不同樁基類型對工程造價的影響

李少東 LI Shao-dong

（深圳市特皓建設基礎工程有限公司，深圳 518000）

1 工程概況

擬建項目位于惠州市惠城區惠泰南路附近，惠南高新科技產業園南側。擬建建筑物輪廓線南側距已建民房約為13m，為已開挖邊坡底邊線約5m；西側為規劃用地；東側為淡水河；北側為小山包及高壓電線塔。占地面積40743.8m2，總建筑面積88189.33m2，其中計容建筑面積86620.55m2。擬建場地規劃建筑由1幢（2#）9層廠房和8幢（1#、3#～9#）4層廠房組成。6#、7#、9#樓擬采用天然基礎，1#、2#、3#、4#、5#、8#樓擬采用樁基礎。

2 地質條件

場地原始地形為山坡地貌，起伏變化較大，部分為回填場地。根據資料調查情況，場地自上而下地層依次為：

①人工填土：黃褐色、雜色，以黏性土、風化巖塊石為主，碎石粒徑約2～20cm，局部填石含量塊徑較大，塊徑25cm，硬雜質約占5%～45%，土質均勻性差，為新近填土，欠壓實；層厚0.30～10.20m。②粉質黏土：灰褐色、黃褐色，軟塑-可塑，具高壓縮性，局部含少量腐木，捻面光滑，稍有光澤，干強度及韌性中等，無搖振反應；層厚2.0～5.30m。③細砂：灰褐色，稍密，飽和，主要成分為石英，磨圓度較好，砂質較純，級配較差，含粉土、粉質黏土，局部含泥量較高；層厚3.20m。④粉質黏土：棕紅色、黃褐色，可塑-硬塑，為下伏基巖殘積層，捻面較光滑，無光澤，干強度及韌性較高，無搖振反應，遇水易軟化、崩解，層厚1.80～14.10m。⑤全風化泥質粉砂巖：紅棕色，巖芯呈土柱狀，結構基本破壞，遇水軟化，鉆進容易；巖石堅硬程度為極軟巖，巖體完整程度為極破碎，巖體基本質量等級為Ⅴ級。鉆探深度內未發現洞穴、臨空面、破碎帶及夾層破碎帶，層厚1.30～7.80m。⑥強風化泥質粉砂巖：紅棕色，原巖結構大部分破壞，礦物成分顯著變化，巖石風化裂隙很發育，巖體極破碎，巖芯呈土柱狀，干鉆不易鉆進；巖石堅硬程度為極軟巖，巖體完整程度為極破碎，由物理風化造成，巖體基本質量等級為Ⅴ級。鉆探深度內未發現洞穴、臨空面、破碎帶。揭露層厚2.40～28.10m。⑦中風化泥質粉砂巖：紅褐色、灰褐色，主要成分為長石、石英、泥質，裂隙較發育，鉆進速度慢，泥質結構，層狀構造，黏土物質膠結；巖芯呈塊狀、碎石狀，局部短柱狀，局部中風化破碎；本層取38個巖樣，其中取38個巖樣做天然抗壓試驗，巖石天然單軸抗壓強度標準值為13.80MPa；巖石堅硬程度為軟巖，巖體完整程度為破碎，巖體質量等級為Ⅴ類；鉆探深度內未發現洞穴、臨空面，出現夾層破碎帶，揭露層厚1.50～33.60m。

3 樁基礎設計方案

1#、2#、3#、4#、5#、8#樓樁基礎的類型在選擇上，設計院與建設單位存在較大的分歧。因地形較為復雜，山坡高低落差較大，設計院建議樁基礎采用旋挖成孔灌注樁。建設單位認為旋挖成孔灌注樁造價高，不利于節約投資成本。根據勘察報告，場地地質條件較好且建筑物大多為多層建筑，建議樁基礎采用預應力混凝土管樁PHCΦ500mm（壁厚125mm）AB型，然后通過試驗樁試驗，檢驗是否滿足設計要求。受建設單位委托，設計院出具了兩種不同的樁基礎初步方案，如表1、表2。

