基于成本控制理论的高层住宅筏形基础设计分析研究


     基于成本控制理论的高层住宅筏形基础设计分析研究 摘 要 针对在土质松软地区的高层住宅建筑的筏形基础专项设计部分,一般分为平板式筏形基础和肋梁式筏形基础两类基础形式,首先通多大量查阅资料,了解两类基础的设计理论,然后联系实际工作,本人曾参与过其中的基础建设部分,由此产生了比较平板式与肋梁式两类筏形基础那种更具优势这个疑问,带着疑问撰写了本文,并以实际经历的项目作为案例支撑,最后立足于成本控制理论,综合成本分析工程建设中各类成本控制因素,从而得出平板式筏形基础对于高层住宅建筑而言更适用。 关键词:平板式筏形基础 肋梁式筏形基础 成本分析 Abstract For the special design part of raft foundation for high-rise residential buildings in soft soil areas, it is generally divided into two types of foundation forms: flat raft foundation and rib beam raft foundation. Theory, and then connect with the actual work, I have participated in the infrastructure construction part of it, which has raised the question of comparing the two types of raft foundations with flat and rib beams, which has more advantages. The actual experience of the project as a case support, and finally based on cost control theory, comprehensive cost analysis of various cost control factors in engineering construction, so as to conclude that the flat raft foundation is more suitable for high-rise residential buildings. Keywords: Flat Raft Foundation Beam-slab Raft Foundation Cost Analysis 目 录 第一章 绪论 1 1.1 研究的背景 1 1.2 研究的意义和目的 1 1.3 国内外的研究现状 2 1.4 研究的方法 3 1.5 技术路线 3 本章小结 4 第二章 筏形基础 5 2.1 平板式筏形基础设计理论 5 2.2 肋梁式筏形基础设计理论 6 本章小结 6 第三章 案例分析 7 3.1 工程概况 7 3.2 肋梁式筏形基础研究分析 8 3.3 平板式筏形基础研究分析 10 本章小结 11 第四章 工程成本分析 12 4.1 工程成本控制理论 12 4.2 平板式——肋梁式两类筏板基础成本分析 12 本章小结 13 第五章 结论与展望 14 5.1 结论 14 5.2 展望 14 参考文献 15 致 谢 16 附 件: 17 第一章 绪论 1.1 研究的背景 自古以来,百姓的衣食住行就是考量一个国家国力的标准,中国经济的快速增长伴随着人们生活质量的不断提高,在满足衣食温饱之后就该为住行所考虑,住房问题成了绝大多数人头疼的问题,担心质量,担心安全,担心便利,最最担心房子价格。