论文部分内容阅读
【摘要】随着国家对房地产的调控越来越严厉，房地产的生存空间越来越小。尤其是在资金紧张、房屋销售市场上“价格战”频现的大环境下，如何在不降低房屋使用功能和外观品质的前提下，有效降低建设成本，尤其是设计阶段的成本管理成了各家房产公司管理研究的重点。笔者近年在从事房产公司建设项目的成本控制工作中，就某城市住宅项目开发建设过程中桩基础选型进行技术经济分析，从后来的实施过程看，选型结果是比较经济、安全且便于过程质量控制的，可供参考。
【关键词】住宅项目开发；桩基础选型；技术经济分析
一、项目概况
该住宅项目位于华东地区（以下简称项目）用地面积约8.34公顷，总建筑面积约13万平方米其中住宅建筑面积约21.5万平方米，公建建筑面积约1.5万平方米，住宅由12幢小高层和30幢多层组成，小高层采用钢筋混凝土框架剪力墙结构，多层住宅及会所为框钢筋混凝土架结构，地下车库为一层，采用钢筋混凝土板柱体系，地下室几乎满铺场地，采用沉降缝把结构分成若干结构单元，结构单元纵向长度约128米。
二、工程地质报告
根据勘察单位对该地块的工程地质详堪报告，场地内土层自上而下分布可见下表。本项目比较适合以⑥号粉质粘土层作为桩端持力层，按预应力管桩按全截面进入2d、沉管灌注桩按全截面进入3d计算。
三、基础形式的技术分析
参考项目周边已建楼盘的基础设计方案选型经验，根据本工程的建筑基础埋深、地下车库体形特征及桩基持力层深度，对选择何种基础形式初步分析如下：
1.大地下车库：②号粉质粘土层（硬壳层）厚度变化较大，不宜作为天然基础持力层。如采用水泥搅拌桩地基处理方案，以④号粉质粘土（粉土）作为持力层，预计该复合地基承载力折算到单桩为15T，通过合理布桩可以满足强度要求。但是，软弱下卧层（⑤号淤泥质粉质粘土）厚度变化较大，同时地下车库结构单元纵向长度约128米，单层板柱体系刚度相对较小，将难以控制不均匀沉降，对以后的正常使用带来隐患。基于以上考虑，采用天然基础与地基处理方案优势不明显，应采用桩基础。而桩基础的选择，从施工管理的角度出发，宜采用于多层建筑相同的方案。
2.多层建筑：经了解，就在本项目周边建成的某个项目学采用了沉管夯扩桩基础，并取得了较好效果。但对于本项目而言，由于地质变化，桩长将达到20米（局部26米），超过了省标关于沉管夯扩桩的长度限值，所以排除了沉管夯扩桩方案。复合地基是一种新的基础类型，经济性较好，从已完成的工程实践来看成功与失败的例子都有，还不太成熟，故也不宜采用。相对本地区较为成熟可靠的方案，是在沉管灌注桩、预应力管桩中进行比较。
3.小高层建筑：本工程的小高层建筑均为11层，柱轴力相对较小，根据工程经验如采用大直径钻孔桩并不经济。挤扩支盘桩的经济性比大直径钻孔桩好，但是要求采用专用施工设备，而本省有施工能力的企业不多，对工程招投标和施工进度控制带来限制，并不适合大工程量采用。沉管灌注桩因单桩承载力小，布桩时受间距控制必须采用板筏式承台，造价太大，也应排除。所以小高层建筑采用预应力管桩是合理的，从工程实例来看也是符合常规的。
根据以上初步分析，小高层住宅采用预应力管桩方案具有经济、可靠和施工可行，且有大量的工程实例，是可以明确采用预应力管桩；这样一来，多层住宅的基础选型作为重点分析对象。比较对象也基本可确定在预应力管桩、沉管灌注桩这两种桩型上，在综合桩基部分、承台部分、土方部分（回填及开挖）及施工用电增加费用后，作一个定量的分析和比较。
四、预应力管桩、沉管灌注桩方案经济性分析
1.两种桩型的桩基本身工程造价比较
我们要求设计单位选择一幢3单元住宅进行布桩，同时考虑桩、承台及地梁的工程量变化，计算时排除底板和地梁配筋等不变因数并且把灌注桩的凿桩费用与预应力管桩的截桩处理费用相抵扣，测算结果如下：
1）静压预应力管桩方案
全部采用PTC桩时，桩基工程造价49.5万元。为沉管桩方案造价的83.2%。
全部采用PC桩时，桩基工程造价58.74万元。为沉管桩方案造价的98.74%。
2）振动沉管灌注桩方案
桩基工程造价59.49万元。
2.两种桩型的土方工程量费用比较
