晉中某辦公樓地基處理方案優(yōu)化設(shè)計造價對比

馮 越

(太原理工大學(xué)建筑設(shè)計研究院，山西 太原 030024)

晉中某辦公樓地基處理方案優(yōu)化設(shè)計造價對比

馮 越

(太原理工大學(xué)建筑設(shè)計研究院，山西 太原 030024)

結(jié)合晉中市某辦公樓項目，針對該工程輕微非自重濕陷性場地復(fù)合地基的情況，提出了灰土擠密樁加CFG樁的地基處理方案，并且在工程設(shè)計、經(jīng)濟(jì)效益等方面進(jìn)行方案優(yōu)化，使本工程在地基處理方面的工程造價做到經(jīng)濟(jì)合理。

地基處理，方案優(yōu)化，經(jīng)濟(jì)對比

1 工程概況

本工程位于山西省晉中市北部新城，項目分為辦公、商務(wù)公寓和配套商業(yè)，結(jié)構(gòu)類型為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，1號、2號雙塔寫字樓，總高度66.6 m。地上14層；3號、4號、5號辦公樓，總高度44.8 m。地上9層；6號、7號樓商務(wù)公寓總高度47.45 m，地上12層。配套商業(yè)地上2層，總高度10.3 m；地下1層為車庫，層高4.2 m?！?.000相當(dāng)于絕對高程811.8 m。

2 地基處理方案優(yōu)化及經(jīng)濟(jì)對比分析

2.1 地基處理方案原設(shè)計

1)根據(jù)《巖土工程勘察報告(詳勘)》進(jìn)行設(shè)計。

該場地為一級非自重濕陷性黃土場地。本工程地基處理根據(jù)工法不同分為A，B，C三區(qū)：

A區(qū)(3號、4號、5號樓)：灰土擠密樁+水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)，先施工灰土擠密樁消除土體的濕陷性，后施工CFG樁提高復(fù)合地基承載力?；彝?3∶7體積配合比)擠密樁按正三角形布置，樁徑400，樁中心距1.20 m，有效樁長9 m，樁間土的平均壓實系數(shù)不小于0.93，樁孔內(nèi)灰土的壓實系數(shù)不小于0.97；CFG樁按矩形布置，樁徑400，樁中心1.20 m，排距2.078 m,有效樁長6 m，單樁承載力特征值330 kN。

B區(qū)(1號、2號樓及相連營業(yè)大廳、6號、7號樓)：灰土擠密樁+水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)，先施工灰土擠密樁消除土體的濕陷性，后施工CFG樁提高復(fù)合地基承載力，灰土(3∶7體積配合比)擠密樁按正三角形布置，樁徑400，樁中心距1.20 m，排距1.039 m，有效樁長9 m，樁間土的平均壓實系數(shù)不小于0.93，樁孔內(nèi)灰土的壓實系數(shù)不小于0.97；CFG樁按正三角形布置，樁徑400，樁中心1.20 m，排距1.039 m，有效樁長6 m，單樁承載力特征值330 kN。

C區(qū)(臨街商鋪)：灰距1.20 m，排距1.039 m，有效樁長4 m，灰土(3∶7體積配合比)擠密樁按正三角形布置，樁徑400，樁中心樁間土的平均壓實系數(shù)不小于0.93，樁孔內(nèi)灰土的壓實系數(shù)不小于0.97。

2)處理后需達(dá)到如下目的:

A區(qū)(3號、4號、5號樓)：處理深度范圍內(nèi)濕陷性消除，經(jīng)處理后的復(fù)合地基承載力特征值：fspk≥240 kPa。

B區(qū)(1號、2號樓及相連營業(yè)大廳、6號、7號樓)：處理深度范圍內(nèi)濕陷性消除，經(jīng)處理后的復(fù)合地基承載力特征值：fspk≥350 kPa。

C區(qū)(臨街商鋪)：處理深度范圍內(nèi)濕陷性消除。本工程CFG樁總樁數(shù)：6 159根(含試樁)，灰土擠密樁總樁數(shù)8 903根，其消石灰與土的體積配合比3∶7。