这一系列问题彻底促进了房地产市场的崛起,越来越多的投资商、开发商参与进来,其中高层住宅是如今热卖的焦点,也是文章切入的要点。自20世纪80年代起,高层住宅建筑进入了快速发展的新阶段,结构体系日渐完整,建筑形式日渐优化,从简单的起居到讲究居住的便捷、舒适、美观等等。高层住宅建筑一般由上部结构、基础、地基组成,地基与基础受到的纵向荷载较大,水平方向会受到风和地震波影响,所以人们对基础部分的各项指标也愈发严格,以确保整个地基基础有着良好的沉降控制能力和足够的抗倾斜能力。我们的基础的形式也多种多样,从简单的独立基础、条形基础、箱型基础,到各类筏型基础;平板式筏形基础,肋梁式筏型基础,其中又分板筏和桩筏,这些个基础形式作用各有千秋,共同的为我们的生活保驾护航。人们在探索的过程中不断进步,于实践的进程里不断成长,相信在未来,基础建设将朝着更好的方向发展。 1.2 研究的意义和目的 身处于日新月异的高速时代,我国经济在蓬勃发展的同时,有限的土地资源便显得极为稀缺,高层住宅建筑逐渐成为了这个时代的主流,它受到人们青睐的原因有很多,主要原因就是在人口高度密集的城市,高昂的土地价格和有限土地面积限制了人们的买地建房欲望,更多的会选择去买商品房。从竹篱茅舍,月照孤村三两家的庭院式住宅演变到如今的社区公寓式的高层住宅建筑群,在为人们提供舒适住宿环境的同时也为社区居民们营造了一个和谐美好的大家庭。高层住宅建筑作为大城市的主力军,既能很好的提高土地利用率又能给予人们空间的高度灵活性,在建设布局和城市规划中能一定限度的改善城市面貌,而筏型基础作为高层建筑的常用基础形式之一,更是被广泛运用到各种建筑中去,筏型基础(Raft Foundation)又称筏基,作为基础类型的一个大类,又有平板式和肋梁式两种作小划分。当我们的上部结构主体荷载较大,而土地质量等级不达标,单纯的条形或独立基础无法支撑建筑主体荷载的时候,我们就该选用筏形基础,筏形基础顾名思义,就是将柱下基础或墙等连接在一起,然后通过一整块板连接在一起,使整个建筑主体荷载作用在这整个板上,进而减小基础表面压强,更有效的提高地基承载能力,既控制了不均匀沉降又提高了建筑物的整体性。 工程建筑行业在快速发展的同时,有限的资源成了掣肘行业发展的门槛,高昂的人工价,材料价、机具价,成了众开发商、建筑商必须面对的难关,在质量达标的前提条件下就需要去考虑成本的控制。而地基基础作为一栋建筑物的根本所在,也同样讲究质量与造价,而本文研究的方面则是比较平板式和肋梁式两种筏型基础形式的优劣,从设计理念着手,阐述两类基础的构造异同与实效作用,然后立足于工程建设的成本控制阶段,总结各类因素,综合分析两类基础对于高层住宅建筑而言哪种更具优势。 1.3 国内外的研究现状 1.3.1 国外的研究现状 在国外,也同样有着相关筏形基础的研究,J.A. Knappett 在 《Influence of foundation type on seismic response of low-rise structures in liquefiable soil》【1】一文中指出筏型基础对比条形基础而言具有更好的稳定性。 