1）预应力管桩方案
设计桩顶标高3.0米，底板垫层标高3.3米，而原始场地标高2.3米。回填50cm土方+40cm塘渣后场地标高3.2米，考虑到打桩后场地抬高10cm，可以自然平衡到底板垫层底标高3.3米，仅地梁、承台部分土方需要挖除。
2）沉管灌注桩方案
场地平整标高必须满足桩顶加灌50cm规范要求，场地标高应大于3.5，必须在原始场地上回填80cm土方（标高3.1）+40cm塘渣（标高3.5）。与预应力管桩方案相比增加填方30cm，挖方20cm（按3单元住宅单体计算），预计工程造价4452元。
3.施工用电费用比较
1）预应力管桩方案
预应力管桩打桩阶段的用电峰值相对较小，整个场地申请5台变压器可以满足施工要求。
2）沉管灌注桩方案
沉管灌注桩打桩阶段的用电峰值相对较高，整个场地申请5台变压器不能满足施工要求。经测算如租用250KVA发电机组，在使用过程中油耗及设备租金与工业电费相等，所损失的是夜间停止施工时发电机组设备租金。250KVA发电机组的租金为500元/天。该幢3单元住宅按正常的工速度，并考虑其他因数后估计租借发电机组时间是13天，增加费用约6500元。
五、多层建筑预应力管桩、沉管灌注桩方案工程管理比较
经对周边在建楼盘调研后了解到，B5-b等单体采用PTC桩，桩长22米，单桩承载力设计值140T，锤击成桩，施工过程较顺利。从地质报告分析，B5-b所处位置④号夹层天然地基承载力18T/m2，而本项目所处位置④号夹层天然地基承载力15T/m2，施工相对更为有利。从管理角度出发，预应力管桩的质量管理程序少，施工质量控制较集中于采购环节上，相对容易控制。而振动沉管桩从机械能力、沉管、制作安放钢筋笼、搅拌并灌注混凝土、拔管及充盈系数控制等各环节都必须严格把关，管理成本较大。
采用预应力管桩必须重视的是对基坑围护的位移控制要求较高，如施工控制不当将产生严重质量事故，针对开挖深度较大的地下车库宜围护力求稳妥。
六、結论
综合考虑到经济、过程质量、施工可行性等几个方面的因素，我们在听取设计院和监理等专业工程师的意见，结合本项目的工期要求、周边的施工环境我们最终对本项目的多层住宅基础型式确定为薄壁预应力管桩（PTC）方案，锤击法成桩，同时对开挖深度较大的地下车库采取合理的围护措施。
【关键词】住宅项目开发；桩基础选型；技术经济分析
一、项目概况
该住宅项目位于华东地区（以下简称项目）用地面积约8.34公顷，总建筑面积约13万平方米其中住宅建筑面积约21.5万平方米，公建建筑面积约1.5万平方米，住宅由12幢小高层和30幢多层组成，小高层采用钢筋混凝土框架剪力墙结构，多层住宅及会所为框钢筋混凝土架结构，地下车库为一层，采用钢筋混凝土板柱体系，地下室几乎满铺场地，采用沉降缝把结构分成若干结构单元，结构单元纵向长度约128米。
二、工程地质报告
根据勘察单位对该地块的工程地质详堪报告，场地内土层自上而下分布可见下表。本项目比较适合以⑥号粉质粘土层作为桩端持力层，按预应力管桩按全截面进入2d、沉管灌注桩按全截面进入3d计算。
三、基础形式的技术分析
参考项目周边已建楼盘的基础设计方案选型经验，根据本工程的建筑基础埋深、地下车库体形特征及桩基持力层深度，对选择何种基础形式初步分析如下：
1.大地下车库：②号粉质粘土层（硬壳层）厚度变化较大，不宜作为天然基础持力层。如采用水泥搅拌桩地基处理方案，以④号粉质粘土（粉土）作为持力层，预计该复合地基承载力折算到单桩为15T，通过合理布桩可以满足强度要求。但是，软弱下卧层（⑤号淤泥质粉质粘土）厚度变化较大，同时地下车库结构单元纵向长度约128米，单层板柱体系刚度相对较小，将难以控制不均匀沉降，对以后的正常使用带来隐患。基于以上考虑，采用天然基础与地基处理方案优势不明显，应采用桩基础。而桩基础的选择，从施工管理的角度出发，宜采用于多层建筑相同的方案。
