山地项目桩基选型优化与成本分析

山地项目桩基选型优化与成本分析

喻亦兵

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摘要：通过分析地勘报告岩土参数，结合建筑总高度、层数、结构类型、墙柱布置及荷载布置等因素，对各种桩基选型从单桩承载力及成本上进行对比与分析，选择合理的桩基类型，减少整个项目无效成本的浪费，提高项目成本控制水平。

关键词：山地项目；桩基选型；成本分析

桩基础在实际施工的过程中，需要对山地项目的基础进行大面积的挖掘，并且要对准备开挖的基坑进行保护，为山地项目的顺利实施打下基础。

1工程概况及地质资料

1.1工程概况

重庆某独立商业项目，两栋地上4层框架，无地下室，楼栋下场地覆盖层厚度较大（约6~19m），本楼栋桩基选用机械旋挖桩。

1.2地质资料

拟建场地内中等风化泥岩天然单轴抗压强度标准值为5.3MPa,饱和单轴抗压强度标准值为3. 2MPa，岩体抗拉强度标准值142kPa，岩体内摩擦角标准值31.40，岩体粘聚力标准值362kPa，岩体变形模量1155MPa，弹性模量1305MPa，泊松比0.35;中等风化砂岩天然单轴抗压强度标准值为28.5MPa，饱和单轴抗压强度标准值为21. OMPa，岩体抗拉强度标准值586kPa，岩体内摩擦角标准值34. 52°，岩体粘聚力标准值1460kPa，岩体变形模量4326MPa，弹性模量4498MPa，泊松比0.24;

1.3计算方法及规范依据

（1）计算公式一：根据单轴抗压强度标准值计算单桩承载力特征值。

依据国家规范《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.3.9条计算。

（2）计算公式二：根据静载试验所得地基承载力特征值计算单桩承载力特征值。

依据国家规范《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.3.5条计算。

依据国家规范《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第8.5.6条计算。

（3）计算公式三：根据静载试验所得地基承载力特征值计算单桩承载力特征值。

依据重庆地方规范《建筑桩基础设计与施工验收规范》DBJ50-200-2014第5.3.8条计算。

2山地项目桩基选型

2.1单桩承载力特征值对比

桩身混凝土强度等级均为C30，按1倍桩径嵌岩，不同桩径条件下单桩承载力特征值对比。经计算，中等风化泥岩天然单轴抗压强度标准值为5.3MPa，中等风化砂岩饱和单轴抗压强度标准值为21.0MPa，中等风化泥岩承载力特征值4431(kPa)，中等风化砂岩承载力特征值8316(kPa)。

表1单桩承载力特征值对比

经计算可知，中风化砂岩主要是桩身控制单桩承载力，如需提高承载力，可适当增加桩省混凝土强度等级。

2.2单桩承载力

以下为重庆某项目YJK软件计算结果下的单桩承载力。

图1单桩承载力

3桩基选型成本分析

3.1计算均只考虑桩的钢筋及混凝土用量，并按估算单价计算，钢筋按8000元/t，混凝土按600元/m³，桩配筋均按最小配筋率0.2%计算，箍筋均为C8@200。根据三种计算公式分别对实际工程售楼部进行桩设计，根据设计结果进行对比。

（1）计算公式一：

桩总造价：131.5万元

（2）计算公式二：

桩总造价：129.87万元

（3）计算公式三：

桩总造价：113.02万元

3.2计算结果分析

（1）根据计算公式一计算结果，由于是按嵌岩桩计算，嵌岩深度对桩承载力影响较大，桩嵌岩相对较深，桩径种类3种。

（2）根据计算公式一计算结果，公式与嵌岩深度无关，仅满足1倍桩径嵌岩即可，通过桩径调整单桩承载力，桩径种类5种，公式一、二计算结果接近。

（3）根据计算公式三计算结果，由于重庆地方规范和国家规范计算公式不同，按重庆地方规范比按国家规范计算单桩承载力计算结果高约1倍。地方规范对当地项目有较大参考价值。与方案一比较，总桩长降低14%，总成本降低15%；与方案二比较，总桩长降低2%，总成本降低13%。

4桩基设计对成本的影响

4.1桩径对桩基成本的影响

桩长应保持在一定长度，总承载力和裂缝应尽可能接近控制值。不同桩径与不同钢筋直径比较，①总拉力固定，桩长和钢筋直径相同。随着桩径的增大，加固强度有所提高，但不明显。钢筋用量变化不大，混凝土用量变化很大。桩费由混凝土用量决定； ②桩径越大，空桩在成本中的比重越大。因此，应尽可能考虑采用较小桩径的方法。同时，桩径越大，单桩承载力越大。