1.3.2 国内的研究现状 在国内也有着诸多对于筏形基础的相关研究,西安工业大学王小平在他的《地基基础与上部结构的共同作用机理分析》【2】一文中表示可以通过改变筏板厚度来减少地基的沉降同时也有利于降低成本;再有,重庆大学刘金洋对桩筏基础与上部结构共同作用的分析研究表明【3】,当中柱轴力随变形模量增加而增加时,边缘柱子轴力则随之减小,因此在设计地基基础与上部结构时,要考虑到二者的一个协调性;而兰州理工大学罗小博对陇东大厚度黄土地区超高层结构桩筏基础沉降规律研究分析中表示【4】,土壤土质对基础的沉降是有一定影响的,但影响的程度不大;筏形基础的稳定性体在于地基土的沉降上,北京建筑大学崔周勋在他的《基于某高层建筑桩筏基础的沉降分析》【5】文章中通过PMPK计算结果与实际结果作对比 ,在忽略土体回弹的前提下,筏板沉降主要呈现中部沉降值最大,边缘其次,筏板脚点初沉降最小:而湖北工业大学陈璟则指出合理的桩筏基础设计方案应当充分发挥桩基的承载能力【6】,又要令桩土参与到桩基的工作中来,通过改变桩长和桩距布置桩基,可以明显减少基础差异沉降和筏板受弯矩的影响;石家庄铁道大学张忠想的对复杂地质的研究分析表明【7】,在复杂的地质条件下建筑设计筏形基础,首先要对地基土做充足的承载力分析,其次还有对筏板的刚度检验,确保能够承受上部结构的荷载;当浇混凝土筏板的时候,吉林大学彭丹阳对筏板基础大体积混凝土项目施工质量控制上提出【8】,要抓好混凝土施工的四个阶段,分别是质量控制的计划阶段、实施阶段、检查阶段、改进阶段,确保混凝土的质量得到有效控制;安徽理工大学许莹,针对浇筑筏基混凝土的过程中温度裂缝的产生这个问题上指出水泥水化热是大体积混凝土产生温度裂缝的主要原因【9】;安徽建筑大学谈红军指出在高层建筑筏形基础大体积混凝土浇筑过程中容易产生温度裂缝【10】,而避免温度裂缝产生,要在场地控温上下足功夫,实时监测场地温度, 并通过合理的养护手段达到温度控制的效果。 1.4 研究的方法 文章应用了以下的研究方法:1.文献分析方法:根据课题需要在网络上收集各类相关文献资料,对资料进行归类整理,分门别类,剖析出文章需要的他人研究成果,进而分析总结,从而明确自己的研究方向和切入点,从基础理论知识到各类前沿科技。2.通过建立相关模型对比分析两类基础形式在施工工期,设备材料量上的差异,然后进行成本对比分析,研究到哪种基础形式更具优势。3.案例分析法:通过选取广州市增城区中新镇老旧小区旧改项目为文章案例,以此案例来深入研究分析,进而证明文章的论点,最后从案例的论证中得出相应成果结论。 1.5 技术路线 明确论点:对于高层住宅建筑,平板式筏形基础与肋梁式筏形基础孰优孰劣 介绍两类基础形式的设计理论 根据案例项目,构建施工模型,导出工程量、材料量、工期表 工程成本的对比分析 结论与展望 本章小结 本章主要介绍了文章的写作背景:一个高层住宅建筑发展的快速时代,无数的开发商、建筑商为之趋之若鹜,而基础建设作为其中的重中之重,进而衍生出了各种各样的基础形式,在这种百家争鸣的情况下,筏形基础形式以其较高的整体性和稳定性脱颖而出,成为了当下最具应用前景的基础形式。接着交代了文章的研究意义与目的,简洁的讲述了在经济快速发展的当下,筏板基础成了高层住宅建筑的重要组成部分,在修建筏板基础时,可以选择平板式或者肋梁式,由此就牵引出文章的论点:平板式筏型基础与肋梁式筏形基础两种基础形式孰优孰劣。接着介绍了文章主要用到的研究方法,有文献分析法,案例分析法,比较分析法等,最后再以广州市增城区中新镇老旧小区旧改项目作为案例,通过对两种基础形式建模,从工程量、材料量、施工工期进行成本对比分析,进而得出相关结论。 第二章 筏形基础 2.1 平板式筏形基础设计理论 项目期初首先就应该明确项目基础的设计等级接着项目基础形式的确定则由地质勘探结果决定,一个工程的地质情况决定了选用哪类基础形式,当确定了基础形式,就可以开始着手准备设计。