代建制下項目投資方房屋建筑基礎決策討論

萬小波 廖雅倩

( 武漢智能裝備工業技術研究院有限公司 湖北武漢 430075)

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代建制下項目投資方房屋建筑基礎決策討論

萬小波 廖雅倩

( 武漢智能裝備工業技術研究院有限公司 湖北武漢 430075)

代建制下，非經營性政府投資項目投資方通常不直接參與建設項目的實際管理，而是由代建單位代理建設項目管理職責。采用武漢地區具有典型性復雜工程地質區房屋建筑基礎選型實例，剖析基礎選型中所需參考因素，選用因素分析法對項目擬采用基礎方案進行量化論證，分析各參建單位在基礎方案決策中發揮作用，明確投資方在建設項目中所起作用。研究表明，科學管理的項目投資方，應加強項目關鍵節點參與力度，側重項目重大事項決策。

代建；基礎；投資方；決策

0 前言

在非經營性政府投資項目[1]建設過程中，主要參建單位包含施工、監理、代建、設計、勘察等單位，因企業成本及運營需求，各參建單位通常在項目決策過程中觀點均有其側重點，被動工作現象較為普遍。代建方主要結合工程實際情況、投資方工程建設規劃，做好項目決策及綜合管理工作；施工方著重實際生產，在保證質量前提下，降低直接成本，提高建設效率；設計方主要確保施工圖合理性、安全性。各參建單位均具備專業化人才隊伍，科學化管理手段及豐富的實施經驗。在建設工程實際實施過程中，各參建單位因企業成本及運營需求，通常在實際工作中具有側重點，被動工作情況較為普遍，缺乏前瞻性。

而非經營性政府投資項目投資方大多為非工程類企業或事業單位，管理技術力量薄弱，直接參與力度低，但投資方作為資金供應與物業使用者，工程建設成功與否將直接影響投資方經濟效益與使用質量。因此，投資方做好科學化管理顯得至關重要。

1 項目概況

1.1 工程概況

所選工程案例為一工業房屋建筑，周邊地勢平坦，市政道路已形成，無其他在建項目，僅距5km處有一在建地鐵工程，該地鐵項目已完成地下水降水工作。建筑紅線范圍約占總建筑面積的23.26%，平面為E型結構，根據建筑頂面高度分A、B兩區。A區地上為7層，層高均為3.9m，地下車庫5.0m，車庫上部庭院部分覆土1.0m。B區為單層結構，層高為12.75m，無地下車庫。

根據設計方預期方案，考慮到建筑結構異型性，A區基礎擬采用C25商品混凝土Φ1 200及Φ1 000鉆孔灌注樁基礎，承上依次分別為C40承臺、C40基礎梁、C40滿堂基礎，地下車庫下覆C15墊層。B區采用Φ1 000鉆孔灌注樁+獨立基礎，承上依次為C40基礎梁及C15基礎墊層。

1.2 工程地質條件

1.2.1基礎地質條件

場地地勢較為平坦，地面高程為31.60m～33.84m，地貌上屬長江Ⅲ級階地。根據項目勘察的野外鉆探、原位測試及室內試驗資料，在勘探深度71.50m范圍內所分布的地層如下：表層分布有素填土(Qml)，部分地段存在淤泥質粉質粘土(Ql)，其下依次為第四系全新統沖積成因的(Q4al)粘性土、上更新統沖洪積成因的(Q3al+pl)粘性土及殘積成因的(Qel)紅粘土及含礫粘性土，下伏基巖較復雜，主要有二疊系(P1g)灰巖及硅質巖、志留系(S2f)泥質粉砂巖及安山巖，受區域性近東西向逆沖壓扭性斷層影響，工區在灰巖與泥質粉砂巖平面交接處出現擠壓破碎帶。場區基巖分布見圖1。