4.2 桩长对桩基造价的影响

桩径不变，总承载力和裂缝尽量接近控制值。通过对不同桩长和主筋直径的分析，得出总拉力是固定的，随着桩长的增加，桩承载力增加，但钢筋用量变化很大，混凝土用量增加，桩基的造价增加。

4.3 钢筋直径对桩基造价的影响

桩径和长度不变，总承载力和裂缝尽量接近控制值。仅调整主钢筋直径并比较不同钢筋直径。一般选取三种桩径下总成本最低的桩长和桩数来比较不同主筋直径对成本的影响。可以得出，在相同桩长和直径下，配筋直径小，有利于提高桩身抗裂强度，配筋总量差别不大。但在实际配置中，钢筋间距必须满足最小间距要求。小桩径方案的总造价相对较低，因此在设计时应优先考虑小桩径方案。受力钢筋的直径也应紧密排列。由于桩基础设置在底部纵梁下方，底部纵梁的受力模式会发生变化。因此，桩号的选择应结合底板在抗浮状态下的结构形式和受力情况。

4.4地勘参数及规范选用的计算方法对桩基造价的影响

在桩基工程设计中，要严格按照设计和规范进行桩基工程作业，确保桩基工程的设计规范，根据计算公式一、二、三可知，不同的计算方法选用不同的地勘参数和计算模型，对桩基设计参数影响大。山地建设项目由于地形、岩层和地下地质条件复杂，地勘参数对项目设计指导意义非常大，进而对项目成本投入影响大。为平衡设计、工期、质量、安全各建筑要素间的关系，在地勘阶段对地勘参数准确性要有高要求，有必要采取必要的方法获取准确的地址条件参数，例如静载试验取得地基承载力特征值、一桩一孔、超前钻等方法。

5提高山地项目桩基施工成本控制的方法

5.1 山地工程桩基坑开挖设计科学合理方案

山地工程桩基坑开挖前应调查周边环境，统计地质资料，整理资料，为山地工程桩基坑开挖提供有效数据。如在设计中发现质量问题，各建筑相关人员应进行沟通讨论，最终确定施工方法，以保证山地工程桩基坑开挖设计的科学有效。例如，地下水附近通常有淤泥层。如果在设计中不考虑这一因素，设计方案将是不完整的，存在漏洞，缺乏对淤泥的防御和解决方案。一旦发生事故，就变得非常困难。不知如何处理，导致事故处理效率低，桩位移位，桩基严重损坏，造成严重施工事故，桩基施工费用高。

5.2 不同桩型，应选择相应的方式

对于山地工程，应根据需要选择不同的桩型和不同的打桩方式。如果钢结构桩和混凝土结构桩一起使用，应采用振动沉桩法和沉水桩法。在实际操作中，可以采用静态打桩法和锤击法。使用这些方法时，应采取保护措施，因为施工过程中可能发生土壤板结。应提前做好相关防护，以免影响周边环境，造成不必要的麻烦。在开孔混凝土桩的施工过程中，沉桩的方法是注水。 H型钢结构桩和混凝土方桩施工采用外注水法。在实际施工中，使用内外注水也有一些注意事项。注水应在桩顶以上2m处停止，方案设计高度采用锤击施工法。在灌注桩施工过程中，也有相应的沉桩方法。打桩方法包括：（1）干式钻孔； ②沉管、沉孔； (3)浆料壁保护成孔。实际操作中，桩孔完成后，将组装好的钢笼放入桩孔中，最后浇筑混凝土。

5.3 桩位工作过程应全程监控

为全面掌握山地工程桩位过程，需要进行全过程监控，并在实际施工前安排好监控位置，做好监控准备。在监测过程中，需要检查施工过程中桩点位置是否正确，确保桩点位置不发生变化或移位。首先，政府规划的控制桩要引进和保护，为后期施工过程中桩点不变做好准备，使桩位不会因周围地理环境不同而发生移动。 .其次，工作人员应检查桩的位置。无论是现浇桩还是预制桩，都应进行校核，以防施工过程中因地基积压、抬升而引起桩位变化，从而影响桩基施工成本。

6.结论

本文通过运用价值工程原理对山地项目桩基选型与成本进行分析，根据分析结果，有针对性的对方案进行了优化与改进，在确保必要功能实现的基础上合理的降低工程成本，提高项目的价值，对合理控制和确定桩基工程成本具有一定的借鉴意义。

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喻亦兵（1981.02～），男（汉族），重庆市巴南区人，本科学历，从事工程管理、全过程成本控制等工程相关工作。