1.地基承载力计算:首先是明确岩土的计算参数,多由负责地质勘探的部门提供,形如地基土层承载力特征值fak、fa、γ、γm和各类地基承载力修正系数等等,清楚这些后,就是对地基承载力的计算:建筑物总重(含地下室和基础板重)/基础底板面积=基础底面各处平均压力值Pk,接着通过各土层参数计算地基土承载力fa,当求出来的fa乘上相关修正系数后仍大于建筑物的平均压力值Pk,则地基承载力满足要求。2.地基变形计算,通过查阅当地相关建筑资料,通过对本地区不同建筑物进行压板试验并计算出符合实际情况的变形模量E,然后根据各土层参数计算各土层的沉降量s,地基最终沉降量为各土层沉降量的累加,算出来的沉降量《建筑地基基础设计规范》中的规范区间作对比,一般以200mm以下即符合本项目筏板基础设计要求。 在具体设计过程中,值得注意的是:1.建筑物重心与筏形基础重心应尽量的重合在一起,进而再明确筏板基础的尺寸和形状。如果需要设置悬挑基础板时,则需要降低基础筏板受弯距变形的影响,横向挑出不大于1m,纵向挑出不大于0.6m。2.设计基础埋深时,要注意地下水位,当水位较高的时候,可以减小基础底板深度。当选用自然地基的时候,基坑降水期不应少于一个星期,以确保土质足够干燥,符合施工要求。3.底板厚度通过抗剪强度和冲切强度试验算出,板厚不宜小于300mm。当作用在筏板上的柱墙荷载较大,容易对筏板产生较大的弯矩,在设计时就应该考虑适当增加柱帽数量或局部增加板厚。4.混凝土强度等级不应低于C25,注意是否有抗渗需要,大体积混凝土养护,场地控温是关键,当浇筑基础底板完成后,一定要注意施工现场的控温,减少温度裂缝的产生。5.筏板配筋除了满足计算要求之外,还应该满足构造钢筋配置要求,当板厚大于300mm时,采用双层配筋,配筋率(钢筋的敷设面积与构件的有效面积之比)不应小于1.5%,此外悬挑板脚处还应设有附加钢筋加固,钢筋尺寸方面,受力筋不宜小于8mm,分布筋取8-10mm为合适,钢筋间距一般100mm-200mm,不宜太疏,要使钢筋更好的发挥抗弯的性能。6.严格遵守设计规范,一切改动都要有理可依,不想当然,不胡编乱造。创新要站在前人的肩膀上,不可闭门造车,每一次的创新,都应该伴随千百次的实验,要对得起工程人的身份,不拿建筑安全开玩笑。 图1 基础式样(图片来源于网络) 2.2 肋梁式筏形基础设计理论 与平板式筏形基础相类似,区别在于是否有敷设基础联系梁,当建筑物柱间距较大,容易对板形成一个较大的弯矩,这时候就应该在柱间设置基础梁或者加强板,一般来说,基础梁作用效果比加强板要好,所以一般遇到这种情况,就会选择肋梁式作为筏型基础形式,而不是选择单一的平板式。 肋梁式与平板式在设计过程中的有着一定差异:1.由于肋梁式筏形基础需要设置基础垫层,所以基础埋深有所增加,一般是要挖到持力层。2.基础梁的敷设,梁截面不宜太大,一般宽高取400-600mm为宜,主次梁搭接的地方注意要在主梁上设有加强筋,如果图纸没有特别说明,那就不需要设置。3.底板的配筋,一般也是由基底净反力实验计算出。一般钢筋直径不小于12mm,钢筋间距150-250mm为宜,配筋率须大于0.015。4.基础梁的浇筑需要在基础底板浇筑完之后再进行施工,不可同时浇筑,一是影响了结构稳定性,两是使基础底板受力不均匀,容易产生不均匀沉降,钢筋容易发生变形,为此基础梁和板得分开浇筑,同时留有施工缝,保证底板受力均匀。 本章小结 本章主要讲述了两类筏形基础形式的设计理论,平板式筏型基础由柱-板组成,而肋梁式筏形基础由柱-梁-板组成,有点像倒盖楼。