超深基坑桩锚支护体系施工风险分析

张 瑞1,关 玺2

(1.中国十五冶金建设集团有限公司,黄石 435000; 2.武汉理工大学土木工程与建筑学院,武汉 430070)

超深基坑桩锚支护体系施工风险分析

张 瑞1,关 玺2

(1.中国十五冶金建设集团有限公司,黄石 435000; 2.武汉理工大学土木工程与建筑学院,武汉 430070)

针对埃塞俄比亚WEGAGEN银行大楼深基坑工程采用的桩锚支护体系,使用工作-风险分解矩阵方法对该工程面对的风险进行了分解和识别,对项目的风险进行了综合评估,评定风险等级,出具了风险应对方案。

桩锚结构支护体系; 风险分析; WBS-RBS矩阵; 模糊综合评估

风险往往有着积极和消极两方面影响,凭借完善的风险管理,风险就能转化为机遇,为企业的发展创造机会,为社会创造价值。该文主要以埃塞俄比亚WEGAGEN银行大楼项目为依托,使用风险管理的相关方法对桩锚支护体系的风险进行详细的评估,结合项目特点使用工作-风险矩阵(WBS-RBS)方法对该项目的风险进行了分解和识别;对风险等级进行综合评估,并拟定了风险应对方案。

1 项目概况

WEGAGEN银行大楼位于埃塞首都亚的斯亚贝巴市中心,是一栋集办公、购物、餐饮为一体的高层建筑。工程场地现已有围墙封闭,该工程用地面积2 263 m2,建筑物占地面积1 900 m2,现场场地平坦,周边均有建筑物,场地狭小。该办公大楼地上24层,地下3层半为车库、仓库、设备用房,层高3.4 m,地上一层为夹层,层高5.95 m,其它层高3.8 m,建筑总高度为109.67 m,总建筑面积为32 159 m2;±0.000 m相当于该国建筑规范规定的绝对标高101.33 m。地下室基底最大深度15.2 m。

该工程±0.00相当于绝对高程101.33 m。自然地面标高99.80 m(-1.53 m);基坑开挖2 265 m2;周长约192 m,基坑开挖深度为13.07～13.67 m,重要性等级为一级,临时支护结构调整系数1.0。

该工程距东边12层建筑物为8 m,距西边6层楼柱2 m,西边距加油站15 m,距楼20 m,北边距道路6 m,南边距挡土墙5 m。

2 使用WBS-RBS矩阵方法进行风险识别

RBS(Risk Breakdown Strcture,风险分解结构)是一个定义潜在风险源的树状层级结构。这些分组定义了一个项目面临的全部风险。RBS的概念是由美国PMI专家David HIillson首次提出的,紧接着他便提出了RBM(Risk Breakdown Matrix,风险分解矩阵)的概念,把工作分解结构和风险分解结构结合起来。

WBS-RBS法的基本步骤是:(1)构建WBS。(2)构建RBS。(3)将WBS与RBS交叉构建RBM。(4)根据风险触发和转化的客观规律,根据RBM划分的风险单元进行判断。存在则为1,如果不存在或发生可能性极小或后果很轻微则为0[1]。

结合该项目风险的特点和项目的工作分解矩阵对项目进行分解,并构建WBS-RBS矩阵。见表1。

经专家评议,合并同类风险因素,最终得到该桩锚支护体系风险的二级风险源下的具体风险因素。

1)自然风险,自然风险主要是恶劣的天气、气候、自然灾害,现场不良地质环境,地下水突涌等,结合深基坑的工作包构成风险包,因为埃塞俄比亚位于非洲,地下水突涌的风险十分微小,可以忽略不计。故该项目面临的自然风险主要有不良地质环境,连续的阴雨天气,现场作业环境等。

2)经济风险,经济风险主要有经济形势变化和市场变化,汇率变化、通货膨胀等,对该项目均有一定的影响,埃塞俄比亚属于发展中国家,经济基础薄弱,经济不稳定,物价波动频繁,而且市场中的材料、人工价格变动都有可能对项目目标的实现有一定的影响,而且在人民币升值的预期下,汇率变动的风险很大。

3)社会环境风险,埃塞俄比亚政局稳定,但是该工程地处海外,产业政策、相关法规多有与国内不同之处,埃塞俄比亚的政府工作效率,官员廉洁程度,当地工人的素质等也都与项目目标息息相关。且埃塞俄比亚是位于非洲的发展中国家,治安状况不容乐观,我方工人的身体健康、人身安全,项目施工机械及材料的安全等都是项目面临的风险。

4)组织管理风险。项目甲方是埃塞俄比亚政府,与甲方的沟通,施工现场管理,如现场机械的防火漏电管理,面对风险时的应急处置,风险管理制度是否全面,是否得到了贯彻执行等因素都属于组织管理风险的范畴

5)技术风险。该工程的勘察工作由埃塞当地完成,地勘报告等资料不完整,是技术上面临的最大风险,基坑支护设计由国内进行,由于未到现场,设计方案也是风险隐患之一,施工组织设计,开挖、支护、挖孔、成桩、喷射混凝土护坡的施工技术水平都影响到基坑的安全。施工过程中对基坑自身位移及周边建筑的变形监测由我方进行,在新的支护设计方案下,对监测数据的处理和使用对基坑安全尤为重要。

