代建制下项目投资方房屋建筑基础决策讨论

万小波 廖雅倩

( 武汉智能装备工业技术研究院有限公司 湖北武汉 430075)



代建制下项目投资方房屋建筑基础决策讨论

万小波 廖雅倩

( 武汉智能装备工业技术研究院有限公司 湖北武汉 430075)

代建制下，非经营性政府投资项目投资方通常不直接参与建设项目的实际管理，而是由代建单位代理建设项目管理职责。采用武汉地区具有典型性复杂工程地质区房屋建筑基础选型实例，剖析基础选型中所需参考因素，选用因素分析法对项目拟采用基础方案进行量化论证，分析各参建单位在基础方案决策中发挥作用，明确投资方在建设项目中所起作用。研究表明，科学管理的项目投资方，应加强项目关键节点参与力度，侧重项目重大事项决策。

代建；基础；投资方；决策

0 前言

在非经营性政府投资项目[1]建设过程中，主要参建单位包含施工、监理、代建、设计、勘察等单位，因企业成本及运营需求，各参建单位通常在项目决策过程中观点均有其侧重点，被动工作现象较为普遍。代建方主要结合工程实际情况、投资方工程建设规划，做好项目决策及综合管理工作；施工方着重实际生产，在保证质量前提下，降低直接成本，提高建设效率；设计方主要确保施工图合理性、安全性。各参建单位均具备专业化人才队伍，科学化管理手段及丰富的实施经验。在建设工程实际实施过程中，各参建单位因企业成本及运营需求，通常在实际工作中具有侧重点，被动工作情况较为普遍，缺乏前瞻性。

而非经营性政府投资项目投资方大多为非工程类企业或事业单位，管理技术力量薄弱，直接参与力度低，但投资方作为资金供应与物业使用者，工程建设成功与否将直接影响投资方经济效益与使用质量。因此，投资方做好科学化管理显得至关重要。

1 项目概况

1.1 工程概况

所选工程案例为一工业房屋建筑，周边地势平坦，市政道路已形成，无其他在建项目，仅距5km处有一在建地铁工程，该地铁项目已完成地下水降水工作。建筑红线范围约占总建筑面积的23.26%，平面为E型结构，根据建筑顶面高度分A、B两区。A区地上为7层，层高均为3.9m，地下车库5.0m，车库上部庭院部分覆土1.0m。B区为单层结构，层高为12.75m，无地下车库。

根据设计方预期方案，考虑到建筑结构异型性，A区基础拟采用C25商品混凝土Φ1 200及Φ1 000钻孔灌注桩基础，承上依次分别为C40承台、C40基础梁、C40满堂基础，地下车库下覆C15垫层。B区采用Φ1 000钻孔灌注桩+独立基础，承上依次为C40基础梁及C15基础垫层。

1.2 工程地质条件

1.2.1基础地质条件

场地地势较为平坦，地面高程为31.60m～33.84m，地貌上属长江Ⅲ级阶地。根据项目勘察的野外钻探、原位测试及室内试验资料，在勘探深度71.50m范围内所分布的地层如下：表层分布有素填土(Qml)，部分地段存在淤泥质粉质粘土(Ql)，其下依次为第四系全新统冲积成因的(Q4al)粘性土、上更新统冲洪积成因的(Q3al+pl)粘性土及残积成因的(Qel)红粘土及含砾粘性土，下伏基岩较复杂，主要有二叠系(P1g)灰岩及硅质岩、志留系(S2f)泥质粉砂岩及安山岩，受区域性近东西向逆冲压扭性断层影响，工区在灰岩与泥质粉砂岩平面交接处出现挤压破碎带。场区基岩分布见图1。

