价值工程在基坑支护结构方案比选中的应用案例

1、价值工程在基坑支护结构方案比选中的应用案例顾卫东（中国建设银行苏州分行，苏州215011）摘要：某基坑工程在多个设计方案的比选中，要综合考虑安全、环境、工期、造 价等因素, 利用价值工程的原理和方法，选取了较优的方案，使得各项目标顺利 地实现。关键词：价值工程，基坑支护，方案比选1引言近二十年来，我国高层建筑发展迅速，多数的高层建筑要建地下室，地下室的施 工需要进行基坑开挖，而基坑开挖则会牵涉到基坑的支护结构问题。许多工 程要综合考 虑安全、环境、工期、造价等因素，如何在多因素的影响下确定基坑 支护方案的经济合理 性？利用价值工程的原理和方法是一种有效的途径。根据价值工程的研究表明，虽然，在建

2、设项目的各个时期都可开展价值工程活动， 但从取得的效果来说，应当侧重于设计阶段。通常，价值工程研究对象（建设项目）的 成本的70%至80%决定于设计阶段，在设计阶段开展价值工程活动，就 能使研究对象的 功能和成本得到较大优化，从而提高价值。而在施工阶段才采取 措施对降低成本的程度 往往是有限的。本项目的业主也是在基坑的方案设计阶段进行了多方案的比选工作2项目概况2. 1结构概况拟建工程总用地面积为12386. 6m2,总建筑面积为70689. 97m2 （其中地上部 分建 筑面积为53526. 45m2,地下部分建筑面积为17163. 52m2）;建筑高度为99m,主楼地上 23层，地下2层,

3、裙房2、4层。地下一层、二层层高分别为6m及3.85m。本工程土 0. 000拟定为1985国家高程基准3. 560m,以下部分除特别注明外均 为相 对高程。地下室基础底板板面标高为-9. 950m,地下室底板厚为550mm地下 室外墙下为1、2桩承台顺墙放置，承台厚度为1600mm承台面与底板面平；主楼 筏板厚2000mm主楼 筏板范围内有电梯基坑深2150mm局部有消防电梯井深3150mm 集水坑深 1000mm 1200mm 1500mm2. 2基坑概况基坑规模：基坑开挖内边线按地下室外墙线外扩1.00m考虑，基坑南北向宽为79. 7m,东西向宽约114. 52m,近似呈矩形，基坑周长约

4、为384. 2m,坑底面积约8954m2o基坑挖深：地下室基坑围护设计时取得场地地面整平标高约为-1.00m （即1985国家高程基准2. 56m）。地下室基础底板板面标高为-9. 950m,地下室底板厚为 550mm垫层100mm基坑挖深9. 6ni;地下室外墙下为桩承台顺墙放置，承台厚 度为1600mm 承台面与底板面平，承台超挖1.05m。主楼区域板厚2000mm垫层100mm基坑开挖深度为 11. 05m。局部落深：主楼区域板厚2000mm垫层lOOmm基坑开挖深度为11. 05m。主 楼局部电 梯井板面标高-11.600m,基坑超挖1.65m；消防电梯集水坑板面标高-13100m,基

5、坑超挖 3. 150mo裙房区域基坑开挖深度9. 6m,集水坑深lm 1.2m和1. 5m,基坑超挖lm 1. 2m 和 1. 5m o2. 3环境概况东侧：基坑东侧围墙外为绿化带，用地红线在现有围墙外，基坑围护施工期间东侧 围墙要拆除，同时用地红线内绿化带要迁移。绿化带以东为道路，路面宽约35m地面 埋设有电信管块、燃气等管线。道路西侧路边侧石距离用地红线距离约14. 7mo本工程地 下室外墙线距离用地红线约6. 4mo南侧：基坑南侧为河道，驳岸己修筑，距离地下室外墙线约9. 8m,河水面标高 1. 50m,水深1. 048m左右，河底淤泥厚0. 223m,河底处在1粘土层下部，与微承 压水

6、不存在水力联系。本工程地下室外墙线距离用地红线最近约为9.8m。西侧：基坑西侧为一层已有建筑物，采用天然地基，距离地下室外墙最近距 离约 19. 2mo本工程地下室外墙线距离用地红线最近约为5.85m。北侧：基坑北侧为道路，路面宽约35. 2m,地面埋设有自来水、电力、通讯、燃气等 管线。道路南侧路边侧石距离用地红线距离约17m本工程地下室外墙线距离用地红线最近 约为13m o3价值工程应用 公司成立了项目评价团队，由业主代表、代建公司代表、岩土专家、 结构专家、施工专家、造价工程师等人员组成。冃标是对基坑设计方案进行评价，选定最 优的方案。3. 1确定功能评价指标基于基坑支护的基本功能和周围

