桩基改一改省下五百万_一项桩基工程的优化实例_

'桩基改一改省下五百万(一项桩基工程的优化实例)应高飞(11福建众合开发建筑设计院350004;21福建闽长置业有限公司350001)摘要:本文通过对一项工程基础施工图的优化分析和设计修改,使原来近800万基础造价降低到300万以内。足足节省了500多万。关键词:冲(钻)孔灌注桩预应力管桩消压孔挤土效应中图分类号:TU473.1+4文献标识码:B文章编号:1004-6135(2010)09-0001-03CutDownOnMoneyOfFiveMillionForAModifiedPileFoundationYingGaofei(11FujianZhongheDvilopmentArehitecturaDesignInstitute350004;21FujianMenCheungDevelopmentCo1,Ltd.350001)Abstract:Thisarticleisbasedonanengineeringanalysisandoptimizationoftheconstructionplandesignchangestotheoriginalcostbasisofnearly8milliondowntolessthan3million.Afullsavingmorethan5million.Keywords:BoredpileThrustboringpilePrestressedconcretepipepileDissipasedpressureholeCompactedinfluence一、工程概况“衣锦华庭三期-尚锦苑”(原工程名称:福州三坊七巷保护改造工程一坊二期工程)工程位于福州市东街口双抛桥之西,地处繁华地段,建筑占地2030m2,本建筑场地地上分别为21层和22层南北二幢高级商住塔楼,其中地下二层和地上二层共四层连成一个底盘,总建筑面积32187m2。本场地工程地质条件具有福州地区的代表性,参见下页剖面图,从地面由上至下分别为:1、杂填土平均厚度4122m2、淤泥平均厚度5195m3、粉质(粘土)平均厚度4188m4、淤泥质土夹薄砂平均厚度6186m9、粉质粘土平均厚质4140m10、含泥中砂平均厚度2120m11、残积(砂)砾质粘性土厚质2120～11120m11-1强风化岩核厚度为0180～1180m12、强风化花岗岩厚度为4160～813012-1中风化13、中等风化花岗岩地质剖面图如下:(下图选自该工程地质勘察报告11～11‘剖面’)二、桩基选型和经济比较1、本工程基础当初原设计为钢筋砼冲(钻)孔灌注桩,直径800mm,桩底持力层选择在12层强风化花岗岩,参见地质剖面,有效桩长为34～42m,平均桩长38m,单桩竖向承载力取3800kN,总根数262根,按灌注桩综合参考价1350元/m3估祘,桩基总造价为:A1=π/4×0182×38×262×0.135=67516万元人民币,相对应的承台造价估祘为:A2=122.3万。则原施工图基础总造价为:B1=A1+A2=67516+12213=79719万元人民币。2、优化建议:根据上部结构、地质条件、施工机具、施工进度和环保要求,笔者认为:桩基从多方考虑采用工厂预制预应力管桩具有较大的优越性和经济性,如采用￠500×125管桩、选择残积(砂)砾质粘性土为持力层,地下送桩10m,预估平均有效桩长28m,单桩竖向承载力取2800kN。5、粉质(粘土局部夹砂平均厚度218m层)平均0178m5-l中砂(夹平均厚度2104m平均厚度3118m6、淤泥(质土)7、含泥粗砾砂平均厚度1178m7-1粉(砂)质粘土8、淤泥土平均厚度2195m作者简介:应高飞,男,1938年8月出生,本科,教授级高工。收稿日期:2010-08-05 ·2·2010年9期总第147期应高飞·桩基改一改省下五百万N2=32187×25×112/2800=345(根)式中32187为建新方案管桩总根数笔者按以下二种方法进行估算:(1)按等值承载力换算法:筑总面积(m2)、25为每平方米组合荷载值(kN)、112为综合经验换算系数、2800为预应力管桩竖向承载力(kN)。按换算管桩总根数为345根。按二种方法换算结果管桩总根数分别为356和345根,考虑一点损失,则总根数取360根。N1=262×3800/2800=35516≌356(根)式中3800为灌注桩设计选用单桩竖向承载力(kN),2800为预应力高强菅桩单桩竖向承载力。