1.2.2 工区工程地质初步评价

结合拟建工程场地实际情况及工程特点，对场地地基土的工程特性评价如下：

(1-1)层素填土，为新近填土，堆填时间在3年之内，结构松散，土质不均，强度低，工程性能差。

(1-2)层淤泥质粉质粘土，软～流塑状态，高压缩性，土质差，土质不均，强度低，工程性能差。

(2)层粉质粘土，可塑状态(局部偏软)，中偏高压缩性，强度一般，工程性能一般。

(3)层粉质粘土，硬塑状态，中偏低压缩性，强度较高，工程性能较好，可作为拟建部分独立地下室的天然地基持力层使用。

(4-1)层粘土，可塑(局部偏硬)状态，中压缩性，强度一般，工程性能一般，属于(3)层之相对软弱下卧层。

(4-2)层红粘土，可塑～软塑状态，中偏高压缩性，强度一般，工程性能一般，属于(3)、(4-1)层之相对软弱下卧层。

(5)层含砾粘性土，中密～密实状态，低压缩性，强度较高，工程性能较高，可作为拟建建筑物桩基持力层。

(6)层硅质岩，该层属坚硬岩，岩体较破碎，岩体基本质量等级为III级。强度高，工程性能好，部分地段厚度较大，可作为拟建建筑物桩基持力层。

(7)层灰岩，该层属较硬岩，岩体较完整，岩体基本质量等级为III级。强度高，工程性能好，部分地段厚度较大，可作为拟建建筑物桩基持力层。

(8-1)层强风化泥质粉砂岩，强度一般，工程性能一般，厚度不均。

(8-2)层中风化泥质粉砂岩，该层属极软岩，岩体较完整，岩体基本质量等级为V级。强度较高，工程性能较好，可作为拟建建筑物的桩基持力层。

(9)层中风化安山岩，该层属极软岩，岩体较完整，岩体基本质量等级为V级。强度较高，工程性能较好，可作为拟建建筑物的桩基持力层。

勘察揭露(7)层发育有溶洞，共有23个孔钻入可溶岩层，其中有8个勘探孔中见溶洞，见洞率为34.78%，个别孔有多个溶洞发育，各孔填充物主要为块状灰岩、粉砂岩及膏岩层，属岩溶强发育地段。

1.2.3 地下水条件

场地地下水类型主要有3类。一类为赋存于(1-1)素填土层中的上层滞水，该层主要受大气降水、生产、生活排放水等地表水体渗透补给，水位、水量随季节变化，在丰水季节及地表水体渗透补给充分时有一定水量，无统一水位，水量一般可疏干。勘察期间测得稳定水位埋深为0.4m～3.5m，对应标高为28.10m～32.88m。二类为赋存于下部(5)层与上部粘性土接触带中的层间水，勘察时测得层间水位埋深为17.9m，对应的绝对标高为15.5m，水头较低，对基础施工基本无影响，上层滞水和层间水因粘性土阻隔而无水力联系。三类为赋存于下部可溶性岩中的岩溶裂隙水，个别地段有一定水量，但整体水量都不大，无统一水位，与上层滞水和地表水无水力联系，对该工程影响较小。

2 建筑基础形式比选过程

建筑基础形式确定中，主要由设计单位确定基础形式，代建单位批准并报业主单位确认，项目基础形式确定的技术参数主要来源于建筑结构设计及地质勘查揭示情况。在代建制[2]下，代建单位、设计单位在基础形式确定过程中，均有其考量侧重点。结合工程地质数据，设计初步方案确定的钻孔灌注桩存在实施分险，业主单位需寻求最优方案。

2.1 基础选型影响因素

2.1.1建筑结构安全

在取得勘察详细报告后，设计方计划仍采用钻孔灌注桩基础方案，理由是钻孔灌注桩能最大程度上保证工程质量。质量是建筑的生命，结构安全尤为重要。缺乏了质量保证的建筑工程，本身就无法通过验收投入使用，同时也存在安全隐患，造成的后果是致命性的。在国内所出现的工程案件中，绝大部分涉及工程质量，材料合格性、施工过程管理、设计合理性等都对工程结构安全有直接影响。其中材料、施工过程管理很大程度上取决于施工、监理、代建等单位，而设计是否合理取决于勘察数据的准确性、设计方案的可靠性。

对于房屋建筑来说，基础承载了全部建筑荷载，其结构的稳定性直接影响建筑体的稳定性。基础承载力满足不了上覆荷载、基础发生不均匀沉降[3]或沉降较大都可能造成整个建筑出现质量隐患甚至质量事故。因此，在基础选型过程中必须严格对结构安全充分论证。

