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1、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 - 03Cut Do wn On Money Of Five Mill ion For A Modif ied Pile
2、Foundat ionYing Gaof ei(11 Fujian Zho nghe Dvilop ment A rehitect ura De sign Instit ute 350004 ;21 Fujia n Men Cheung Develop ment Co1 ,L t d. 350001) Abstract : Thi s a rticle i s ba sed o n a n engineering analysi s and op timizatio n of t he co nst r uctio n pla n de sign cha nges to t he o rigi
3、 nal co st ba si s of nea rly 8 millio n do w n to less t han 3 millio n. A f ull saving mo re t han 5 millio n.Key words :Bo red pile Thr ust bo ring pile Pre st re ssed co ncret e pip e pile Di ssip a sed p ressure hole Co mpacted inf l uence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
4、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 32187 m2 。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 41 22m2 、淤泥 平均厚度 51 95m3 、粉质 (粘土) 平均厚度 41 88 m4 、淤泥质土夹薄砂 平均厚度 61 86m9 、粉质粘土 平均厚质 41 40m10 、含泥中砂 平均厚度 21 20 m11 、残积 ( 砂) 砾质粘性土厚质 21 20 11
5、1 20 m 11 - 1强风化岩核 厚度为 01 8011 80m12 、强风化花岗岩 厚度为 41 6081 30 12 - 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 1111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 42 m ,平均 桩长 38m , 单 桩 竖 向 承 载 力 取3800 kN ,总根数 262 根 ,按灌注桩综 合 参 考 价 1350 元/ m3 估 祘 , 桩 基 总
6、 造 价 为 : A1 =/ 4 ×01 82 ×38 ×262 ×0 . 135 = 6751 6 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 = 6751 6 + 1221 3 = 7971 9 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 1
7、0m ,预估平均有效桩长 28 m ,单桩竖向承载力取 2800kN 。5 、粉质 (粘土局部 夹砂平均厚度 21 8m层) 平均 01 78m5 - l 中砂 ( 夹平均厚度 21 04 m平均厚度 31 18 m6 、淤泥 (质土)7 、含泥粗砾砂 平均厚度 11 78 m7 - 1 粉 (砂) 质粘土8 、淤泥土 平均厚度 21 95m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
8、5;25 ×11 2/ 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) 、11 2 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 = 3551 6 356 ( 根)式中 3800 为灌注桩设计选用单桩竖向承载力 ( kN ) ,
9、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 ×01 018 =1811 44 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 971 98 万 。新方案 基 础 桩 与 承 台 估 算 总 造 价 为 : 1811 44 + 971 98 =2791 42 万 。 原设计基础总造价与新方案基础总造价之
10、差为 :7981 9 - 2791 42 = 5191 48 万 。很 显 然 五 百 多 万 就 可 省 下 来了 !原设计每平方米为 :7979000/ 32187 = 2471 89 元 , 采用新建议后每平方米为 :2794200/ 32187 = 861 81 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
11、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
12、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
13、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
14、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23m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
15、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 31 45 mm 。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 !