1.2.2 工區工程地質初步評價

結合擬建工程場地實際情況及工程特點，對場地地基土的工程特性評價如下：

(1-1)層素填土，為新近填土，堆填時間在3年之內，結構松散，土質不均，強度低，工程性能差。

(1-2)層淤泥質粉質粘土，軟～流塑狀態，高壓縮性，土質差，土質不均，強度低，工程性能差。

(2)層粉質粘土，可塑狀態(局部偏軟)，中偏高壓縮性，強度一般，工程性能一般。

(3)層粉質粘土，硬塑狀態，中偏低壓縮性，強度較高，工程性能較好，可作為擬建部分獨立地下室的天然地基持力層使用。

(4-1)層粘土，可塑(局部偏硬)狀態，中壓縮性，強度一般，工程性能一般，屬于(3)層之相對軟弱下臥層。

(4-2)層紅粘土，可塑～軟塑狀態，中偏高壓縮性，強度一般，工程性能一般，屬于(3)、(4-1)層之相對軟弱下臥層。

(5)層含礫粘性土，中密～密實狀態，低壓縮性，強度較高，工程性能較高，可作為擬建建筑物樁基持力層。

(6)層硅質巖，該層屬堅硬巖，巖體較破碎，巖體基本質量等級為III級。強度高，工程性能好，部分地段厚度較大，可作為擬建建筑物樁基持力層。

(7)層灰巖，該層屬較硬巖，巖體較完整，巖體基本質量等級為III級。強度高，工程性能好，部分地段厚度較大，可作為擬建建筑物樁基持力層。

(8-1)層強風化泥質粉砂巖，強度一般，工程性能一般，厚度不均。

(8-2)層中風化泥質粉砂巖，該層屬極軟巖，巖體較完整，巖體基本質量等級為V級。強度較高，工程性能較好，可作為擬建建筑物的樁基持力層。

(9)層中風化安山巖，該層屬極軟巖，巖體較完整，巖體基本質量等級為V級。強度較高，工程性能較好，可作為擬建建筑物的樁基持力層。

勘察揭露(7)層發育有溶洞，共有23個孔鉆入可溶巖層，其中有8個勘探孔中見溶洞，見洞率為34.78%，個別孔有多個溶洞發育，各孔填充物主要為塊狀灰巖、粉砂巖及膏巖層，屬巖溶強發育地段。

1.2.3 地下水條件

場地地下水類型主要有3類。一類為賦存于(1-1)素填土層中的上層滯水，該層主要受大氣降水、生產、生活排放水等地表水體滲透補給，水位、水量隨季節變化，在豐水季節及地表水體滲透補給充分時有一定水量，無統一水位，水量一般可疏干。勘察期間測得穩定水位埋深為0.4m～3.5m，對應標高為28.10m～32.88m。二類為賦存于下部(5)層與上部粘性土接觸帶中的層間水，勘察時測得層間水位埋深為17.9m，對應的絕對標高為15.5m，水頭較低，對基礎施工基本無影響，上層滯水和層間水因粘性土阻隔而無水力聯系。三類為賦存于下部可溶性巖中的巖溶裂隙水，個別地段有一定水量，但整體水量都不大，無統一水位，與上層滯水和地表水無水力聯系，對該工程影響較小。

2 建筑基礎形式比選過程

建筑基礎形式確定中，主要由設計單位確定基礎形式，代建單位批準并報業主單位確認，項目基礎形式確定的技術參數主要來源于建筑結構設計及地質勘查揭示情況。在代建制[2]下，代建單位、設計單位在基礎形式確定過程中，均有其考量側重點。結合工程地質數據，設計初步方案確定的鉆孔灌注樁存在實施分險，業主單位需尋求最優方案。

2.1 基礎選型影響因素

2.1.1建筑結構安全

在取得勘察詳細報告后，設計方計劃仍采用鉆孔灌注樁基礎方案，理由是鉆孔灌注樁能最大程度上保證工程質量。質量是建筑的生命，結構安全尤為重要。缺乏了質量保證的建筑工程，本身就無法通過驗收投入使用，同時也存在安全隱患，造成的后果是致命性的。在國內所出現的工程案件中，絕大部分涉及工程質量，材料合格性、施工過程管理、設計合理性等都對工程結構安全有直接影響。其中材料、施工過程管理很大程度上取決于施工、監理、代建等單位，而設計是否合理取決于勘察數據的準確性、設計方案的可靠性。

對于房屋建筑來說，基礎承載了全部建筑荷載，其結構的穩定性直接影響建筑體的穩定性。基礎承載力滿足不了上覆荷載、基礎發生不均勻沉降[3]或沉降較大都可能造成整個建筑出現質量隱患甚至質量事故。因此，在基礎選型過程中必須嚴格對結構安全充分論證。

2.1.2 經濟

非經營性政府投資建設工程實施目的在于尋求投資方經濟或實現社會效益。在實際建設過程中，降低建設成本，提高建設產出比具有重要意義。建設工程投資成本中，建筑施工費用占總投資額比例的75%～85%。非經營性建筑體的經濟效益主要通過流轉使用產生，很難通過建筑體本身實現，因此控制好建設成本是投資方重點關注問題。

