软土地区城镇安置房成本控制探讨

徐 阳

(中铁第五勘察设计院集团有限公司 北京 102600)

1 前言

随着城镇化建设步伐不断加快，我国鼓励农民自建住房，实现农村工业化、城镇化和农业现代化[1]。健全保障性住房制度、扩大保障性安居住房有效供给[2]，成为建筑行业助力国家发展的重要方式之一。而城镇化进程的推进，离不开铁路等基础设施的建设，铁路沿线拆迁安置的项目也就越来越多。如何在确保安全的情况下，建造经济的安置房，成为结构设计人员应该首先考虑的问题。本文重点对软土地基基础选型进行分析，地上部分结构优化及比较仅做简单介绍。

2 项目概况及工程地质条件

2.1 项目简介

本项目为苏北某城镇铁路沿线拆迁安置项目，镇政府统一建设，但因为拆迁安置费用有限，需严格控制建造成本。设计全过程公开透明、及时公示，严格按照安全、适用、经济[3]的原则进行设计，在满足规范和住户适用要求的大前提下，保质保量地提供出优秀设计产品。该项目为地上局部三层的双拼小洋房设计，项目设计能够充分融入地方建筑的特点，结构形式简单，具备一定的可复制性。具体项目首层平面及剖面见图1～图2。

图1 项目首层平面

图2 项目剖面

2.2 地勘资料

根据该项目地勘报告，项目拟建场地大部分为软土区，其上部的正常沉积土层由于受河流切割作用而遭到完全破坏，并淤积了很厚的淤泥土，土的物理力学性质较差。拟建物均为三层框架结构，因淤泥层为高压缩性土且不均，局部含有机质，如采用天然地基，易引起建筑物的不均匀沉降，建议采用地基处理或桩基础，以土层③粉土、⑥粉砂或⑨黏土为桩端持力层。地下含水层为①素填土、②淤泥、②-1淤泥质粉质黏土夹薄层粉土、③粉土层，水位在自然地面下0.0～0.5 m且随季节而变化。土层主要参数及桩基设计参数见表1，典型剖面见图3。

表1 地基土承载力及桩基设计参数

续表1

图3 土层典型剖面

3 软土地基处理方案对比分析

从地勘报告资料分析，对于楼层较少的简单项目，原则上可以对比考虑天然地基或换填方案、地勘报告建议的搅拌桩和桩基方案、预制方桩及预应力管桩等方案。对应不同的地基处理方案，还需对比与之对应的建筑基础方案，只有将以上两部分结合起来综合考虑，才能够准确控制地下部分的建造成本。

3.1 不同地基基础方案技术可行性分析

(1)天然地基方案

从三层建筑的荷载大小判断，如果整个建筑采用筏板基础承载力可以满足要求，但因为下部有较厚的淤泥层，且淤泥层的分布和厚度不均匀，会存在总沉降量偏大且部分楼栋存在不均匀沉降出现楼体倾斜的情况，因此不宜采用。

如果项目规模足够大，且工期安排能有足够的时间预留，采用提前预压的方式也可以进行地基处理。本工程因为方案设计通过后很快就需要开工，且项目规模不是很大，因此不具备此方案实施的条件。

(2)换填方案

如果采取大面积换土，地上的基础可以尝试柱下条基或局部筏板。经过计算复核发现，因下部软弱下卧层承载力太低，置换效果不理想，而且同样存在整体沉降量大和不均匀沉降造成裂缝、倾斜的问题，初步测算的费用比整体筏板基础更高。同时因为淤泥质土层会流动，施工开挖时还需要辅助降水或拌土等方式，成本和风险更加不可控。因此该方案不可采用。

(3)水泥土搅拌桩

水泥土搅拌桩为地勘报告建议的处理方式之一，存在一定合理性，可以采用。但由于本工程场地土中有流塑状淤泥，且含有机质成分，采用水泥土搅拌桩加固地基存在一定的风险性，在无工程经验的地区使用时，必须通过现场和室内试验确定其适用性[4]。因为有机质含量高会导致成桩质量得不到有效控制，易使最终复合地基承载力的施工检测结果离散性大，且搅拌桩需要等待水泥土的凝固周期(28 d后方可检测)，整体工期偏长。另外施工质量的不确定性还会导致不均匀性沉降。综合项目整体考虑，本工程不建议采用深层搅拌桩加固地基，即使选择此方案也建议在淤泥层小于5 m的范围采用。

为了控制成本，地基处理尽量集中在柱下范围，从而降低基础承台的材料用量，具体布置见图4。

图4 水泥土搅拌桩平面布置(单位:mm)

(4)预制方桩

采用300×300 mm预制方桩，桩数少、承台尺寸小，综合造价低，施工工期短，质量也有保证，主要建筑材料均为提前预制、提前采购，也和建筑产业化的发展相吻合。图5为预制方桩的平面布置图。根据地勘报告，本项目淤泥土层较为深厚，导致整体设计桩长较长，平均桩长均在25 m左右。