3 风险评价

采用模糊综合评判方法进行风险分析就是利用模糊数学的方法对模糊的信息进行处理,然后用得到的信息建立相应的数学模型,最后得到分析结论。模糊综合评价首先要建立模糊评价集合,评价集合包括标准集与因素集,标准集即模糊综合评判的评价标准,因素集即评价的对象,评价标准的确立应参考项目的目标综合确定。然后要收集相关的数据,确定各因素的隶属度或隶属函数。最后需要对模糊数据进行处理,因为各个因素对项目目标的重要性是不同的,应通过数学方法确定其权重。最后根据需要建立数学模型,工程项目中还需要结合工程实际进行综合评价,得出最终结论[3]。

根据因素集和评价集设计专家调查表,结合该工程的特点和评价准则进行专家评议,该次评议共邀请工程方面的专家、项目经理等共10人。评价结果如表2所示。

通过层次分析法确定各因素的权重,并以准则层的权重系数为Wi,可以根据式(1)得出每个Ri的单因素评价结果

把所有的Bi综合构建综合评价矩阵R=(B1,B2,B3,B4,B5)T。

根据式(1)可得综合评价向量B=(0.228 7,0.445 5,0.230 2,0.095 7,0)

埃塞俄比亚气候干燥,土质良好,因此超深基坑桩锚支护体系工程面临的自然环境条件是比较好的,自然环境风险相对较低。而当地技术条件落后,深基坑支护方案的设计又在国内进行,勘察、设计、施工等技术风险相对较大。但是勘察设计等风险虽然损失较大,但是一方面由于埃塞俄比亚当地土质条件很好,而设计由我方经验丰富的设计人员进行设计,施工由我方委派专业的施工技术人员进行监督指导,再加上严密的风险监控,故技术风险的风险等级依然是二级,可接受的风险。

但是埃塞俄比亚本身是发展中国家,市场并不完善,通货膨胀十分严重,市场波动和汇率风险无法避免,只能尽量降低损失,故经济风险的风险等级反而最高。当地治安、卫生等条件均较差,需要额外的支出来降低风险,故风险等级均较高。

埃塞俄比亚是位于非洲的发展中国家,可以预见在埃塞俄比亚的项目会越来越多,是一个值得开发的市场,为了开发当地市场冒一定的风险是值得的。且经过风险分析,该项目综合风险等级为二级,在加强风险监控和动态评估的基础上,该项目的机遇是远大于风险的。

4 风险应对

为保证深基坑工程施工过程中的人员安全,该工程基础施工前,由工长向全体工人进行安全技术交底,详细交待作业的目的、要求、注意事项。由安全员负责跟班监督检查,随时纠正、处罚违章行为。安全施工距离:人员之间2.5 m,机械之间10 m。用钢管搭设坑底临时人行阶梯,以利于上下。宽度为1.5 m,坡度1∶3。每天监视测量基坑边坡稳定情况,发现异常应立即采取相应措施。

1)遇到雨雪天气后应及时对基坑进行全面检查,发现大面积裂缝或坍塌等情况应及时处理并进行安全备案。

2)每天对基坑进行定期巡查,做好安全记录,填写风险态势监测跟踪表(表2)。发现裂缝应及时上报。

3)基坑边1 m以内禁止堆放材料,基坑边3 m内不能过载重汽车,防止基坑坍方。

4)基坑护栏边不能有杂物,防止落物伤人。

5 结 语

在严密的时事检测和管理措施下,WEGAGEN银行大楼深基坑工程桩顶最大水平位移32.32 mm。支护桩倾斜和基坑形变,周边建筑沉降均在正常范围内,目前该深基坑工程已经圆满完工。

[1] 周红波,高文杰,蔡来炳,等.基于WBS-RBS的地铁基坑故障树风险识别与分析[J].岩土力学,2009(9):2703-2707, 2726.

[2] 郭金玉,张忠彬,孙庆云.层次分析法的研究与应用[J].中国安全科学学报,2008(5):148-153.

[3] 张 驰,黄广龙,李 娟.深基坑施工环境影响的模糊风险分析[J].岩石力学与工程学报,2013,S1:2669-2675.

[4] 陈 名,黄文富.海外工程项目风险管理与防范[J].科技与企业,2013(6):69.

Risk Analysis of Deep Foundation Pit Construction of Pile-anchor Supporting System

ZHANG Rui1,GUAN Xi2
(1.China No15 Metallurgical Construction Co,Ltd,Huangshi 435000,China;2.School of Civil Engineering and Architecture,Wuhan University of Technology,Wuhan 430070,China)

For Ethiopia WEGAGEN bank building deep excavation supporting uses the pile anchor system.Using work-risk matrix decomposition method of the risks facing the project identified the comprehensive risk,and issued a risk response plan.

pile-anchor support system; risk analysis; the WBS-RBS matrix; the fuzzy comprehensive evaluation

2014-04-17.

张 瑞(1970-),高级工程师.E-mail:lsgwh7176@126.com

10.3963/j.issn.1674-6066.2014.04.032