建筑體基礎按結構形式分為獨立鉆孔灌注樁基礎、筏板基礎、條形基礎、箱型基礎、井格式基礎等。不同基礎形式施工工藝，所需材料類型、耗量均不同，成本上差別較大。據不完全統計，基礎直接工程費及間接費用支出約占項目投資額比例的15%～20%。樁基礎直接造價為筏板基礎的1.2～2.0倍，是箱型基礎的1.5～2.5倍，如因存在不良地質條件需要進行地基處理的，額外增加的投資額約為3%～10%不等。

2.1.3 技術

隨著工程技術日益成熟，房屋建筑基礎形式呈現多元化和工藝成熟化。常見的房屋建筑基礎形式按構造可分為樁基礎、片筏基礎、獨立基礎、箱型基礎、條形基礎等。當前國內施工工藝均可保證上述基礎形式的實施，其中對于中高層或高層建筑較多采用樁型基礎，樁基礎最大優點是能夠保證房屋承載力，技術發展成熟，施工作業隊伍能很好吃透設計意圖，克服不均勻沉降隱患，但需見統一持力層，造價偏高。在當前施工工藝發展比較成熟的環境背景下，結合建筑結構特性和工程地質條件，應充分對結構安全、經濟、進度進行論證，選擇最優化基礎形式。

2.1.4 進度

不論非營利投資項目還是盈利性投資項目，作為投資者，建筑體早日投入使用生產并實現資本回收，對投資人發展及社會經濟建設均有重要意義。在各項工作決策階段，建設方采用何種實施方案及合理統籌科學管理，對工程實施進度具有較大意義。樁基礎因作用于基巖持力層，即使淺層地質人為擾動或地下水含量豐富，也可不需進行基礎處理[4]，但由于其施工強度，可能在鉆孔過程中破壞脆性巖層，地下不可控因素較多，對于工期要求準確性不高，進度難以保證。

2.2 基礎分析與評價

2.2.1勘察結果導向分析

結合工程地質情況及擬建建筑物荷重情況、基礎埋深、±0.00標高及地層埋藏條件，分別對建筑物的地基基礎型式及持力層選擇進行評價。

A區荷載較大，基底座落于(2)、(3)、(4-1)、(4-2)層，采用天然地基難以滿足設計要求，建議采用樁基，樁型可采用鉆(沖)孔灌注樁，以(5)、(6)、(7)、(8-2)或(9)層作為樁基持力層。

B區基底大多座落于(1-1)層素填土中，部分座落于(1-2)層淤泥質粉質粘土，采用天然地基難以滿足設計要求，建議采用樁基，樁型可采用鉆(沖)孔灌注樁，以(5)、(6)、(7)、(8-2)或(9)層作為樁基持力層。

A區北部地下車庫入口處，可優先考慮采用天然地基，基礎型式可采用獨立柱基，以(3)層作為天然地基持力層，部分持力層埋置較深部分地段可適當加大基礎埋深或進行超挖換填處理。若經安全、技術、經濟對比，不宜選擇天然地基時，可采用樁基。采用樁基時，樁型可采用鉆(沖)孔灌注樁，以 (7)層作為樁基持力層。

2.1.2 樁基礎可行性分析

根據工程地質條件，局部(3)、(4-1)、(4-2)、(5)層中含有硬物質，(5)層局部地段有孤石分布，對成樁會造成一定困難。工區填土層較厚，結構松散，場平階段未進行有效壓實，工區0m～15m深度范圍內大部分為粘土層，局部地層可見砂礫堆積物，樁基施工過程中存在坍孔風險。

(1)建設區基巖分布平面圖1顯示，園區基巖變化較大，同時賦存灰巖、硅質巖、破碎帶及中風化安山巖，呈板狀分布，主要以灰巖為主。基巖巖性、賦存深度及層厚變化較大，不具有統一持力層，施工難度較大。同時破碎帶有效鉆孔至70.0m仍未見基底，根據現有勘察資料，破碎帶及強風化巖層區域無法確定樁基統一持力層。

(2)灰巖分布區溶洞發育，見洞率為34.78%，個別孔有多個溶洞發育，填充物主要為塑-流質泥巖夾灰巖碎塊，施工中容易出現超灌和地質沉降災害。且灰巖為脆性巖，在鉆孔及樁基施工中，較大概率造成灰巖二次破壞。