2者设计之初都要进行地基承载力的计算与地基沉降的分析,然后根据地质勘探报告上的参数,设计底板厚度,然后绑扎钢筋,最后浇筑养护,关键是要控温,防止水泥水化热产生严重的温度裂缝。而肋梁式筏型基础,则还需要在底板上部设置基础梁,用于解决柱间距较大,底板受力不均匀等情况。 第三章 案例分析 3.1 工程概况 3.1.1 项目介绍 增城区中新镇中新村项目 项目用地总面积:16998.62㎡ 项目规划建设用地面积:16208.50㎡ 项目建筑总面积:66582.7㎡ 论文选用二号楼基础建设作为案例,地上15层,地下一层,建筑总面积15000㎡,建筑高度52.2m剪力墙结构。建设所在地区抗震设防烈度6度,剪力墙抗震等级为四级,施工场地级别III类。 图2.项目现场 图3.项目现场 3.1.1 地质勘探报告参数 通过地质勘探报告结果显示,土层自上而下依次为:第一层杂质土:结构松散,湿,呈黄褐色,主要成分包括粉质粘土、石块组成,有0.40~3.52m厚,平均厚度为1.82m;第二层粉质粘土:软塑,较湿,呈黄褐色,夹带有少量碎石沙砾,有2.88~6.52m厚,平均厚度为4.85,土层埋深为:1.65~5.88m,平均贯击数16.5击,地基土承载力特征值fak=185kPa,γ=17.5kN/m³,φ=16°,c=27.1,E0=21.7MPa;第二层粘土:硬塑,粘性好,微湿,呈黄褐色,土质均匀,有4.00~12.33m厚,平均厚度为6.34m,土层埋深为4.87~9.83m,平均贯击数为19.5击,地基土承载力特征值fak=198KPa,E0=28.8MPa;第三层粘土:可塑,湿,呈黄褐色,含少量灰岩碎屑,有1.97~8.55m厚,平均厚度为5.51m,土层埋深10.81~19.00m,平均贯击数为16击,地基土承载力特征值fak=170Kpa,E0=26.5MPa;第四层微风化灰岩:灰色,层状隐晶质结构,岩质坚硬缜密,厚度为5.87~20.87m,平均厚度10.71m,建议地基土承载力特征值fak=10850Kpa。 在工程项目施工范围内,粉质粘土、粘土层渗透性差,属隔水层,项目周边地下水位深度1.50-2.51m. 表1,地质情况表 土层名称及编号 颜色及组成成分 土层厚度/m 土层平均厚度/m 埋深/m 平均贯击数 土地承载力特征值/kPa ①杂质土 黄褐色,粉质粘土、石块 0.40-3.52 1.82 / / / ②-1粉质粘土 黄褐色,带有少量砾石 2.88-6.52 4.85 1.65-5.88 16.5 185 ②-2粘土 黄褐色,土质均匀 4.00-9.83 6.34 4.87-9.83 19.5 198 ③粘土 黄褐色,含少量灰岩碎屑 1.97-8.55 5.51 10.81-19.00 16 170 ④微风化灰岩 灰色,层状隐晶质结构 5.87-20.87 10.71 / / 10850 3.1.2 地基承载力计算 基础底面处的平均压力标准值:Pk=建筑物总重(215859kN)/基础底板面积(21m×61m)=169kN/㎡。由于能力有限,就直接从公司设计部咨询得地基承载力fa≈300,该fa大于我们计算出的基础底面平均压力值,所以满足设计要求。 3.2 肋梁式筏形基础研究分析 3.2.1 基础概况 施工原设计为肋梁式筏形基础,基础埋深6m,基础混凝土强度C30,钢筋采用HRB400,上下两层,双层双向布置C22@150,箍筋采用HRB235四肢箍。筏板厚度为1500mm,电梯井等局部板厚1800mm。 图4.