2.1.2 经济

非经营性政府投资建设工程实施目的在于寻求投资方经济或实现社会效益。在实际建设过程中，降低建设成本，提高建设产出比具有重要意义。建设工程投资成本中，建筑施工费用占总投资额比例的75%～85%。非经营性建筑体的经济效益主要通过流转使用产生，很难通过建筑体本身实现，因此控制好建设成本是投资方重点关注问题。

建筑体基础按结构形式分为独立钻孔灌注桩基础、筏板基础、条形基础、箱型基础、井格式基础等。不同基础形式施工工艺，所需材料类型、耗量均不同，成本上差别较大。据不完全统计，基础直接工程费及间接费用支出约占项目投资额比例的15%～20%。桩基础直接造价为筏板基础的1.2～2.0倍，是箱型基础的1.5～2.5倍，如因存在不良地质条件需要进行地基处理的，额外增加的投资额约为3%～10%不等。

2.1.3 技术

随着工程技术日益成熟，房屋建筑基础形式呈现多元化和工艺成熟化。常见的房屋建筑基础形式按构造可分为桩基础、片筏基础、独立基础、箱型基础、条形基础等。当前国内施工工艺均可保证上述基础形式的实施，其中对于中高层或高层建筑较多采用桩型基础，桩基础最大优点是能够保证房屋承载力，技术发展成熟，施工作业队伍能很好吃透设计意图，克服不均匀沉降隐患，但需见统一持力层，造价偏高。在当前施工工艺发展比较成熟的环境背景下，结合建筑结构特性和工程地质条件，应充分对结构安全、经济、进度进行论证，选择最优化基础形式。

2.1.4 进度

不论非营利投资项目还是盈利性投资项目，作为投资者，建筑体早日投入使用生产并实现资本回收，对投资人发展及社会经济建设均有重要意义。在各项工作决策阶段，建设方采用何种实施方案及合理统筹科学管理，对工程实施进度具有较大意义。桩基础因作用于基岩持力层，即使浅层地质人为扰动或地下水含量丰富，也可不需进行基础处理[4]，但由于其施工强度，可能在钻孔过程中破坏脆性岩层，地下不可控因素较多，对于工期要求准确性不高，进度难以保证。

2.2 基础分析与评价

2.2.1勘察结果导向分析

结合工程地质情况及拟建建筑物荷重情况、基础埋深、±0.00标高及地层埋藏条件，分别对建筑物的地基基础型式及持力层选择进行评价。

A区荷载较大，基底座落于(2)、(3)、(4-1)、(4-2)层，采用天然地基难以满足设计要求，建议采用桩基，桩型可采用钻(冲)孔灌注桩，以(5)、(6)、(7)、(8-2)或(9)层作为桩基持力层。

B区基底大多座落于(1-1)层素填土中，部分座落于(1-2)层淤泥质粉质粘土，采用天然地基难以满足设计要求，建议采用桩基，桩型可采用钻(冲)孔灌注桩，以(5)、(6)、(7)、(8-2)或(9)层作为桩基持力层。

A区北部地下车库入口处，可优先考虑采用天然地基，基础型式可采用独立柱基，以(3)层作为天然地基持力层，部分持力层埋置较深部分地段可适当加大基础埋深或进行超挖换填处理。若经安全、技术、经济对比，不宜选择天然地基时，可采用桩基。采用桩基时，桩型可采用钻(冲)孔灌注桩，以 (7)层作为桩基持力层。

2.1.2 桩基础可行性分析

根据工程地质条件，局部(3)、(4-1)、(4-2)、(5)层中含有硬物质，(5)层局部地段有孤石分布，对成桩会造成一定困难。工区填土层较厚，结构松散，场平阶段未进行有效压实，工区0m～15m深度范围内大部分为粘土层，局部地层可见砂砾堆积物，桩基施工过程中存在坍孔风险。