2.多层建筑：经了解，就在本项目周边建成的某个项目学采用了沉管夯扩桩基础，并取得了较好效果。但对于本项目而言，由于地质变化，桩长将达到20米（局部26米），超过了省标关于沉管夯扩桩的长度限值，所以排除了沉管夯扩桩方案。复合地基是一种新的基础类型，经济性较好，从已完成的工程实践来看成功与失败的例子都有，还不太成熟，故也不宜采用。相对本地区较为成熟可靠的方案，是在沉管灌注桩、预应力管桩中进行比较。
3.小高层建筑：本工程的小高层建筑均为11层，柱轴力相对较小，根据工程经验如采用大直径钻孔桩并不经济。挤扩支盘桩的经济性比大直径钻孔桩好，但是要求采用专用施工设备，而本省有施工能力的企业不多，对工程招投标和施工进度控制带来限制，并不适合大工程量采用。沉管灌注桩因单桩承载力小，布桩时受间距控制必须采用板筏式承台，造价太大，也应排除。所以小高层建筑采用预应力管桩是合理的，从工程实例来看也是符合常规的。
根据以上初步分析，小高层住宅采用预应力管桩方案具有经济、可靠和施工可行，且有大量的工程实例，是可以明确采用预应力管桩；这样一来，多层住宅的基础选型作为重点分析对象。比较对象也基本可确定在预应力管桩、沉管灌注桩这两种桩型上，在综合桩基部分、承台部分、土方部分（回填及开挖）及施工用电增加费用后，作一个定量的分析和比较。
四、预应力管桩、沉管灌注桩方案经济性分析
1.两种桩型的桩基本身工程造价比较
我们要求设计单位选择一幢3单元住宅进行布桩，同时考虑桩、承台及地梁的工程量变化，计算时排除底板和地梁配筋等不变因数并且把灌注桩的凿桩费用与预应力管桩的截桩处理费用相抵扣，测算结果如下：
1）静压预应力管桩方案
全部采用PTC桩时，桩基工程造价49.5万元。为沉管桩方案造价的83.2%。
全部采用PC桩时，桩基工程造价58.74万元。为沉管桩方案造价的98.74%。
2）振动沉管灌注桩方案
桩基工程造价59.49万元。
2.两种桩型的土方工程量费用比较
1）预应力管桩方案
设计桩顶标高3.0米，底板垫层标高3.3米，而原始场地标高2.3米。回填50cm土方+40cm塘渣后场地标高3.2米，考虑到打桩后场地抬高10cm，可以自然平衡到底板垫层底标高3.3米，仅地梁、承台部分土方需要挖除。
2）沉管灌注桩方案
场地平整标高必须满足桩顶加灌50cm规范要求，场地标高应大于3.5，必须在原始场地上回填80cm土方（标高3.1）+40cm塘渣（标高3.5）。与预应力管桩方案相比增加填方30cm，挖方20cm（按3单元住宅单体计算），预计工程造价4452元。
3.施工用电费用比较
1）预应力管桩方案
预应力管桩打桩阶段的用电峰值相对较小，整个场地申请5台变压器可以满足施工要求。
2）沉管灌注桩方案
沉管灌注桩打桩阶段的用电峰值相对较高，整个场地申请5台变压器不能满足施工要求。经测算如租用250KVA发电机组，在使用过程中油耗及设备租金与工业电费相等，所损失的是夜间停止施工时发电机组设备租金。250KVA发电机组的租金为500元/天。该幢3单元住宅按正常的工速度，并考虑其他因数后估计租借发电机组时间是13天，增加费用约6500元。
五、多层建筑预应力管桩、沉管灌注桩方案工程管理比较
经对周边在建楼盘调研后了解到，B5-b等单体采用PTC桩，桩长22米，单桩承载力设计值140T，锤击成桩，施工过程较顺利。从地质报告分析，B5-b所处位置④号夹层天然地基承载力18T/m2，而本项目所处位置④号夹层天然地基承载力15T/m2，施工相对更为有利。从管理角度出发，预应力管桩的质量管理程序少，施工质量控制较集中于采购环节上，相对容易控制。而振动沉管桩从机械能力、沉管、制作安放钢筋笼、搅拌并灌注混凝土、拔管及充盈系数控制等各环节都必须严格把关，管理成本较大。
采用预应力管桩必须重视的是对基坑围护的位移控制要求较高，如施工控制不当将产生严重质量事故，针对开挖深度较大的地下车库宜围护力求稳妥。
六、結论
综合考虑到经济、过程质量、施工可行性等几个方面的因素，我们在听取设计院和监理等专业工程师的意见，结合本项目的工期要求、周边的施工环境我们最终对本项目的多层住宅基础型式确定为薄壁预应力管桩（PTC）方案，锤击法成桩，同时对开挖深度较大的地下车库采取合理的围护措施。