3)設(shè)計造價分析計算。

本項目經(jīng)過招標(biāo)確定采用了固定單價結(jié)算方式，本項目中標(biāo)價CFG樁截面φ400，混凝土強(qiáng)度等級C20，單價64元/m；灰土擠密樁:樁截面φ400，灰土比例3∶7，灰土樁單價22元/m。

固定綜合單價組成包括：施工機(jī)械進(jìn)、出場費，安裝、拆遷費，試樁、打樁、空樁費，原材料報驗、施工資料整理，施工用水電費、安全文明施工、施工現(xiàn)場平整、建筑垃圾清理，樁基置換土方清運出場外與當(dāng)?shù)丶爸苓呹P(guān)系的協(xié)調(diào)，需承擔(dān)超灌超過800 mm以上鑿樁頭以及不合格樁導(dǎo)致的補(bǔ)樁、基礎(chǔ)補(bǔ)強(qiáng)、配合樁基檢測及稅金等全部費用，綜合單價為全費用單價。具體造價分析計算如表1所示。

表1 本項目地基處理(原設(shè)計)工程造價計算

由表1可知，工程造價按此設(shè)計需要地基處理費用約為396.91萬元。

2.2 地基處理方案優(yōu)化設(shè)計

1)本工程地基處理根據(jù)工法不同分為A，B，C三區(qū)：

A區(qū)(3號、4號、5號樓)：水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)進(jìn)行地基處理。

根據(jù)地質(zhì)勘探單位提供的《地勘報告》，擬建建筑為乙類建筑，擬建場地為非自重濕陷場地，濕陷等級為Ⅰ級(輕微)，各探井的濕陷量分別如下：T1-40.20 mm，T2-0 mm，T5-63.15 mm，T6-72.69 mm，T9-23.70 mm，T10-22.77 mm，小于或接近于50.0 mm，同時水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)在施工過程中，對地基土有少量擠密作用，因此擬建場區(qū)可不進(jìn)行以消除濕陷影響為目的的地基處理。優(yōu)化設(shè)計采用取掉了灰土擠密樁。

優(yōu)化設(shè)計采用水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)，CFG樁按正方形布置，樁徑400，樁中心1.60 m，排距1.60 m，混凝土強(qiáng)度等級C25，單樁承載力特征值377 kN，3號樓：有效樁長不小于12 m；4號樓：有效樁長不小于10 m；5號樓：有效樁長不小于11 m。

B區(qū)(6號、7號樓)：灰土擠密樁+水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)進(jìn)行地基處理。

優(yōu)化設(shè)計采用灰土擠密樁+水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)，先施工灰土擠密樁消除土體的濕陷性，后施工CFG樁提高復(fù)合地基承載力，灰土擠密樁按正方形布置，樁徑400，樁中心距1.00 m，排距1.00 m，有效樁長4 m，灰土比例∶3∶7；樁間土的平均壓實系數(shù)不小于0.93，樁孔內(nèi)灰土的壓實系數(shù)不小于0.97；CFG樁采用1.2 m的樁距，樁呈梅花形布置，樁徑400 mm，有效樁長8.0 m。

B區(qū)(1號、2號樓)：水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)，擬建建筑為甲類建筑，擬建場地為非自重濕陷場地，濕陷等級為Ⅰ級(輕微)，各探井濕陷量T11-39.14 mm，T12-30.05 mm，T13-29.88 mm，T14-63.27 mm，T15-0 mm，其中T11，T12，T13，T15的濕陷量均小于50 mm，T14-63.27接近于50 mm，同時水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)在施工過程中，對地基土有少量擠密作用，因此擬建場區(qū)可不進(jìn)行以消除濕陷影響為目的的地基處理。

