西安某住宅项目基础选型的经济性分析

发表时间:2021/9/2   来源:《建筑实践》2021年40卷11期   作者: 莫谢君
[导读] 住宅项目的基础选型,必须根据地质条件和工程的特点具体分析。

        莫谢君
        深圳市明湖晟汇投资开发有限公司   广东深圳   518000
        摘要:住宅项目的基础选型,必须根据地质条件和工程的特点具体分析。本文根据西安某住宅项目的地质条件、项目规模和经济性,分别对车库基础方案、高层部分基础方案以及多层部分基础方案进行经济性分析对比,研究结果可为同类工程提供参考。
关健词:住宅;基础方案;经济性
引言
        实际工程中,由于地质条件的复杂性,其基础设计可采用不同的布置形式。项目的基础选型对建筑物的总造价有很大的影响,合理的基础方案选型,能为项目带来较好的经济效益。设计师应重视基础设计方案的比较,以获取较好的经济效益。
1、项目概述:
        本工程位于陕西省西安市西咸新区,占地面积6.8万m2,总建筑面积为18.2万m2,工程包括1、2栋为24层住宅,、3、5栋为23层住宅,3、5栋商业部分为1层,局部为2层,4栋为20层住宅,6、7栋为23层住宅,8栋为15层住宅,9栋为9层住宅,26~30栋为6层住宅,幼儿园为3层、其余为11层住宅,带1层地下室。住宅主楼均为剪力墙结构,商业、幼儿园和地下室为框架结构。项目抗震设防烈度为8度,设计基本加速度为0.2g,抗震设防类别为丙类,主楼抗震等级为二级。地基基础设计等级为甲级。

        图1 项目效果图
        根据地勘资料,勘探深度内地层划分为7层,分层描述如下
        素填土(耕土)①():杂色,以粘性土为主,含大量植物根系。层厚0.30m~2.40m,层底标高382.14m~385.45m。
        黄土状土②:褐黄色,可塑,稍湿~湿,具针状孔孔隙,含钙质结核及可见蜗牛壳碎片;该层形成时代新近;压缩系数平均值1-2=0.40MPa-1,属中偏高压缩性土;层厚0.90m~6.90m,层底深度1.20m~7.30m,层底标高377.15m~383.29m。
        细砂③:黄褐色,土质均匀,饱和;长石石英砂,含暗色矿物质;该层局部为中砂、粉土、圆砾薄层或透镜体;层厚4.00m~13.00m,层底深度8.20m~15.30m,层底标高369.13m~374.50m。
        粉质粘土④:褐黄色,饱和,可塑。含氧化铁斑点及钙质结核,偶见蜗牛壳残片。压缩系数平均值1-2=0.25MPa-1,属中压缩性土;层厚3.60m~9.20m,层底深度18.70m~22.10m,层底标高361.03m~366.60m。
        粉质粘土⑤:褐黄色,饱和,硬塑~可塑,含氧化铁条纹及钙质结核,偶见蜗牛壳残片;压缩系数平均值1-2=0.21MPa-1,属中偏高压缩性土;层厚8.00m~13.90m,层底深度28.70m~33.60m,层底标高350.81m~356.76m。
        粉质粘土⑥:褐黄色,饱和,硬塑~可塑,含氧化铁条纹及钙质结核,偶见蜗牛壳残片;压缩系数平均值1-2=0.24MPa-1,属中偏高压缩性土;该层夹有圆砾透镜体。层厚8.40m~12.80m,层底深度40.70m~43.40m,层底标高340.33m~344.46m
        粉质粘土⑦:褐黄色,饱和,硬塑~可塑,含氧化铁条纹及钙质结核,偶见蜗牛壳残片。压缩系数平均值1-2=0.19MPa-1,属中低压缩性土。
        拟建场地土自重湿陷系数均小于0.015,按《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004)的规定,拟建场地属非自重湿陷性黄土场地。
2、车库基础方案
        项目地下一层标高为-5.65m,车库框架柱跨度为8.1m×8.1m,顶板覆土为1.3m,以14轴交D轴的柱下基础作分析,柱下荷载为2286KN。
        方案一:独立基础


表1 独立基础配筋表
方案二:灌注桩+承台
采用单柱单桩的布置形式,单桩承载力为3300KN。

表2 基础方案对比
结论:通过表2得知,独立基础方案成本仅为灌注桩方案的29%,而且独立基础方案在工期和施工难度上具有较大的优势,因此选择独立基础方案。
3、高层部分地基基础方案(以6#楼为例)
        6#为一栋23层的高层住宅建筑,基底面积约381m2,剪力墙结构,总荷载为209030KN,单位面积荷载较大。
        方案一:采用CFG+大筏板方案
        CFG桩桩径为400mm,正方形布桩,间距为1.5m,如下图所示。桩身混凝土强度等级为C25。经处理后的复合地基承载力特征值(fspk)不小于450kPa,6#CFG桩布置图如下图所示,总布置CFG桩280根。CFG桩平面布置图和桩身剖面详图见下图:

                     

图5   6#楼CFG桩平面布置图
方案二:采用灌注桩+承台方案
灌注桩大样和配筋见下图:
 
图6  钻孔钻详图(抗压)    



图7 6#楼灌注桩平面布置图

6#楼基础成本比较

表4 6#楼基础方案对比表
        结论:通过上面的对比表得知,CFG桩方案成本远低于桩基础。而且CFG桩方案在工期和施工难度上具有较大的优势,因此选择CFG桩。
4、多层部分地基基础方案(以26#楼为例)
        26#楼为六层住宅,基底面积约254m2,剪力墙结构,总荷载为40180KN,单位面积荷载不大。采用换填方案和CFG桩处理方案进行比较:
        方案一:换填处理
        基础底做1500mm厚3:7灰土垫层,压实系数0.97,垫层顶面每边超出基础底边不小于2000mm。处理后的地基承载力不小于250kPa。


图8 26#楼基础平面布置图
方案二:CFG桩复合地基
        CFG桩间距为2m,处理后的地基承载力不小于250kPa。CFG桩平面布置图和桩身剖面详图见下图:

 
                     

图10 26#楼CFG桩平面布置图

表5 26#楼基础方案对比表
        结论:其中两种方案筏板厚度及配筋相同,通过上面的对比表得知,换填方案成本仅为CFG桩处理方案的28.7%,而且换填方案在工期和施工难度上具有较大的优势,因此选择换填方案。
5、结束语
        决定一个项目工期长短,很大部分取决于地基工程的施工。因此,选择合理的桩基方案特别重要。该项目结合实际工程和场地地质条件,通过三个部份进行对比,合理的选定方案。通过上述分析不难得出,选择合理方案,可降低物力、财力的投入,降低资源的消耗。设计师应考虑多种因素,如土质土层分布、施工水平、现场周边情况、工期要求及经济指标等从结构设计的基本概念出发,结合工程经验,进行基础方案的选择,方案选择时,一般考虑的地基方案顺序为:天然地基-地基处理-桩基础。本项目的基础设计只是冰山一角,放眼各类建筑,有待进一步的研究和探讨。
参考文献
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