软土地区基坑工程风险管理与造价控制浅析

张洁龙

上海建工房产有限公司 上海 200080

近年来，随着城市立体化建设的发展，地下空间开挖利用的规模、深度与广度日益增大，使得基坑工程的规模越来越大、开挖深度越来越深、施工范围内的环境也越来越复杂，尤其在沿海、沿江软土地区，地下水量丰富，软弱土层深厚，易发生较大的塑性流动和固结沉降[1]。这种软弱地质条件使得软土地区基坑开挖的风险性和控制难度都显著增加。

因此，如何因地制宜地选择合适的基坑支护设计方案，配合必要的施工管理措施，在实现基坑工程的安全建造与周边环境正常运行的同时，让造价成本得到合理控制，已成为软土地区基坑工程建设中亟需要解决的一个重要课题。

本文结合笔者在上海软土地区的工程建设实践，对具有代表性环境特点的基坑工程在各阶段的风险管理办法和成本控制手段进行了一些归纳和总结，希望能为类似项目提供有益的参考和借鉴。

1 风险管理对策

基坑工程支护体系作为一种临时性结构，在地下结构施工完成后即结束使命，其设计安全储备系数相较永久结构本就偏小，加之环境条件、项目特性和施工管理等的复杂性和不确定性，都使得基坑开挖具有较高的风险和控制难度。因此，必须对工程建设风险进行有效管理，具体可从以下2个方面采取措施。

1.1 设计阶段

1）全面考察待建场地的气象、工程地质、水文地质条件及其在施工中的变化。

2）充分了解邻近建筑物、地下障碍物、市政管线等周边环境与基坑开挖的关系及相互影响。

3）以实现基坑和环境双安全为目标，适当考虑施工的易操作性和工期要求，因地制宜地选择基坑支护方案。

4）制定安全准则，明确风险源及处理措施。

5）动态设计，通过监测、分析、预测、反分析，适时调整设计方案，完善设计中可能存在的不足。

1.2 施工阶段

1）做好施工准备和施工组织，细化施工工艺，严格按照设计文件和相关规范施工。

2）结合“时空效应”，优化挖土方案，分区、分块、分段限时开挖施工，减少基坑暴露时间。

3）确保质量监督机制落实到位，保证支护结构的施工质量[2-3]。

4）加强监控测量，实时掌握开挖动态，及时调整施工工艺，确保全程可控。

5）施工前对项目风险进行充分了解和分析，制定可靠的管理体系和应急预案。

2 造价控制思路

在基坑规划实施过程中，除了要确保基坑开挖与周边保护建（构）筑物的安全外，还应尽可能降低土方开挖和地下室结构施工等的投资成本。过于保守的支护方案不仅会导致建设单位大量的经济损失，还会造成社会资源的严重浪费，给环境带来负面影响。

为了合理节约基坑工程的造价成本，可以从以下2个角度进行把控。

2.1 勘察设计

1）加强原位测试工作，以准确反映场地土层特性，为计算参数的合理确定提供支撑。

2）通过多方案技术经济比选，优化设计方案，推行限额设计和标准化设计。

3）参加基坑支护技术评审，利用行业专家的工程经验进一步完善设计，集思广益[4]。

4）加强设计变更管理，健全变更审批制度，减少损失和浪费。

2.2 施工管理

1）编制基坑专项方案，合理安排挖土分区和施工流水，有效降低施工成本。

2）强化现场管理，健全沟通机制，提升工程项目整体效益。

3）做好施工质量控制工作，避免二次返工。4）做好工程量审核工作，及时开展审核结算。

3 工程案例

3.1 浦江镇125-1地块项目

3.1.1 工程概况

该项目位于上海市闵行区浦江镇中心西部，江栀路以南，陈行路以北，浦雪路以东，浦秀路以西。基坑总面积约79 000 m2，周长约1 113 m，平面大致呈正方形，普遍开挖深度为5.4～5.8 m（图1）。

基坑西侧的道路和河道尚未建设，其余三侧均为已通车道路，路面下有大量市政管线分布。

3.1.2 基坑特点及难点

场地内有较多暗浜、暗塘分布，状态松散，且淤泥质软黏土层厚度较大，平均为15 m，强度低、抗剪性能差。

图1 基坑环境平面示意

基坑周边分布有大量市政管线，尤其东侧浦秀路和北侧江栀路路面下的管线距离较近，最小距离6 m。

基坑面积巨大，大面积、长时间开敞施工所造成的时空效应会加大围护结构变形、坑底隆起和地表沉降。

主体结构桩基采用预应力混凝土空心方桩及高强预应力混凝土空心管桩，且桩基工程先于基坑施工。

3.1.3 风险管理办法

对于场地内的暗浜、暗塘，在进行专项摸排，探明其具体分布范围和深度后，采取清淤回填等针对性措施进行处理，相应区域围护结构的强度、刚度和稳定性作适当加强，以策安全。

东侧和北侧坑外市政管线距离较近，环境保护要求相对较高，采用刚度较大的SMW工法桩结合斜抛撑的支护形式，能有效控制基坑开挖引起的坑外沉降。

施工单位在开挖前编制了详细的施工组织设计方案，对基坑分区施工流程进行了全面考虑：将基坑沿东西向划分为5个大区，每个大区再细分为4～5个分块，由南向北依次开挖，以减小每次开挖的基坑面积和边长，缩短地下结构的施工时间，控制围护结构变形。