(1)建设区基岩分布平面图1显示，园区基岩变化较大，同时赋存灰岩、硅质岩、破碎带及中风化安山岩，呈板状分布，主要以灰岩为主。基岩岩性、赋存深度及层厚变化较大，不具有统一持力层，施工难度较大。同时破碎带有效钻孔至70.0m仍未见基底，根据现有勘察资料，破碎带及强风化岩层区域无法确定桩基统一持力层。

(2)灰岩分布区溶洞发育，见洞率为34.78%，个别孔有多个溶洞发育，填充物主要为塑-流质泥岩夹灰岩碎块，施工中容易出现超灌和地质沉降灾害。且灰岩为脆性岩，在钻孔及桩基施工中，较大概率造成灰岩二次破坏。

(3)场区地层除二叠纪灰岩外，主要赋存志留纪安山岩、新近纪泥岩及第四纪残积物，地层缺失较大，为逆冲断裂构造，形成破碎带，因此可推断构造变化大。本次勘察布孔间距20m，勘察资料无法确定桩基实际深度，需进行超前钻，将增加投资额约1.0%～2.0%。

2.1.3 桩基础评价

建筑结构形式为异型，A区中柱设计荷载值为12 000kN，B区中柱设计荷载值为4 000kN，A区与B区荷载值差别显著，而场区主要地层为第四纪残积物及非原生地层，可能诱发不均匀沉降现象。采用桩基础能有效增加建筑物的强度及刚度，利用降低整体沉降值来分散不均匀沉降造成的风险，保证建筑结构体安全性。但根据2.1.2节分析，桩基础存在施工难度大，施工工序复杂，造价成本高、工期较长等隐患，且A区基础设计[5]埋深5.4m，建筑标高28.2m，属于低层房屋建筑，可通过设置施工缝，A、B区选用不同基础形式以满足不同荷载要求。综上所述，投资方可要求代建方与各参建单位对基础方案论证，为投资方提供最优方案，有效保证项目的经济、技术、进度，控制建设成本。

3 基础选型论证

3.1 筏板+独立基础

针对2.1.2中对桩基础的可行性分析，投资方要求代建方会同勘察方及设计方对基础方案，在充分考察经济、安全、技术、进度等方面进行论证，结合工程地质和建筑结构特点，选用筏板+独立桩基础。

A区采用石灰桩地基处理加筏板基础，B区采用石灰桩和CFG桩多桩型复合地基[6]加独立承台。其中石灰桩采用沉管成孔法，CFG桩采用长螺旋成孔法，石灰桩主要对红黏土层进行处理，CFG桩结构形式见图2。

3.2 经济性分析

工程量的不确定性，会导致成本控制存在严重风险，更为施工方做出不平衡报价提供了可操作空间。筏板+独立基础能明确工程量，石灰桩地基处理作用于(4-2)红黏土层后，将有效改善土质工程物理性能，提高稳定性。根据勘察资料，设计方能基本确定地基处理范围，为进一步准确石灰桩地基处理范围，可结合设计方提供的地基处理范围线进行布孔补勘，孔间距由原来20m调整为10m。随着钻孔深度增加，基础造价也会呈现几何级增长，而石灰桩桩深6m，CFG桩桩深12m，所有施工钻孔深度均在13m范围内， 且桩径较小(石灰桩桩径350mm，CFG桩377mm)，基础成本控制较好。

3.3 技术性分析

3.3.1持力层确定

筏板基础将有效分散基础荷载值，B区建筑高度约为12m，承载力要求较低，可选(4-2)红黏土作为持力层。经过石灰桩处理，根据石灰桩膨胀效应、石灰吸水性及水硬性，红黏土塑性及流动性将大大减小，膨胀的石灰对红黏土产生强劲的压实性，使之达到设计承载力要求。

3.3.2 技术可行性分析

经改良后的筏板+独立基础属于浅基础，筏板及承台均可采用模板支护灌混凝土形式实现，施工难度低。石灰桩及CFG桩成孔方法，因其孔深较浅，且均在土层钻孔，较桩基方案在深层基岩中成孔难度较低。A区+0.00以下为地下车库，筏板基础顶面与地下室地板面结合，地下室施工需进行基坑开挖，为筏板基础提供了施工作业面。

