠度高，能够广泛适用于各种形状的基坑。综上分析，由于本基坑工程开挖深度深，面积大，水平支撑受力大，因此，采用钢筋混凝土支撑。根据拟建基坑的平面形状，采用对撑、角撑与边桁架相结合的平面布置形式。5基坑施工管控根据前文数据，施工原因导致的基坑工程事故占比超过50%，因此，需要对施工全过程
13、进行科学的管理，避免事故发生。由于基坑工程的复杂性，应按相关规定组织设计交底，促使施工、监理等相关单位能够加深对设计文件的理解，尤其是一些特殊、难点、疑点问题，能够正确贯彻设计要求，确保按图施工，从而保证施工质量。正式施工前，应根据围护设计图纸及专家评审意见制定详细施工组织设计，并通过监理公司审核，保证施工计划组织的合理性。施工过程中，除常规的质量控制与检验，定期组织工程质量例会，汇报工程进度与质量、质量问题与解决措施以及下阶段目标。以下几点需要特别重视。1）场地合理布置：根据场地条件，对物料堆放场所以及工程车辆路线进行合理布置，加强对现场落实情况的检查，避免出现材料随意堆放或车辆不按规定路线
14、行走导致基坑荷载超过设计值，造成基坑风险。2）加强工序协调与控制：目前，大部分基坑的开挖和支护通常由两个单位来完成，在工序管理上不可避免会出现基坑开挖和支撑施工的分工协作问题，如基坑超挖、未按设计要求分区开挖、支撑施工不及时等，将导致基坑的风险显著增大，因此，需要加强对基坑施工工序的协调以及管控。3）加强关键节点控制：需分析哪些工序对基坑安全存在重大影响，将其列为对影响基坑安全的关键节点，加强质量管控。对于施工关键节点的管控，需各参建单位对其进行质量检查合格后方可进行后续的施工。4）信息化施工：基坑施工过程中，需委托具有相应资质的单位对围护结构及周围环境进行全面监测，施工单位应根据监测反馈数据
15、对施工进度和施工方法进行动态控制和调整，切实做到信息化施工。监测日报24 h内须送达参建各方。监测数据小于报警值时，每周提交一次书面监测结果。监测数据超过报警值时应加强监测，并及时通知有关各方，及时采取有效措施控制风险的进一步发展，保证工程顺利推进。5）制订应急预案：根据工程经验，分析项目过程中存在的风险因素，如围护墙体大面积渗漏水甚至涌土、喷沙，坑底隆起，围护墙体位移过大等，针对各种风险因素制定应急措施，并做好应急物资储备与管理，提高应急物质的调配与保障能力，以便在突发情况下能够快速采取应对措施，有效控制工程风险。6结语基坑工程由于其过程中存在较多的不确定因素，是一项风险较高的工程。设计与施
16、工因素是基坑事故的主要原因，在对工程全过程进行质量管理的基础上，应加强对设计与施工阶段的监管，通过科学的管理体系，提升工程质量，规避工程风险。结合某实际工程的相关措施，基坑整体水平位移控制在35 mm以内，施工期间基坑风险得到了有效控制，可为类似工程提供参考。【参考文献】1詹志勇.基坑变形分析和周围地面沉降的预测J.建筑施工,2007(12):927-929.2刘国彬,王卫东.基坑工程手册M.2版.北京:中国建筑工业出版社,2009.3江见鲸,龚晓南,王元清,等.建筑工程事故分析与处理M.北京:中国建筑工业出版社,1998.4边亦海.基于风险分析的软土地区深基坑支护方案选择D.上海:同济大学,2006.5上海市住房和城乡建设管理委员会.基坑工程技术标准:DG/TJ08-612018S.上海:同济大学出版社,2018.【收稿日期】2022-09-2753
