晋中某办公楼地基处理方案优化设计造价对比

冯 越

(太原理工大学建筑设计研究院，山西 太原 030024)

晋中某办公楼地基处理方案优化设计造价对比

冯 越

(太原理工大学建筑设计研究院，山西 太原 030024)

结合晋中市某办公楼项目，针对该工程轻微非自重湿陷性场地复合地基的情况，提出了灰土挤密桩加CFG桩的地基处理方案，并且在工程设计、经济效益等方面进行方案优化，使本工程在地基处理方面的工程造价做到经济合理。

地基处理，方案优化，经济对比

1 工程概况

本工程位于山西省晋中市北部新城，项目分为办公、商务公寓和配套商业，结构类型为框架剪力墙结构，1号、2号双塔写字楼，总高度66.6 m。地上14层；3号、4号、5号办公楼，总高度44.8 m。地上9层；6号、7号楼商务公寓总高度47.45 m，地上12层。配套商业地上2层，总高度10.3 m；地下1层为车库，层高4.2 m。±0.000相当于绝对高程811.8 m。

2 地基处理方案优化及经济对比分析

2.1 地基处理方案原设计

1)根据《岩土工程勘察报告(详勘)》进行设计。

该场地为一级非自重湿陷性黄土场地。本工程地基处理根据工法不同分为A，B，C三区：

A区(3号、4号、5号楼)：灰土挤密桩+水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)，先施工灰土挤密桩消除土体的湿陷性，后施工CFG桩提高复合地基承载力。灰土(3∶7体积配合比)挤密桩按正三角形布置，桩径400，桩中心距1.20 m，有效桩长9 m，桩间土的平均压实系数不小于0.93，桩孔内灰土的压实系数不小于0.97；CFG桩按矩形布置，桩径400，桩中心1.20 m，排距2.078 m,有效桩长6 m，单桩承载力特征值330 kN。

B区(1号、2号楼及相连营业大厅、6号、7号楼)：灰土挤密桩+水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)，先施工灰土挤密桩消除土体的湿陷性，后施工CFG桩提高复合地基承载力，灰土(3∶7体积配合比)挤密桩按正三角形布置，桩径400，桩中心距1.20 m，排距1.039 m，有效桩长9 m，桩间土的平均压实系数不小于0.93，桩孔内灰土的压实系数不小于0.97；CFG桩按正三角形布置，桩径400，桩中心1.20 m，排距1.039 m，有效桩长6 m，单桩承载力特征值330 kN。

C区(临街商铺)：灰距1.20 m，排距1.039 m，有效桩长4 m，灰土(3∶7体积配合比)挤密桩按正三角形布置，桩径400，桩中心桩间土的平均压实系数不小于0.93，桩孔内灰土的压实系数不小于0.97。

2)处理后需达到如下目的:

A区(3号、4号、5号楼)：处理深度范围内湿陷性消除，经处理后的复合地基承载力特征值：fspk≥240 kPa。

B区(1号、2号楼及相连营业大厅、6号、7号楼)：处理深度范围内湿陷性消除，经处理后的复合地基承载力特征值：fspk≥350 kPa。

C区(临街商铺)：处理深度范围内湿陷性消除。本工程CFG桩总桩数：6 159根(含试桩)，灰土挤密桩总桩数8 903根，其消石灰与土的体积配合比3∶7。

3)设计造价分析计算。

本项目经过招标确定采用了固定单价结算方式，本项目中标价CFG桩截面φ400，混凝土强度等级C20，单价64元/m；灰土挤密桩:桩截面φ400，灰土比例3∶7，灰土桩单价22元/m。

固定综合单价组成包括：施工机械进、出场费，安装、拆迁费，试桩、打桩、空桩费，原材料报验、施工资料整理，施工用水电费、安全文明施工、施工现场平整、建筑垃圾清理，桩基置换土方清运出场外与当地及周边关系的协调，需承担超灌超过800 mm以上凿桩头以及不合格桩导致的补桩、基础补强、配合桩基检测及税金等全部费用，综合单价为全费用单价。具体造价分析计算如表1所示。

表1 本项目地基处理(原设计)工程造价计算

由表1可知，工程造价按此设计需要地基处理费用约为396.91万元。

2.2 地基处理方案优化设计

1)本工程地基处理根据工法不同分为A，B，C三区：

A区(3号、4号、5号楼)：水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)进行地基处理。

根据地质勘探单位提供的《地勘报告》，拟建建筑为乙类建筑，拟建场地为非自重湿陷场地，湿陷等级为Ⅰ级(轻微)，各探井的湿陷量分别如下：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，同时水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)在施工过程中，对地基土有少量挤密作用，因此拟建场区可不进行以消除湿陷影响为目的的地基处理。优化设计采用取掉了灰土挤密桩。