3.3.3 不均匀沉降

建筑结构为异型，具有不均匀受力特点，土层厚度大、塑性强，非原状土埋深2m～6m，土质松散，未做强夯处理及有效沉降，且各土层厚度变化大，地下水丰富，建筑完工后容易出现不均匀沉降，易存在建筑物倾斜及楼面、墙面开裂等质量隐患。建筑顶面最高28.2m，属于非高层建筑，为解决上述问题，采用石灰桩地基处理+抗浮锚杆[7]，利用石灰桩增强地基形成统一持力层原理，抗浮锚杆结构为Φ25HRB400钢筋锚杆+C30细石混凝土灌浆，锚杆长度11m，刺穿石灰桩层，使改良地基与下伏弱分化岩形成整体，有效提高持力层均一性和强度。

3.4 桩基础与筏板+独立基础对比分析

根据以上分析结果，筏板+独立桩较桩基具有一定优势，见表1。但在实际项目投资中，且不可生搬硬套，不应片面追求经济效益而忽视了建筑安全性，一般高层建筑应以桩基为主。

表1 项目钻孔灌注桩基础与筏板+独立基础经济技术对比表

4 结语

在非经营性政府投资房屋建筑开发过程中，投资方参与包含了项目立项、规划、设计、招标、施工、竣工结算、备案、投入使用等全过程，但因建设单位管理职能由代建单位代理实施，投资方从建设参与者身份脱离出来，转变为决策者及监督者。通过对某房屋建筑基础选型分析，提出对投资人的几点意见。

(1)加强代建单位管理。代建单位是建设单位代理人，补充建设人专业知识及人员配备不足。但代建单位为盈利性企业，其行为均由被代理人承担。投资人应加强对代建单位管理，提高代建单位项目管理人员整体素质，不定期评价其进度、质量、成本控制情况，对招投标、设计、结算等关键性环节严格把控。

(2)做好初步勘查工作。建筑体实施均建立在特定地块，地下地质情况复杂性及不可见性，对项目成本、工期及开发技术难度存在不同程度影响。投资方作为项目主要决策者，在项目选址时，需充分对拟建地块周边工程勘察资料进行研究，同时可预先进行初步勘察，大致探明地下地层岩性、地下水赋存、地质构造等情况，避免选择基岩局部变化大、地层起伏大、岩溶地貌、断裂、褶皱等地质情况恶劣地块。

(3)提高项目参与意识。当前工程项目各项技术工作均有专业技术机构承担，尤其是代建制和监理制的逐步建立，促使很多投资方做起了“甩手掌柜”，但须知各参建方在项目开发建设中均会以自身经济效益作为考量的主要因素。投资方须以主人翁心态参与项目从立项到备案全过程管理，担任好“决策者”与“监管者”的角色，才能不断提高工程质量，降低工程造价。

(4)建立EVA评价体系。投资人实际参与力度有限，借鉴挣得值分析思想，要求各参建单位提交进度计划、成果质量目标、成本投资计划等。按工作节点细化工作内容，要求代建单位定期对项目推进情况进行总结，对比分析计划值与实际值，制定纠偏措施。

[1] 王英缨,张世尧.政府投资项目代建制浅析[J].宁波工程学院学报, 2007(03).

[2] 桂兴刚.工程项目代建制有关问题的思考[J].发展研究, 2009(03).

[3] 许一相,张宗博.某宿舍楼沉降事故的原因分析与锚杆静压桩托换[J].施工技术, 2008(S2).

[4] 李燕,张祥.浅淡厂房地基基础处理技术[J].黑龙江科技信息,2012(27).

[5] 余晓阳.房屋建筑结构设计中基础设计探讨[J].江西建材,2016(03).

[6] 葛忻声,龚晓南,张先明.长短桩复合地基有限元分析及设计计算方法探讨[J].建筑结构学报.2003(04).

[7] 孙美云.锚杆静压桩在桩基加固中的应用[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

万小波(1990.7- ),男,助理工程师。

E-mail:645142861@qq.com

2016-08-05

TU71

A

1004-6135(2016)11-0091-05