价值工程理论在基坑支护方案优选中的应用

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1、价值工程理论在基坑支护方案优选中的应用【摘要】基坑工程是一项复杂的系统工程，影响基坑工程方案选取的因素众多，传统的方法未必能够综合考虑各项因素。运用价值工程理论，结合实际工程，确定了功能评价体系并合理的选择出最佳方案。工程应用实践证明，该法简便而有效，为科学的选择基坑支护结构提供了理论依据。【关键词】基坑工程；方案优选；价值工程1.引言近年来随着城市建设的不断发展，各式各样的建筑工程与市政工程的规模越来越大，高层建筑地下室、地铁车站、地下车库等工程都需要开挖基坑，基坑工程的规模不断扩大，技术要求也越来越高［1］。同时，迄今国内外深基坑支护结构的形式已经发展至数十种，如何选择一种最合

2、适的支护结构成为基坑工程中的关键问题之一。由于受场地地层条件、周边环境、以及经济效益等因素的制约，给基坑支护方案的确定带来了很多不确定性。将价值工程理论应用到到基坑支护结构选型中，综合考虑支护结构的各种功能和造价，通过对功能的分析和整理，最后优选出最适合的基坑支护结构，在满足基坑支护结构功能的同时，可以节约大量资金。1.工程概况某工程位于上海软土地区，包括了4栋新建单体，地上总建筑面积约44890平方米，地下建筑面积约40040平方米;一层基坑总面积约26609平方米，其中包含二层基坑面积约14428平方米，一层挖深6.4m,二层挖深10.8m,落深4.4m。基坑周边环境复杂。基坑

3、周边紧邻6栋市级保护性建筑，其中距离基坑边线最近的3.7m,最远的8.9m；基坑北侧临近地铁隧道，出站口距离基坑边线最近距离7.8m；同时基坑周边存在多种管线。场地地貌单元属长江三角洲冲积平原，地形较为平坦，影响基坑工程的主要土层及各层土的岩土性质特征及分布规律描述如表lo场地内地下水类型为潜水，主要补给来源为大气降水及地表径流，埋深一般为地表下0.3〜1.5肌勘察期间实测地下水稳定水位埋深在0.80m〜1.50m之间。3•基坑支护结构优选2.1价值工程理论价值工程(ValueEngineering简称VE),又称价值分析(ValueAnalysis简称VA),是以最低的寿命周期成

4、本，可靠地实现所研究对象的必要功能，从而提高对象价值的思想方法和管理技术。价值工程涉及到3个基本概念，即价值(V)、功能(F)和寿命周期成本(C),其三者的关系为：价值（V）是指分析对象具有的功能与获得该功能和使用该功能的全部费用之比。功能（F）是指分析对象能够满足某种需求的一种属性，一种产品往往有几种不同的功能。寿命周期成本（C）是指从对象被研究开发、设计制造、销售使用直到停止使用的经济寿命期间所发生的各项成本费用之和［2］。因此，在基坑支护结构选型中应用价值工程原理，是以提高功能和降低成本为目的，从而选择最优支护方案。3.2工程实例运用价值工程对基坑支护方案优选主要包括以下几个

5、步骤：1）根据实际需要设计尽可能多的支护方案，据场地周边建筑物及管线密集程度及重要性、施工条件、基坑支护类型的特点进行初步方案筛选；根据基坑的地层情况、周边环境，并结合类似场地设计施工经验及理论计算，安全可靠、经济合理、施工方便、环境保护和技术先进前提下，提出了3种支护设计方案。方案一：地下连续墙+内支撑；方案二：SMW工法+内支撑；方案三：钻孔灌注桩+止水帷幕+内支撑。2）确定功能评价指标及其重要度权数。功能评价指标我们采用类似于层次分析法的目标层、准则层以及方案层的形式，文献［3］中提到基坑设计的原则有：满足安全性、环境保护、技术经济和可持续发展的要求；文献［4］中提到在基坑工

6、程设计中，要坚持保证支护体系安全可靠、保护环境、方便施工和经济性的要求。过对类似深基坑工程进行详细分析、归类并遵循系统全面性、简捷科学性、相对独立性和客观性原则，结合本基坑工程实际情况，从安全可靠、经济合理、施工方便、环境保护和技术先进这五个方面，选择了14个指标来评价基坑工程设计的优化目标；其重要度权属即为功能评价指标体系中，通过专家打分，按照一定的标度方法确定出各个指标对于目标层的权重分布（见表2）。3）确定各方案的功能评价系数、功能系数、成本系数、价值系数。功能系数，具体公式如下：其中为第方案第功能指标的评价分值；为第功能指标的相对权数；为第方案的功能评价系数；为第方案的功能

7、系数⑸。确定分成两类：量化指标和定性指标，可以米用直接评分的方法，为了便于比较，中介的评1分，最高的评2分，较高的评1.5分，最低的评0或0.5分，功能系数计算见表3：功能指标评价分值成本系数，具体公式如下其中为第方案的工程总成本；为第方案的成本系数。成本系数计算见表3o价值系数V二/,价值系数越大，说明该方案的经济合理性和技术可靠性等综合功能最大，能以最小成本实现预定的必要功能。即价值系数最大值者为最优方案，价值系数计算表见4、5o4）根据各方案价值系数值，选出最优