优化设计采用水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)，CFG桩按正方形布置，桩径400，桩中心1.60 m，排距1.60 m，混凝土强度等级C25，单桩承载力特征值377 kN，3号楼：有效桩长不小于12 m；4号楼：有效桩长不小于10 m；5号楼：有效桩长不小于11 m。

B区(6号、7号楼)：灰土挤密桩+水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)进行地基处理。

优化设计采用灰土挤密桩+水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)，先施工灰土挤密桩消除土体的湿陷性，后施工CFG桩提高复合地基承载力，灰土挤密桩按正方形布置，桩径400，桩中心距1.00 m，排距1.00 m，有效桩长4 m，灰土比例∶3∶7；桩间土的平均压实系数不小于0.93，桩孔内灰土的压实系数不小于0.97；CFG桩采用1.2 m的桩距，桩呈梅花形布置，桩径400 mm，有效桩长8.0 m。

B区(1号、2号楼)：水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)，拟建建筑为甲类建筑，拟建场地为非自重湿陷场地，湿陷等级为Ⅰ级(轻微)，各探井湿陷量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的湿陷量均小于50 mm，T14-63.27接近于50 mm，同时水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)在施工过程中，对地基土有少量挤密作用，因此拟建场区可不进行以消除湿陷影响为目的的地基处理。

优化设计采用CFG桩按正方形布置，桩径400，桩中心1.40 m，排距1.40 m，有效桩长11.5 m，单桩承载力特征值435 kN。

B区营业厅：拟建建筑为地面以上2层，地基持力层(第①层黄土状粉土)承载力fak=120 kPa，大于基底压力(预估基底压力为40 kPa)，且拟建建筑为丙类建筑，拟建场区为非自重湿陷场地，湿陷等级为Ⅰ级(轻微)，湿陷起始压力(T13～T15)介于129.0 kPa～190.0 kPa之间，均大于100 kPa，按GB 50025—2004湿陷性黄土地区建筑规范第6.1.5条，拟建场地采用天然地基。优化设计采用取掉了灰土挤密桩。

C区沿街商铺：拟建建筑为地面以上2层，地基持力层(第①层黄土状粉土)承载力fak=120 kPa，大于基底压力(预估基底压力为60 kPa)，且拟建建筑为丙类建筑，拟建场区为非自重湿陷场地，湿陷等级为Ⅰ级(轻微)，湿陷起始压力(T5，T9，T10)介于92.0 kPa～224.0 kPa之间，均大于或接近于100 kPa，按GB 50025—2004湿陷性黄土地区建筑规范第6.1.5条，拟建场地采用天然地基。优化设计采用取掉了灰土挤密桩。

2)处理后需达到如下目的:

A区(3号、4号、5号楼)：经处理后的复合地基承载力特征值：fspk≥240 kPa；B区(6号、7号楼)：处理深度范围内湿陷性消除，经处理后的复合地基承载力特征值：fspk≥275 kPa；B区(1号、2号楼)：经处理后的复合地基承载力特征值：fspk≥300 kPa。

优化设计后本工程CFG桩总桩数4 155根(含试桩)，灰土挤密桩总桩数2 542根，其消石灰与土的体积配合比为3∶7。

3)优化后造价分析计算见表2。

表2 本项目地基处理(优化设计)工程造价计算表

由上述地基处理优化前后的经济对比分析可知，优化前需要地基处理费用约396.91万元，优化设计后需要地基处理费用约为288.56万元，节约费用约为396.91-288.56=108.35万元，降低工程造价约27.3%，取得了明显的经济效益。

3 结语

设计阶段是建设项目成本控制的关键与重点。尽管设计费在建设工程全过程费用中比例不大，一般只占建安成本的2%左右，但对工程造价的影响可达75%以上。合理科学的设计，可降低工程造价5%～10%，有的甚至可达10%～30%。但在工程设计中不少设计人员重技术、轻经济，任意提高安全系数或设计标准，而对经济上的合理性考虑得较少，从根本上影响了项目成本的有效控制。建议设计人员在保证安全的基础上应重视技术经济的对比分析。

[1] 李 璐.太原市某高层建筑几种地基基础方案比较[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

冯 越(1964- )，女，工程师

TU723.3

A