图5 预制方桩平面布置(单位:mm)

(5)预应力管桩

本项目可以采用直径400 mm的空心预应力管桩，其布置与预制方桩的布置类似，也同时具备预制方桩的特点。预应力管桩混凝土用量少，同时采用高强度钢筋替代了传统预制方桩中的钢筋，节约了钢筋用量。管桩的吊装、运输、连接都有比较明确的优势，但400 mm直径的管桩会导致承台尺寸比预制方桩稍大，成本略高。

3.2 不同地基基础处理方案经济性对比

结合项目实施阶段的实际造价，对上述多种地基基础方案进行经济性对比(见表2)。

表2 不同地基基础处理方案经济性对比

通过对比可知，在确保建筑安全可靠的前提下，预制桩方案相对有明显的经济优势。综合技术和经济两个方面的结论，应优先选择预制桩方案。因各项目的差异性，项目具体实施时可以根据预制桩采购的工期和成本进行细化对比，选择最优方案。

另外，本项目因为场地条件较差，预制桩长都达到了25 m深左右，所以地基基础的造价占整个项目建设造价的比例偏高，如果遇到相对较好的地质条件，整体造价将会大幅降低。

3.3 地基基础对整个项目成本控制的影响分析

经初步测算，本项目仅地基基础费用一项占整楼土建造价的14%，如果项目土质条件好，可以采用天然地基，该部分的比例大约能降到5%以内。可见在软土地区地基基础费用占比非常重要，务必在项目投资前提前考虑清楚，如果在用地选择上能够避免不良地质也会产生较大的经济效益。

从本项目造价分析来看，项目实施前需要根据地质调研情况合理调整项目预算，避免出现投资估算不足等意外情况。

4 上部结构成本控制思路及常用措施

结构体系应根据建筑的抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件、地基及结构材料和施工等因素，经技术、经济和使用条件综合比较确定[5]。本文就项目方案设计和施工图设计两个阶段，总结出设计过程中的一些注意事项，以确保最终设计成果成本最优[6]。

4.1 方案设计阶段

(1)建筑方案尽量合理

建筑方案是否合理会对土建造价产生较大的影响，比如建筑平面长宽比不同，建筑结构的两个主轴之间有着不同的动力性能，而且受力也不尽相同，就会影响配筋的用量，从而影响工程造价[7]。因此在方案设计之初就需要结构设计人员提前介入，确保建筑功能和美观的前提下尽量保证结构平面布置的规整性。

(2)结构方案经济对比

建筑方案设计如果在不需要大开间、大空间的情况下，除了框架结构外砖混结构也应该进行结构方案比选，跨度合适时砖混方案会取得更加经济的效果。对室内空间布置复杂的结构方案，砖混无法实现时，异形柱框架、短肢剪力墙方案也可以与普通框架结构进行对比，从而实现更好的建筑效果[8]。

(3)选择合理的建筑层高

根据资料统计，层高每增加100 mm，建造成本增加0.3%～1%。增加或减少建筑物高度的同时也必须要考虑其水平荷载因素[9]，在高烈度区层高增加带来的水平荷载和不利影响会进一步加剧。所以在满足建筑功能需求的情况下应尽量控制合理的层高及净高，不能一味地追求高度。

4.2 施工图设计阶段

(1)选择高性能材料

在结构主材方面，应尽量采用高性能钢筋，以节约材料用量。高性能材料变相增加了结构的延性，会大幅降低建筑抗震设计中的投入，使工程造价得到合理控制[10]。比如采用HRB400级钢筋等方式降低用钢量、填充墙选择物美价廉的新型材料等。

(2)熟悉地方规范的特殊要求

比如江苏省《住宅工程质量通病控制标准》对阳台悬挑长度大于等于1.5 m时必须采用梁式结构、对楼板的上铁有采用抗裂钢筋的特殊要求[11]。如果在设计之初没有在成本测算中提前考虑地方规范的差异影响，势必会对项目初期的投资测算产生不利影响。

4.3 综合考虑施工等因素

结构优化是一项全方位的工作，不管是施工环境、施工材料、施工成本、施工周期、建筑工程的建设目的，还是建筑工程目前的设计方案、审美效果等都必须要有一个全面的衡量。经过衡量和优化工序的结构设计方案会更加凸显出成本的控制，由此节约更多不必要的成本开支[12]。

5 结束语

通过苏北铁路沿线软土地区的安置房项目，对比分析了不同基础形式在软土地区的技术适用性，并且通过经济对比得出以下结论:(1)在技术可行的前提下，天然地基的经济性明显优于地基处理和桩基础；(2)软土地区地基基础的造价占比明显高于土质较好的地区，务必在项目实施前充分考虑；(3)上部结构的成本控制，更倾向于精细化管理，从方案控制、施工图细节把控到实际管理、责任管理，要从每一个细节出发，才能够实现成本的最优管控。