基礎的牢靠對于建築物的安全來說是最關鍵的一環,所謂基礎不牢地動山搖,所以基礎的選型對于一個項目至關重要。基礎的設計需要考慮地基土的承載力,基礎埋深及基礎的自身的承載力。下面我們就工業廠房的基礎各種形式從經濟性、穩定性、施工便利性進行比較。
基礎的分類從埋深來分類可分為淺基礎及樁基礎,其中淺基礎按受力特點又可分為:獨立基礎,條形基礎,筏闆基礎。樁基礎按受力樁型特點又可分為:摩擦型樁及端承型樁。市面上用的較多的樁型為預應力管樁(PC),鑽孔灌注鑽,及人工挖孔樁三種;對于廠房基礎來說,由于廠房自重輕,沉降要求略低等特點,在地基土承載力較高,吊車噸位較低的情況下,基礎的選擇上優選淺基礎;根據廠房的排架結構受力特點優先獨立基礎(圖1),獨立基礎估價120~170元/m2.
當廠房吊車噸位較大,工作級别較高,地基土承載力難以滿足吊車沉降要求或者地基土承載力較深時,廠房基礎就需采用樁基礎或對地基土進行地基處理(注:地基處理相對于淺基礎而言即對淺基礎下方的地基土進行處理,處理方式包括置換強夯,換填墊層,CFG複合樁,水泥攪拌樁等工藝)。由于地下地基土并不均勻,根據業内經驗,當地基需要處理範圍小于1/3建築範圍時,工程費用從小到大為:
獨立基礎<地基處理<樁基礎
當地基需要處理範圍大于1/3建築範圍時,工程費用從小到大為:
獨立基礎<樁基礎<地基處理
從基礎的穩定性從小到大為:
獨立基礎≤地基處理<樁基礎
從施工的便攜性從簡到難為:
獨立基礎<樁基礎<地基處理
綜上所述無論從費用,穩定性及施工便攜性等角度獨立基礎都有無可厚非的優勢;但獨立基礎隻有在地基土持力層較淺(不超過5m),承載力較高(不小于110kpa)的情況下才能發揮出作用。當地基土不滿足上述條件,獨立基礎無法滿足沉降及承載力要求時,就需要增加成本考慮樁基礎或地基處理,下面我們常用的靜壓管樁(預制樁),灌注樁,CFG樁複合地基處理這三個常見樁型就行經濟分析比較。
靜壓管樁:利用抱壓設備或頂壓設備将預制管樁通過抱壓力或頂壓力将樁沉入預定的标高或達到預定的終壓值的施工方法。
灌注樁系是指在工程現場通過機械鑽孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔并在其内放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁,依照成孔方法不同灌注樁又可分為沉管灌注樁、鑽孔灌注樁和挖孔灌注樁等幾類。
CFG 樁又稱水泥粉煤灰碎石樁。水泥粉煤灰碎石樁法:由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成高黏結強度樁并由樁、樁間土和褥墊一起組成複合地基的地基處理方法。
我們根據對比工業廠區一個5層辦公樓項目,分别對于樁徑500的管樁,樁徑600的灌注樁及樁徑400的CFG樁從造價,工期,施工便捷性,對周邊的影響進行對比。由于邊幅有限這篇文章我們先直接給出結論,對比過程會在後續文章中闡述。
樁型 |
基礎總造價(元/m2) |
單樁承載力(KN) |
樁徑(mm) |
每KN造價(元) |
工期(天) |
質量保證 |
安全 |
說明 |
管樁 |
73.58 |
2200 |
500 |
1.85 |
10 |
穩定可靠 |
影響較小 |
總造價包含承台梁及承台,CFG樁地基處理包含淺基礎價格 |
灌注樁 |
106.75 |
2150 |
600 |
3.71 |
25 |
穩定可靠 |
影響較小 | |
CFG樁 |
83.61 |
590 |
500 |
2.16 |
20 |
浮動大 |
影響較大 |
對比上述表格可知管樁從經濟性,安全性及施工的方便性均具有優勢,并以得到業内的認可。CFG樁經濟性高于灌注樁,但由于成樁工藝較為繁瑣,穩定性略低于灌注樁。如現場采用CFG樁需要在保證質量的前提下投入更多的技術力量。
除了上述樁型,對于土質不好的場地,還有許多中方法進行地基處理,其中具體代表性的有如下幾種:
- 強夯
優點:具有施工程序及裝備簡單、适用面廣、節省材料(鋼、木材、水泥)等,易于掌握、快速、經濟、效果顯著等優點。單從經濟效果比較,強夯法處理地基費用比樁基便宜2~4倍。
缺點:對于場地要求較嚴格,土質中大塊石及建築垃圾較多時效果較差。地下水位較高時,容易夯成橡皮土,對周邊建築物影響較大。
- 換填墊層:将達不到要求的持力層的土質換成穩定性較好的土質(級配碎石、毛石、粗砂等)。
優點:具有施工程序及裝備簡單、易于掌握、工期較快。
缺點:經濟性較差。
結論:工業廠區項目的基礎針對不同地質情況需要選擇不同的基礎形式,不同的基礎形式又會直接影響造價及工期,地質好的場地優先選擇獨立基礎,地質情況略差的場地且回填土以素填土為主,空闊地帶可采用強夯的地基處理方案;如采用樁基礎形式可優先選用預制管樁。遇到地質情況複雜的項目可進行專項方案對比,從中選擇最優基礎形式。
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