肋梁式筏形基础 3.2.1 施工工艺流程 ①基坑开挖:按照施工图测量放线,然后进行土方开挖,为保持地基土的结构稳定,必须有预留,在开挖至接近基底20~40cm处采用人工挖土的形式,基坑开挖应连续进行,如果途遇大雨或者其他情况,则不应直接挖到基底标高,而是有10~20cm厚土层预留,待进行下一道工序后再挖至基础底标高。再有如遇地下水倒灌,则应及时降水,降水至坑底50cm以下,本工程具体做法是,在主体建筑周围挖深井,从旁抽水,确保,基坑施工在无水环境下进行。2号楼基坑降水在一号楼建筑之初就顺带做了,从测量放线到基坑开挖完成,共耗时5天。 ②基础垫层施工:土方开挖完成后,需等待检验合格,严格把控基坑设计底标高,然后浇筑混凝土垫层和防水层,最后再浇筑一层混凝土保护层,共耗时3天。 ③钢筋绑扎、模板安装:钢筋进场前,须由项目质检员验收钢筋,不符合标准的钢筋退场,然后依照图纸要求绑扎筏板钢筋和基础梁钢筋,需注意那些地方是焊接式样,哪些地方是绑扎式样,一定要明辨图纸式样,接着安装好墙、柱及其他预留地方的侧模板,同时用钢筋弃料拉出标准线,10m一根钢筋,通过水准仪定好高程,对即将施工的部位做好标记并绑上弹力细实线,期间还要把地面标准线弹好,第一次见如何弹线,觉得是件手艺活,绳不可拉太紧,容易弹出多条虚线,亲身尝试后,还是让师傅们操作,节省时间,弹好钢筋标准线后,接着开始排钢筋,先铺设底部长向通长钢筋,钢筋下放时,需两两两相互配合,不可一人逞强,顾头不顾尾,容易产生伤人事故,然后铺设底部短向通长钢筋,注意间距,局部需要加密,要看好图纸,钢筋接头一律采用电焊连接的形式,局部地方还需绑扎特殊钢筋加固,焊接接头和绑扎接头要注意区分,很多老师傅都能栽倒这上面,接着制作马凳铁,可在现场取材,有效利用了余弃边角料,然后在马凳铁上绑架立筋,一般绑在靠中间的位置,然后在架立筋上标识钢筋位置线,接着便可以开始绑扎上层网片钢筋,步骤与下层钢筋网片一致,也是先放长向通长,接着放短向通长,然后注意钢筋结点一律焊接,局部加密和绑扎加强筋。基础梁的钢筋提前绑扎好,然后用塔吊运到指定地点,下放基础梁,下放钢筋时需注意要缓慢下放,同时塔吊师傅需要与地面人员保持良好的沟通环境,避免出现钢筋梁断裂等情况,最后将钢筋梁与底板钢筋绑扎在一起。待钢筋绑扎过程中,注意各种预埋构建的安装和下放,确保一切无误后,可以开始柱、墙的侧模安装,模板安装的时候注意钢筋的位置,不要让钢筋错位,期间共耗时9天 ④混凝土浇筑,第一阶段,混凝土验收阶段;为响应国家安全文明施工要求,混凝土是厂拌好后,再由搅拌车运到施工现场,期间注意保湿保温,运到现场后,会由质检员抽检混凝土是否符合质量要求,减少使用搅拌时间不够的混凝土,避免蜂窝问题的产生。第二阶段,混凝土模板检查阶段,混凝土入模前检查模板拼接是否严密,以确保不会出现漏浆;模板的铅丝和螺栓是否有在浇筑范围内,如果有应及时调整,目的是便于模板的拆卸与不破坏墙的整体性,同时减少混凝土表面麻面问题的产生。第三阶段,浇筑混凝土阶段;混凝土的浇筑过程必须是连续的,所以必须做好夜间施工准备,而且中午太阳太大,温度过高,不益于混凝土的凝固,一般是下午或清晨工作,为保证筏板整体性,计划是从下午5点开始浇筑,加班加点,直至晚上12点才得以完工,特别说明,基础梁不能和筏板一同浇筑,得先浇筑完筏板后,再另寻时间2次浇筑。第四阶段,混凝土振捣阶段;浇筑过程中,要实时注意钢筋位置,观察钢筋位置是否正确,振动棒振捣混凝土时注意不要触碰到钢筋,同时振捣时间不宜过短或过长,一般30秒为宜,同时要快插慢拔,同时如果混凝土倾倒太快也会导致振捣不均匀,混凝土渗透不下去,容易出现大面积孔洞,一开始看不出来,到后面拆模板后,会发现底层出现孔洞现象,为避免这种情况,混凝土需分层倾倒,把一层混凝土振捣密实了再倒下一层,期间间隔时间不宜过长,否则也容易产生分层现象。