在围护桩及土体加固施工期间，针对邻近的工程桩采取切实有效的保护措施，包括合理安排围护桩的施工顺序，控制搅拌桩的施工速度、喷浆流速、压力等施工参数，以防止对工程桩产生侧向影响。

开工前，设计单位就施工过程中可能出现的风险因素及控制、处理措施向参建各方进行了明确。施工中，针对支护体系、周边管线和主体桩基位移、变形进行重点监测，并将数据及时反馈，动态调整基坑施工顺序和方法。

3.1.4 造价控制手段

西侧和南侧周边环境条件较为宽松，结合评审专家评估意见，采用钢板桩结合斜抛撑的支护形式，既能满足基坑施工的止水挡土需求，还可回收后重复利用，从而有效降低造价。

四周中部小高层区域局部挖深较小，仅3.45 m，在多方案技术经济比较后，选用放坡开挖与重力坝相结合的围护形式，有利于提高方案的经济性。

严格控制设计标准，要求监理工程师积极发挥监督作用，对不合格施工进行处罚；建立、健全责任洽商管理制度，提高造价管理程序分化、整合的效率，保证基坑支护功能的完整实现，保障承包商的利益。

3.2 浦江镇商办楼项目

3.2.1 工程概况

该项目位于上海市闵行区浦江镇125-2地块东侧，东邻浦锦路，南侧为陈行路，北边毗邻江栀路。拟建4幢地上6层的商业/办公建筑，地下室为整体连通的地下2层车库，基坑面积约10 000 m2，开挖深度为10.3 m，平面总体呈一260 m 40 m的狭长矩形（图2）。

图2 基坑环境平面

基坑西侧紧邻先期竣工交付的住宅小区，包括33幢多高层住宅及配套设施，基坑施工前已投入使用两年半，其余三侧均为已通车道路，路面下有大量市政管线敷设。

3.2.2 基坑特点及难点

1）本项目属于厚层软土地区规模较大的深基坑工程，开挖风险高，位移控制难度大，需采用有效的支护方案确保施工安全。

2）场地西侧紧邻居民小区，保护要求高，基坑与楼房的最近距离仅11 m，开挖施工时除确保安全外，还应避免影响居民的正常生活。

3）基坑周边分布有大量市政管线，其中最近的是北侧的一条电力管线，距离基坑约10.3 m。

4）红线退距较小，施工场地紧张，车辆行走及临设布置困难。

3.2.3 风险管理办法

本工程基坑规模较大、施工周期较长，环境保护要求较高，SMW工法桩围护经济性较高，但在长期开敞暴露条件下将产生较大的变形甚至开裂失效问题，存在安全隐患；选用刚度大、变形控制能力强的钻孔灌注桩围护对本基坑的安全实施有积极意义，钻孔灌注桩施工经验成熟，结合外侧的水泥土搅拌桩隔水帷幕，完全能够满足本基坑的挡土止水与变形控制要求。

基坑平面长边较长，为控制围护体变形，加强基坑稳定性，在周边被动区进行搅拌桩墩式加固。其中西侧的加固墩根据小区建筑的分布定向布置，尽可能降低基坑开挖给周边建筑物、管线带来的不利影响。

按照“时空效应”理论分区、分块、限时开挖基坑土方：第1皮土方高1.70 m，由南、北两端向基坑中部退挖；第2皮土方高4.55 m，按照独立形成对撑的范围进行分区开挖；第3皮土方高3.55 m，根据底板后浇带划分的单次浇筑结构进行分区施工。此外，限时完成支撑架设、土体开挖与垫层浇筑施工。通过以上方法确保基坑系统变形量在允许范围内。

3.2.4 造价控制手段

岩土工程勘察报告中土层的物理力学参数较常规偏低，在项目前期根据设计单位的建议选取若干钻孔进行了原位补勘，按实测强度参数修改设计，节约了近100万元的造价。基坑支撑平面采用对撑结合角撑的形式，便于组织土方开挖，且造价较为节省。同时，结合第1道水平支撑布设施工栈桥，用于车辆运输、临时堆放，有利于加快流水搭接、缩短工期、降低成本费用，也很好地解决了场地紧张的难题。

4 结语

基坑工程是一个复杂的动态系统工程，需要面对岩土工程条件、环境条件、施工条件存在的诸多不确定性、多元性和地域性。为实现基坑的风险管理与造价控制，就要结合基坑的几何特征、土体特征、地下水特征和环境特征，从勘察、设计、施工和监测环节入手进行方案的优选，因地制宜、动态管理，既要保证支护结构、周围环境的安全，也要尽可能节约工程投资，从而取得良好的社会效益与经济效益。