(3)場區地層除二疊紀灰巖外，主要賦存志留紀安山巖、新近紀泥巖及第四紀殘積物，地層缺失較大，為逆沖斷裂構造，形成破碎帶，因此可推斷構造變化大。本次勘察布孔間距20m，勘察資料無法確定樁基實際深度，需進行超前鉆，將增加投資額約1.0%～2.0%。

2.1.3 樁基礎評價

建筑結構形式為異型，A區中柱設計荷載值為12 000kN，B區中柱設計荷載值為4 000kN，A區與B區荷載值差別顯著，而場區主要地層為第四紀殘積物及非原生地層，可能誘發不均勻沉降現象。采用樁基礎能有效增加建筑物的強度及剛度，利用降低整體沉降值來分散不均勻沉降造成的風險，保證建筑結構體安全性。但根據2.1.2節分析，樁基礎存在施工難度大，施工工序復雜，造價成本高、工期較長等隱患，且A區基礎設計[5]埋深5.4m，建筑標高28.2m，屬于低層房屋建筑，可通過設置施工縫，A、B區選用不同基礎形式以滿足不同荷載要求。綜上所述，投資方可要求代建方與各參建單位對基礎方案論證，為投資方提供最優方案，有效保證項目的經濟、技術、進度，控制建設成本。

3 基礎選型論證

3.1 筏板+獨立基礎

針對2.1.2中對樁基礎的可行性分析，投資方要求代建方會同勘察方及設計方對基礎方案，在充分考察經濟、安全、技術、進度等方面進行論證，結合工程地質和建筑結構特點，選用筏板+獨立樁基礎。

A區采用石灰樁地基處理加筏板基礎，B區采用石灰樁和CFG樁多樁型復合地基[6]加獨立承臺。其中石灰樁采用沉管成孔法，CFG樁采用長螺旋成孔法，石灰樁主要對紅黏土層進行處理，CFG樁結構形式見圖2。

3.2 經濟性分析

工程量的不確定性，會導致成本控制存在嚴重風險，更為施工方做出不平衡報價提供了可操作空間。筏板+獨立基礎能明確工程量，石灰樁地基處理作用于(4-2)紅黏土層后，將有效改善土質工程物理性能，提高穩定性。根據勘察資料，設計方能基本確定地基處理范圍，為進一步準確石灰樁地基處理范圍，可結合設計方提供的地基處理范圍線進行布孔補勘，孔間距由原來20m調整為10m。隨著鉆孔深度增加，基礎造價也會呈現幾何級增長，而石灰樁樁深6m，CFG樁樁深12m，所有施工鉆孔深度均在13m范圍內， 且樁徑較小(石灰樁樁徑350mm，CFG樁377mm)，基礎成本控制較好。

3.3 技術性分析

3.3.1持力層確定

筏板基礎將有效分散基礎荷載值，B區建筑高度約為12m，承載力要求較低，可選(4-2)紅黏土作為持力層。經過石灰樁處理，根據石灰樁膨脹效應、石灰吸水性及水硬性，紅黏土塑性及流動性將大大減小，膨脹的石灰對紅黏土產生強勁的壓實性，使之達到設計承載力要求。

3.3.2 技術可行性分析

經改良后的筏板+獨立基礎屬于淺基礎，筏板及承臺均可采用模板支護灌混凝土形式實現，施工難度低。石灰樁及CFG樁成孔方法，因其孔深較淺，且均在土層鉆孔，較樁基方案在深層基巖中成孔難度較低。A區+0.00以下為地下車庫，筏板基礎頂面與地下室地板面結合，地下室施工需進行基坑開挖，為筏板基礎提供了施工作業面。

3.3.3 不均勻沉降

建筑結構為異型，具有不均勻受力特點，土層厚度大、塑性強，非原狀土埋深2m～6m，土質松散，未做強夯處理及有效沉降，且各土層厚度變化大，地下水豐富，建筑完工后容易出現不均勻沉降，易存在建筑物傾斜及樓面、墻面開裂等質量隱患。建筑頂面最高28.2m，屬于非高層建筑，為解決上述問題，采用石灰樁地基處理+抗浮錨桿[7]，利用石灰樁增強地基形成統一持力層原理，抗浮錨桿結構為Φ25HRB400鋼筋錨桿+C30細石混凝土灌漿，錨桿長度11m，刺穿石灰樁層，使改良地基與下伏弱分化巖形成整體，有效提高持力層均一性和強度。