表1 旋挖成孔灌注樁設計方案

表2 預應力混凝土管樁設計方案

4 預應力混凝土管樁試驗樁方案

為保證工程質量、又能達到節約投資成本。建設單位建議施工2根預應力混凝土管樁進行試驗，通過檢測是否能滿足預應力混凝土管樁設計方案要求。

試驗樁工程樁型為摩擦端承型樁，采用預應力混凝土管樁PHCΦ500mm（壁厚125mm）AB型，有效樁長不少于8m，以強風化泥質粉砂巖為樁端持力層，要求入持力層深度不小于2m。樁錘選用50kN，落錘高度1.8m，最后30錘貫入度<30mm/10錘，單樁豎向承載力特征值1500kN。

根據勘察報告，由于土層較厚，傾斜角度大，需通過試驗樁確定樁承載力和穿透能力。試驗樁應采用錘擊沉樁，若承載力特征值不能滿足設計要求應及時通知設計院變更設計。當土層太厚無法成樁時，采用引孔方式施工。

試驗樁工程采用高應變法檢測承載力及樁身完整性。

試驗樁樁位選擇，選取兩個比較有代表性的點位檢驗引孔施工流程、可行性，并確定樁穿透能力和樁承載力。試驗樁點位一：位于2#廠房ZK39附近，回填土厚約9.8m，基本位于坡底，持力層標高較低。試驗樁點位二：位于3#廠房ZK54附近，回填土厚約5.3m，持力層坡度較陡，基本位于坡中部。

5 預應力混凝土管樁試驗樁施工

試驗樁工程采用錘擊方式施工，進場機械一臺環保液壓錘擊樁機（型號WHDD5T）、一臺長螺旋引孔鉆機（型號CFG24），一臺挖掘機（小松PC120）。施工前準備工作：人員及機械設備到位、清理平整好場地、機械安裝與保養、樁位測點、材料進場驗收；施工過程中，注意觀察沉樁貫入度，沉樁速度的快慢，做好施工記錄。引孔時，注意鉆進的難易性，做好時間記錄。施工情況介紹：2#樓ZK39號樁采用引孔，引孔深度19m，引孔時間約1小時，引孔完成后再進行管樁施工，配樁23m，實際入土深度為：16.9m，收錘時貫入度為10～16mm，符合設計要求。3#樓ZK54號樁沒有引孔，配樁20m，最后實際施工入土深度為：15.9m，收錘時貫入度為8～15mm，符合設計要求。

6 試驗樁檢測

樁基承載力驗證其目的是：通過檢測了解單樁豎向承載力是否能達到設計要求。單樁豎向承載力可以采用靜載試驗或者高應變法。因工期緊張，本試驗樁工程單樁承載力檢測采用高應變法，高應變法是指用重錘沖擊樁頂，實測樁頂附近或樁頂部的速度和力時程曲線，通過波動理論分析，對單樁豎向抗壓承載力和樁身完整性進行判定的檢測方法。

通過檢測：2#樓ZK39號樁樁端承載力1544kN，樁身完整，滿足單樁豎向承載力特征值1500kN設計要求；3#樓ZK54號樁樁端承載力1663kN，樁身完整，滿足單樁豎向承載力特征值1500kN設計要求。1#、2#、3#、4#、5#、8#樁基礎采用預應力混凝土管樁方案可行。

7 最終設計方案

1#、2#、3#、4#、5#、8#樁基礎采用預應力混凝土管樁，采用錘擊方式施工，最后30錘貫入度<30mm/10錘。根據工程勘察資料，本工程采用的管樁為摩擦端承型樁，樁端持力層為強風化泥質粉砂巖層。由于局部土層較厚、傾斜角度大，樁基施工需要進行引孔。根據試樁結果樁端進入強風化泥質粉砂巖層持力層不小于2.4～7.0m（詳見表3）。本工程樁基收錘標準需同時滿足三個條件：①樁端進入持力層深度不小于設計要求；②管樁需滿足最短設計樁長；③最后30錘貫入度<30mm/10錘。

