價值工程在基坑支護結構方案比選中的應用案例

1、價值工程在基坑支護結構方案比選中的應用案例顧衛(wèi)東（中國建設銀行蘇州分行，蘇州215011）摘要：某基坑工程在多個設計方案的比選中，要綜合考慮安全、環(huán)境、工期、造 價等因素, 利用價值工程的原理和方法，選取了較優(yōu)的方案，使得各項目標順利 地實現。關鍵詞：價值工程，基坑支護，方案比選1引言近二十年來，我國高層建筑發(fā)展迅速，多數的高層建筑要建地下室，地下室的施 工需要進行基坑開挖，而基坑開挖則會牽涉到基坑的支護結構問題。許多工 程要綜合考 慮安全、環(huán)境、工期、造價等因素，如何在多因素的影響下確定基坑 支護方案的經濟合理 性？利用價值工程的原理和方法是一種有效的途徑。根據價值工程的研究表明，雖然，在建

2、設項目的各個時期都可開展價值工程活動， 但從取得的效果來說，應當側重于設計階段。通常，價值工程研究對象（建設項目）的 成本的70%至80%決定于設計階段，在設計階段開展價值工程活動，就 能使研究對象的 功能和成本得到較大優(yōu)化，從而提高價值。而在施工階段才采取 措施對降低成本的程度 往往是有限的。本項目的業(yè)主也是在基坑的方案設計階段進行了多方案的比選工作2項目概況2. 1結構概況擬建工程總用地面積為12386. 6m2,總建筑面積為70689. 97m2 （其中地上部 分建 筑面積為53526. 45m2,地下部分建筑面積為17163. 52m2）;建筑高度為99m,主樓地上 23層，地下2層,

3、裙房2、4層。地下一層、二層層高分別為6m及3.85m。本工程土 0. 000擬定為1985國家高程基準3. 560m,以下部分除特別注明外均 為相 對高程。地下室基礎底板板面標高為-9. 950m,地下室底板厚為550mm地下 室外墻下為1、2樁承臺順墻放置，承臺厚度為1600mm承臺面與底板面平；主樓 筏板厚2000mm主樓 筏板范圍內有電梯基坑深2150mm局部有消防電梯井深3150mm 集水坑深 1000mm 1200mm 1500mm2. 2基坑概況基坑規(guī)模：基坑開挖內邊線按地下室外墻線外擴1.00m考慮，基坑南北向寬為79. 7m,東西向寬約114. 52m,近似呈矩形，基坑周長約

4、為384. 2m,坑底面積約8954m2o基坑挖深：地下室基坑圍護設計時取得場地地面整平標高約為-1.00m （即1985國家高程基準2. 56m）。地下室基礎底板板面標高為-9. 950m,地下室底板厚為 550mm墊層100mm基坑挖深9. 6ni;地下室外墻下為樁承臺順墻放置，承臺厚 度為1600mm 承臺面與底板面平，承臺超挖1.05m。主樓區(qū)域板厚2000mm墊層100mm基坑開挖深度為 11. 05m。局部落深：主樓區(qū)域板厚2000mm墊層lOOmm基坑開挖深度為11. 05m。主 樓局部電 梯井板面標高-11.600m,基坑超挖1.65m；消防電梯集水坑板面標高-13100m,基

5、坑超挖 3. 150mo裙房區(qū)域基坑開挖深度9. 6m,集水坑深lm 1.2m和1. 5m,基坑超挖lm 1. 2m 和 1. 5m o2. 3環(huán)境概況東側：基坑東側圍墻外為綠化帶，用地紅線在現有圍墻外，基坑圍護施工期間東側 圍墻要拆除，同時用地紅線內綠化帶要遷移。綠化帶以東為道路，路面寬約35m地面 埋設有電信管塊、燃氣等管線。道路西側路邊側石距離用地紅線距離約14. 7mo本工程地 下室外墻線距離用地紅線約6. 4mo南側：基坑南側為河道，駁岸己修筑，距離地下室外墻線約9. 8m,河水面標高 1. 50m,水深1. 048m左右，河底淤泥厚0. 223m,河底處在1粘土層下部，與微承 壓水

6、不存在水力聯系。本工程地下室外墻線距離用地紅線最近約為9.8m。西側：基坑西側為一層已有建筑物，采用天然地基，距離地下室外墻最近距 離約 19. 2mo本工程地下室外墻線距離用地紅線最近約為5.85m。北側：基坑北側為道路，路面寬約35. 2m,地面埋設有自來水、電力、通訊、燃氣等 管線。道路南側路邊側石距離用地紅線距離約17m本工程地下室外墻線距離用地紅線最近 約為13m o3價值工程應用 公司成立了項目評價團隊，由業(yè)主代表、代建公司代表、巖土專家、 結構專家、施工專家、造價工程師等人員組成。冃標是對基坑設計方案進行評價，選定最 優(yōu)的方案。3. 1確定功能評價指標基于基坑支護的基本功能和周圍