经换算管桩总根数N1为356根。(2)按面积经验换算法: ·3·2010年9期总第147期应高飞·桩基改一改省下五百万预制桩综合参考价为180元/m,则28×360×01018=181144万,采用预制管桩后承台工程量也有相应减少,承台造价估,算结果为97198万。新方案基础桩与承台估算总造价为:181144+97198=279142万。原设计基础总造价与新方案基础总造价之差为:79819-279142=519148万。很显然五百多万就可省下来了!原设计每平方米为:7979000/32187=247189元,采用新建议后每平方米为:2794200/32187=86181元,经对比新方案基础造价仅为原设计的35%,这不免使人心动吧!三、优缺点比较新方案采用预制管桩除了经济上的绝时优势之外还有诸多优点,如:环保方面:采用管桩现埸干净安静、不像灌注桩施工到处是机具和泥浆,每天要运出大量泥浆,且有时间和路段制约,办理施工运土申请非常麻烦:质量方面:管桩出厂质量有保证,而灌注桩现埸施工质量不易保证,且离散性较大;要先做静载试验再反馈给设计院,这样会延长设计和施工周期:施工工期快:静力压桩机每天至少压10根以上,采用管桩只要一台压桩机一个月多就可压完。而灌注桩一台机器每根至少要二天才搞定,如配4台桩机也要131个工作日,预计工期要5个多月以上;验桩、检测和监理方面:如采用管桩施工每根桩质量直观、且通过静压施工,每根桩都有压桩记录,对每根桩的承载力都心中有数,根根可靠,而用灌注桩由于操作工艺因人而异,孔径、沉渣清理、砼的浇灌等村料、机具和人为因素较多,对地下桩的质量影响也较大,后期会碰到诸多问题,承载力悬念较多。从技术、经济、工期比较新方案具有较大的优势,针对本工程笔者作了书面报告,很块得到工程主管领导的首肯。为了使新方案的进一步落实、稳妥实施,工程部曾多次组织著名专家进行研究论征,找问题、摆困难,攻难关。通过细致分析、实事求是、科学论证,终于统一思想,决定实施基础新方案。四、解决挤土问题部分专家认为:尽管预制管桩优点不少,但也存在一个致命的缺点,那就是挤土影响,当初一期工程因采用静压管桩施工时造成相邻的林觉民故居地面隆起、开裂等因挤土而引起的不良后果,有关部门下令停工,为此工程不得不改用冲(钻)孔灌注桩,本期工程又怕用管桩引起对周边的影响,经建设方研究同意设计时采用了冲(钻)孔灌注桩,因此原设计的灌注桩也是无奈之举。如果采用了预制管桩方案,那末如何介决挤土问题就成为一个焦点,只要能解决挤土这一关键问题,就能实施本工程的新桩基方案,为此笔者就地制订消除挤土的“消压孔”技术方案。五、应用消压孔预制桩沉桩施工时不管是采用锤击或是静压施工都是强行挤入土中的,对土体都会有挤密作用,特别是对饱和粘性土和淤泥土层更容易造成严重的挤土影响,尤其是采用大吨位重力压桩时其影响更大,影响范囲更大,普遍造成地面隆起,墙体开裂,门窗不能启闭,管道位移或暴裂等后果。过去采用2～3m深的防震沟方法,其效果不好,那末采用什么样的方案才能克服这个难题呢?笔者此前己在一些工程中采用了消压孔措施,在消除挤土影影方面取得了一些明显效果,为此在本工程中也建议采用这个方法,一边实施消压孔措施,一边进行静压桩施工。具体做法是沿工程周边即计划打基坑支护H钢桩的位置先施打消压孔:孔径300净距300,深13m,刚穿过淤泥层底,孔内不填砂也不灌土,待消压孔打完一段后,接着施压工程桩,做了消压孔后使压桩工程进展顺利。具体详见《福建建设科技》2010/No.3期中的《消压孔的试应用》一文。六、取得满意结果本工程由于采纳了合理建议並认真组织专家全面论证,得到与会专家认同,在本工地采用消压孔技术,消除挤土影响,终使桩基设计修改、施工优化方案顺利进行,事后未造成对埸外四周围墙、民居、道路、管线的影响,整个基础工程取得了满意的结果。该工程主体于2009年底完工,至2010年7月大楼累计最大沉降量为3145mm。最后经工程成本合约部核实:原冲(钻)孔灌注桩基础造价总计7,853,490元,新管桩基础总造价为2,716,458元,实际为工程节省造价5137032元人民币,缩短工期三个月。完全达到了预期的满意结果。后记在实施本工程桩基新方案过程中,通过论证、设计、施工、预算等方面的努力,充分发挥了集体的智慧和力量,使这次桩基修改取得了圆满结果,借此机会特向香港资深工程师童建珍和筹建方柯君衡、黄福光、何志方、战永全、杨扬、秦祖平、刘红,福大徐少曼教授和设计院胡贤忠高工等表示衷心感谢!'