3.4 樁基礎與筏板+獨立基礎對比分析

根據以上分析結果，筏板+獨立樁較樁基具有一定優勢，見表1。但在實際項目投資中，且不可生搬硬套，不應片面追求經濟效益而忽視了建筑安全性，一般高層建筑應以樁基為主。

表1 項目鉆孔灌注樁基礎與筏板+獨立基礎經濟技術對比表

4 結語

在非經營性政府投資房屋建筑開發過程中，投資方參與包含了項目立項、規劃、設計、招標、施工、竣工結算、備案、投入使用等全過程，但因建設單位管理職能由代建單位代理實施，投資方從建設參與者身份脫離出來，轉變為決策者及監督者。通過對某房屋建筑基礎選型分析，提出對投資人的幾點意見。

(1)加強代建單位管理。代建單位是建設單位代理人，補充建設人專業知識及人員配備不足。但代建單位為盈利性企業，其行為均由被代理人承擔。投資人應加強對代建單位管理，提高代建單位項目管理人員整體素質，不定期評價其進度、質量、成本控制情況，對招投標、設計、結算等關鍵性環節嚴格把控。

(2)做好初步勘查工作。建筑體實施均建立在特定地塊，地下地質情況復雜性及不可見性，對項目成本、工期及開發技術難度存在不同程度影響。投資方作為項目主要決策者，在項目選址時，需充分對擬建地塊周邊工程勘察資料進行研究，同時可預先進行初步勘察，大致探明地下地層巖性、地下水賦存、地質構造等情況，避免選擇基巖局部變化大、地層起伏大、巖溶地貌、斷裂、褶皺等地質情況惡劣地塊。

(3)提高項目參與意識。當前工程項目各項技術工作均有專業技術機構承擔，尤其是代建制和監理制的逐步建立，促使很多投資方做起了“甩手掌柜”，但須知各參建方在項目開發建設中均會以自身經濟效益作為考量的主要因素。投資方須以主人翁心態參與項目從立項到備案全過程管理，擔任好“決策者”與“監管者”的角色，才能不斷提高工程質量，降低工程造價。

(4)建立EVA評價體系。投資人實際參與力度有限，借鑒掙得值分析思想，要求各參建單位提交進度計劃、成果質量目標、成本投資計劃等。按工作節點細化工作內容，要求代建單位定期對項目推進情況進行總結，對比分析計劃值與實際值，制定糾偏措施。

[1] 王英纓,張世堯.政府投資項目代建制淺析[J].寧波工程學院學報, 2007(03).

[2] 桂興剛.工程項目代建制有關問題的思考[J].發展研究, 2009(03).

[3] 許一相,張宗博.某宿舍樓沉降事故的原因分析與錨桿靜壓樁托換[J].施工技術, 2008(S2).

[4] 李燕,張祥.淺淡廠房地基基礎處理技術[J].黑龍江科技信息,2012(27).

[5] 余曉陽.房屋建筑結構設計中基礎設計探討[J].江西建材,2016(03).

[6] 葛忻聲,龔曉南,張先明.長短樁復合地基有限元分析及設計計算方法探討[J].建筑結構學報.2003(04).

[7] 孫美云.錨桿靜壓樁在樁基加固中的應用[J].水利科技, 2010(03).

The Project Investor Housing Construction Decisions Based on the Agent System

WANXiaoboLIAOYaqian

( Wuhan Intelligent Equipment Industrial Institute Co.,Ltd. Wuhan 430075 )

Based on the Agent System, uncommercial government project investors usually do not directly involved in the management of construction projects, But agency by the construction unit for the construction project management responsibilities.Using the building foundation type selection in typical complex engineering geology in wuhan area as an example, analyze the basic required reference factors in the selection, select factor analysis for the quantitative reasoning of based scheme for the project, analyzing the role play for the project decision-making of various contractors , clear the role played by the investors in the construction project,prove the project investor should strengthen the key nodes to participate in the project, focusing on the major issues of the project decision-making stage.

Agent-construction;Foundation;Investor;Demonstration

萬小波(1990.7- ),男,助理工程師。

E-mail:645142861@qq.com

2016-08-05

TU71

A

1004-6135(2016)11-0091-05