7、環(huán)境的條件，首先考慮的是基坑的安全，即要形成 安全、穩(wěn)定的空間，使地下結構的施工得以順利完成，其安全穩(wěn)定不僅指支護結構本 身，也指其內部的地基和樁基以及外部的周圍環(huán)境。由于該工程處于江南水網地區(qū)，地下水很豐富，圍護必須起到隔水止水的作用，保 證地下結構的順利施工該基坑位于該市重要的交通要道邊，該地區(qū)的環(huán)境要求很高，擬建的建筑物 也是該 市進出口門戶的一個重要標志性建筑，在基坑支護施工期間，該公司集團總部將在該公司 召開全國性重要會議，因此基坑方案也要考慮有利于場容場貌的管理。該項目的總體工期較緊，基坑的施工工期不能影響總的工期。此外，基坑的可施工 性也是應當考慮的問題。根據以上分析，基坑支護的

8、功能評價指標為：A:安全度B:隔水止水C:場容場貌D:工期E:可施工性3. 2功能評價項目團隊采用價值工程中的強制確定法（0-4評分法）對以上各功能評價指 標進行比 較分析，確定它們的重要性得分和權重。表1功能指標ABCDE得分權重安全度A3434140. 350隔水止水B1333100.250場容場貌C011240. 100工期D113270. 175可施工性E012250. 125合訃4013.3方案比較建設單位知道在項n的方案設計階段進行價值工程活動，最能節(jié)約成本，提高項目的價值，是最有利的時機，因此邀請了四家設計院進行方案設計，在此基礎上邀請 專家進行評價比選。有一家設計院的方案是釆用

9、SM工法樁，經過專家評定，該方案設計在結構安全上不能滿足功能要求。另一家是采用鉆孔灌注樁+三軸水泥土攪拌樁止水帷幕+二道鋼筋混凝土支撐圍護形式，其安全性能滿足要 求，但在支 撐方面，由于采用了二道鋼筋混凝土支撐圍護形式，造價要高出230萬，超過了業(yè)主的投資估算，專家經過討論研究，并參考了本地區(qū)的同類基坑的成功案 例，認為本基坑采用一道鋼筋混凝土支撐已能滿足功能的要求，增加一道鋼筋混凝土支撐存在成本的浪費。專家組經過討論，放棄了這兩家的方案。剩余兩家設計 院，釆用的是鉆孔灌注樁+三軸水泥土攪拌樁止水帷幕+道鋼筋混凝土支撐圍護形式，以下稱為方案甲和方案乙t rzT方案甲：基坑支護結構擋土采用灌注樁

10、排樁，基坑豎向設置一道鋼筋混凝土支撐，根 據基坑 平面形狀，考慮挖土的方便性，支撐體系的受力特點、安全性，支撐平面布置采用環(huán)形內 支撐體系。支撐立柱樁采用？ 800灌注樁，上部與支撐傳達力系統(tǒng)采用460X460（4L140X14型鋼）格構柱?；又顾∧徊捎?？ 850120三軸攪拌樁形成連續(xù)的止水帷 墻。電梯井坑中坑采用放坡開挖+ 土釘支護，坑內采用？800管井疏干+明溝集水井的排水方式。工期60天，造價1704萬元本基坑釆用鉆孔灌注樁+三軸水泥土攪拌樁止水帷幕+道鋼筋混凝土支撐圍護形式。支 撐采用角撐結合對撐組成的支護體系。電梯井坑中坑釆用高壓旋噴樁水泥土擋墻圍護形式，坑內采用管井疏干+明溝

11、集水井的排水方式。工期70天，造價1513 萬元。3. 4方案評價與確定鉆孔灌注樁圍護墻是排樁式中應用最多的一種，在我國得到廣泛的應用。鉆 孔灌注 樁支護墻體的特點有：施工時無振動、無噪音等環(huán)境公害，無擠土現象，對周圍環(huán)境影響 ??；墻身強度高，剛度大，支護穩(wěn)定性好，變形小。深層攪拌水泥土圍護墻是采用深層攪 拌機就地將土和輸入的水泥漿強行攪拌，形成連續(xù)搭接的水泥土柱狀加固體擋墻。水泥土圍護墻優(yōu)點：由于一般坑內無支撐，便于機械 化快速挖 土；具有擋土、止水的雙重功能；一般情況下較經濟；施工中無振動、無噪音、污染少、 擠土輕微，因此在鬧市區(qū)內施工更顯出優(yōu)越性。本基坑采用鉆 孔灌注樁+三軸水泥土攪拌樁

12、 止水帷幕+鋼筋混凝土支撐圍護形式總體上是可行的。評價團隊的專家對各方案的功能采用10分制的評分方法進行獨立打分，然后由組長 匯總計算平均值，得到甲、乙兩方案的各項功能的評分值，將各項功能評分值與相應的功 能評價權重相乘后累加，得到方案的功能總得分。表2功能指標ABCDE合計功能評價權重0. 3500. 2500. 1000. 1750. 1251、-> A »萬案功能評分值總得分甲988788. 175乙898777.950計算價值指數：根據價值工程的基本公式：V=F/C,將上表求得的方案功能總得分記作F。對于C,則是指方案的成本，在這里，為簡化計算的結果數值，把成本折算成成本系數，將成本系數記作C。最后，按照V二F/C,計算V,也即下表中的價值指數。表3萬案功能得分成本（萬元）成本系數價值指數甲& ( 1704+1513) *10 = 5. 2971.54乙7.