表3 預應力混凝土管樁最終設計方案

8 不同樁基類型工程造價對比分析

設計方案施工圖預算費用編制方法：采用工程量清單計價模式，定額采用《廣東省房屋建筑與裝飾工程綜合定額（2018）》，費率文件執行惠州市建設工程造價管理站發布的現行文件，信息價采用2021年10月惠州市信息價，工程量按平均設計樁長計量。

旋挖成孔灌注樁設計方案施工圖預算費用約776.8萬元（詳見表4），包含旋挖樁成孔、混凝土澆灌、樁芯土方及泥漿外運、鋼筋籠制作安裝、鑿樁頭（含砼渣外運）、措施費、規費、稅金等費用。根據勘察報告，本工程中風化泥質粉砂巖，其巖石堅硬程度為軟巖。依據定額章節A.1.3樁基礎工程說明第十五點：鉆、沖孔樁、旋挖成孔灌注樁入巖增加費，極軟巖和軟巖不作入巖計算，故本設計方案施工圖預算費不計取入巖增加費。

表4 旋挖成孔灌注樁設計方案施工圖預算費用

預應力混凝土管樁最終設計方案施工圖預算費用約505.1萬元（詳見表5），包含預應力混凝土管樁（錘擊）、送樁、接樁、樁尖、截樁頭（含砼渣外運）、引孔（長螺旋鉆機）、措施費、規費、稅金等費用，不含試驗樁方案費用。

表5 預應力混凝土管樁最終設計方案施工圖預算費用

預應力混凝土管樁試驗樁方案施工單位中標價20萬元（固定總價包干）。預應力混凝土管樁最終設計方案與試樁方案總費用約525.1萬元，相比旋挖成孔灌注樁設計方案預算費用776.8萬元，節約投資費用251.7萬元。

旋挖成孔灌注樁設計方案預算費用776.8萬元，預應力混凝土管樁最終設計方案與試樁方案總費用約525.1萬元，按總建筑面積88189.33m2分析指標，樁基礎預算費用均攤到總建筑面積造價分別為88.08元/m2、59.54元/m2，預應力混凝土管樁設計方案相比旋挖成孔灌注樁設計方案降低造價28.54元/m2，有效降低總建筑面積每平方米的造價，節約投資費用。

9 結語

樁基礎類型的選擇應綜合考慮工程地質與水文地質條件、上部結構類型、使用功能、荷載特征、施工技術條件與環境，因地制宜，合理選擇樁型及施工工藝，在滿足工程質量的情況下，節約資源與投資。本工程在惠州市惠城區，惠州市管樁廠較多，離擬建項目地較近的管樁廠有羊城管樁、三和管樁、建華管樁等品牌家廠。無論是甲供材料或者乙供材料，對于管樁材料采購均有價格優勢，有利于節約材料成本。本工程樁基礎工程計劃工程60天，目標工期45天，實際工期43天。實際完成管樁工程量10130m，引孔工程量11182.00m。實際完成工程量與設計工程量基本相差不大。實際完成工程造價約430萬元，實際發生的費用相比施工圖預算降低約75萬元。樁基檢測采用靜載試驗、低應變法，最終靜載試驗單樁豎向承載力滿足設計要求，全部檢測合格。本工程的實例表明，雖然場地原始地形為山坡地貌，起伏變化較大，部分為回填場地。但根據勘察資料，地質條件較好，存在適合采用預應力混凝土管樁樁基礎的可能性。通過試驗樁試驗，驗證了預應力混凝土管樁樁基礎的可行性，有效節約了投資費用，縮短工期。