優(yōu)化設(shè)計采用CFG樁按正方形布置，樁徑400，樁中心1.40 m，排距1.40 m，有效樁長11.5 m，單樁承載力特征值435 kN。

B區(qū)營業(yè)廳：擬建建筑為地面以上2層，地基持力層(第①層黃土狀粉土)承載力fak=120 kPa，大于基底壓力(預(yù)估基底壓力為40 kPa)，且擬建建筑為丙類建筑，擬建場區(qū)為非自重濕陷場地，濕陷等級為Ⅰ級(輕微)，濕陷起始壓力(T13～T15)介于129.0 kPa～190.0 kPa之間，均大于100 kPa，按GB 50025—2004濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范第6.1.5條，擬建場地采用天然地基。優(yōu)化設(shè)計采用取掉了灰土擠密樁。

C區(qū)沿街商鋪：擬建建筑為地面以上2層，地基持力層(第①層黃土狀粉土)承載力fak=120 kPa，大于基底壓力(預(yù)估基底壓力為60 kPa)，且擬建建筑為丙類建筑，擬建場區(qū)為非自重濕陷場地，濕陷等級為Ⅰ級(輕微)，濕陷起始壓力(T5，T9，T10)介于92.0 kPa～224.0 kPa之間，均大于或接近于100 kPa，按GB 50025—2004濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范第6.1.5條，擬建場地采用天然地基。優(yōu)化設(shè)計采用取掉了灰土擠密樁。

2)處理后需達(dá)到如下目的:

A區(qū)(3號、4號、5號樓)：經(jīng)處理后的復(fù)合地基承載力特征值：fspk≥240 kPa；B區(qū)(6號、7號樓)：處理深度范圍內(nèi)濕陷性消除，經(jīng)處理后的復(fù)合地基承載力特征值：fspk≥275 kPa；B區(qū)(1號、2號樓)：經(jīng)處理后的復(fù)合地基承載力特征值：fspk≥300 kPa。

優(yōu)化設(shè)計后本工程CFG樁總樁數(shù)4 155根(含試樁)，灰土擠密樁總樁數(shù)2 542根，其消石灰與土的體積配合比為3∶7。

3)優(yōu)化后造價分析計算見表2。

表2 本項目地基處理(優(yōu)化設(shè)計)工程造價計算表

由上述地基處理優(yōu)化前后的經(jīng)濟(jì)對比分析可知，優(yōu)化前需要地基處理費用約396.91萬元，優(yōu)化設(shè)計后需要地基處理費用約為288.56萬元，節(jié)約費用約為396.91-288.56=108.35萬元，降低工程造價約27.3%，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)語

設(shè)計階段是建設(shè)項目成本控制的關(guān)鍵與重點。盡管設(shè)計費在建設(shè)工程全過程費用中比例不大，一般只占建安成本的2%左右，但對工程造價的影響可達(dá)75%以上。合理科學(xué)的設(shè)計，可降低工程造價5%～10%，有的甚至可達(dá)10%～30%。但在工程設(shè)計中不少設(shè)計人員重技術(shù)、輕經(jīng)濟(jì)，任意提高安全系數(shù)或設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，而對經(jīng)濟(jì)上的合理性考慮得較少，從根本上影響了項目成本的有效控制。建議設(shè)計人員在保證安全的基礎(chǔ)上應(yīng)重視技術(shù)經(jīng)濟(jì)的對比分析。

[1] 李 璐.太原市某高層建筑幾種地基基礎(chǔ)方案比較[J].山西建筑，2015，41(4)：84-85.

The optimization design cost comparison of an office building foundation treatment scheme in Jinzhong

Feng Yue

(ArchitecturalDesignandResearchInstitute,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China)

Combining with an office building project in Jinzhong, according to for the project slight non self weight collapsible composite foundation, proposed the foundation treatment scheme of lime soil compaction pile and CFG pile, and made scheme optimization in engineering design, economic benefits and other aspects, so that the project cost in the foundation treatment aspects economically and rationally.

foundation treatment, scheme optimization, economic comparison

1009-6825(2015)16-0046-03

2015-03-20

馮 越(1964- )，女，工程師

TU723.3

A