7、环境的条件，首先考虑的是基坑的安全，即要形成 安全、稳定的空间，使地下结构的施工得以顺利完成，其安全稳定不仅指支护结构本 身，也指其内部的地基和桩基以及外部的周围环境。由于该工程处于江南水网地区，地下水很丰富，围护必须起到隔水止水的作用，保 证地下结构的顺利施工该基坑位于该市重要的交通要道边，该地区的环境要求很高，拟建的建筑物 也是该 市进出口门户的一个重要标志性建筑，在基坑支护施工期间，该公司集团总部将在该公司 召开全国性重要会议，因此基坑方案也要考虑有利于场容场貌的管理。该项目的总体工期较紧，基坑的施工工期不能影响总的工期。此外，基坑的可施工 性也是应当考虑的问题。根据以上分析，基坑支护的

8、功能评价指标为：A:安全度B:隔水止水C:场容场貌D:工期E:可施工性3. 2功能评价项目团队采用价值工程中的强制确定法（0-4评分法）对以上各功能评价指 标进行比 较分析，确定它们的重要性得分和权重。表1功能指标ABCDE得分权重安全度A3434140. 350隔水止水B1333100.250场容场貌C011240. 100工期D113270. 175可施工性E012250. 125合讣4013.3方案比较建设单位知道在项n的方案设计阶段进行价值工程活动，最能节约成本，提高项目的价值，是最有利的时机，因此邀请了四家设计院进行方案设计，在此基础上邀请 专家进行评价比选。有一家设计院的方案是釆用

9、SM工法桩，经过专家评定，该方案设计在结构安全上不能满足功能要求。另一家是采用钻孔灌注桩+三轴水泥土搅拌桩止水帷幕+二道钢筋混凝土支撑围护形式，其安全性能满足要 求，但在支 撑方面，由于采用了二道钢筋混凝土支撑围护形式，造价要高出230万，超过了业主的投资估算，专家经过讨论研究，并参考了本地区的同类基坑的成功案 例，认为本基坑采用一道钢筋混凝土支撑已能满足功能的要求，增加一道钢筋混凝土支撑存在成本的浪费。专家组经过讨论，放弃了这两家的方案。剩余两家设计 院，釆用的是钻孔灌注桩+三轴水泥土搅拌桩止水帷幕+道钢筋混凝土支撑围护形式，以下称为方案甲和方案乙t rzT方案甲：基坑支护结构挡土采用灌注桩

10、排桩，基坑竖向设置一道钢筋混凝土支撑，根 据基坑 平面形状，考虑挖土的方便性，支撑体系的受力特点、安全性，支撑平面布置采用环形内 支撑体系。支撑立柱桩采用？ 800灌注桩，上部与支撑传达力系统采用460X460（4L140X14型钢）格构柱。基坑止水帷幕采用？ 850120三轴搅拌桩形成连续的止水帷 墙。电梯井坑中坑采用放坡开挖+ 土钉支护，坑内采用？800管井疏干+明沟集水井的排水方式。工期60天，造价1704万元本基坑釆用钻孔灌注桩+三轴水泥土搅拌桩止水帷幕+道钢筋混凝土支撑围护形式。支 撑采用角撑结合对撑组成的支护体系。电梯井坑中坑釆用高压旋喷桩水泥土挡墙围护形式，坑内采用管井疏干+明沟

11、集水井的排水方式。工期70天，造价1513 万元。3. 4方案评价与确定钻孔灌注桩围护墙是排桩式中应用最多的一种，在我国得到广泛的应用。钻 孔灌注 桩支护墙体的特点有：施工时无振动、无噪音等环境公害，无挤土现象，对周围环境影响 小；墙身强度高，刚度大，支护稳定性好，变形小。深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅 拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌，形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。水泥土围护墙优点：由于一般坑内无支撑，便于机械 化快速挖 土；具有挡土、止水的双重功能；一般情况下较经济；施工中无振动、无噪音、污染少、 挤土轻微，因此在闹市区内施工更显出优越性。本基坑采用钻 孔灌注桩+三轴水泥土搅拌桩

12、 止水帷幕+钢筋混凝土支撑围护形式总体上是可行的。评价团队的专家对各方案的功能采用10分制的评分方法进行独立打分，然后由组长 汇总计算平均值，得到甲、乙两方案的各项功能的评分值，将各项功能评分值与相应的功 能评价权重相乘后累加，得到方案的功能总得分。表2功能指标ABCDE合计功能评价权重0. 3500. 2500. 1000. 1750. 1251、-> A »万案功能评分值总得分甲988788. 175乙898777.950计算价值指数：根据价值工程的基本公式：V=F/C,将上表求得的方案功能总得分记作F。对于C,则是指方案的成本，在这里，为简化计算的结果数值，把成本折算成成本系数，将成本系数记作C。最后，按照V二F/C,计算V,也即下表中的价值指数。表3万案功能得分成本（万元）成本系数价值指数甲& ( 1704+1513) *10 = 5. 2971.54乙7.