第五阶段,混凝土养护阶段;浇完混凝土后,应立即修整甩筋位置,防止钢筋错位,再有在养护过程中,水泥发生水化热,要注意降温,一般是洒水养护,在降温阶段,同时也要注意保温,一般是拿保温布盖住,内外温差保持在5℃-15℃范围内,这样可以很好地提高混凝土活性,使其强度硬度得到相应的保证并防止温度裂缝的产生,一般小型体积混凝土产生了裂缝,补救的方法有很多,但是类似基础筏板这种大体积混凝土,一旦产生了裂缝,问题就很大了,首先大体积混凝土水泥用量大,混凝土浇筑后,水泥会产生大量的水化热反应,其次水化热产生的热量在混凝土内部难以消散,进而在混凝土内部集聚,会使混凝土内部温度逐渐升高,与表面形成较大温差,容易导致混凝土土体开裂,这时就该进行及时的降温处理,敷冰或者洒水处理。做到实时的控温控场不易,需要施工人员废寝忘食的不断监测与照顾,正是因为有了他们不懈的努力,本次浇筑养护过程并没有出现太大问题,本次浇筑共耗时5天(养护时间不计)。 3.3 平板式筏形基础研究分析 这里我们采用模拟施工的形式做分析,建立相关广联达土建模型。平板式筏形基础与肋梁式筏形基础相类似,有着相类似的施工工序,在此不做过多阐述。筏板面积和厚度不做改变,本身而言,平板式筏型基础板厚可以做减少,但本文的论证,不依靠过多的减少钢筋和混凝土的量以节约成本,为了符合设计要求,盲目的增加筏板厚度也不可取,二者相抵消,在本次研究分析中作忽略处理。 钢筋选用上,由原来的HRB400,改为HRB335;箍筋HRB235沿用,但相对的在配筋率上面,由原来的0.24%提高到0.26%,对于基础行心与结构重心,二者必须相重合,当墙柱荷载较大的时候,可以采用增加柱帽和附加钢筋的方式,加强筏板抗冲切的需要。顶部钢筋全部连通,板脚处设置附加钢筋,柱下板带和跨中板带的底部应有1/2~1/3全跨钢筋。 图5.平板式筏形基础模型 本章小结 本章主要介绍了案例工程的相关情况和对基础的研究分析,从如何去了解一份地质勘探报告开始,接着是对地基承载力的计算,计算完后便是对两类筏形基础的一个研究分析,而本人对这两类基础的研究分析是从现场开始的。在项目开始初期,本人也有幸参与到当中去,以一个施工现场实习生的身份,去了解整个的基础施工流程。基础施工大概分为4大步骤,土方开挖-绑钢筋-支模板-浇筑混凝土,这四大步骤,基坑开挖降水是关键,绑钢筋则是钢筋的位置线必须找准,支模板的同时不能使钢筋错位,浇筑混凝土前必须清理模板内部的垃圾肥料;跟着师傅们这一步步走来,期间也遇到很多困难,但都会有很好的方法去解决,老师傅们的方法总是会让人眼前一亮,经验教学或许不能代替书本知识,但确实是生活的累积,有独到的一面。而我们书本的知识却可以很好的解释为什么可以如此做,这样做有什么科学原理在里面,做到有理可依,有迹可循。 第四章 工程成本分析 4.1 工程成本控制理论 随着社会经济的蓬勃发展,建筑行业也与时俱进,在繁荣背后是行业的竞争压力,想要在行业中站稳脚跟,经济实力就显得尤为重要,而经济实力的累积无非就是靠一次次的成本控制进而达到节约成本的目的。如何提高项目的资金利用率和如何进行工程成本的控制,就成了当下人们关心的工程成本控制问题。而工程成本控制理论就很好的阐述了这一方面的问题产生的原因。工程成本控制理论,顾名思义就是工程成本进行的控制,是公司企业为了节约成本而在一定时期内预先建立起成本管理的目标,在其管理范围内的管理主体产生了人工费、材料费、机械费之前,对各种影响成本的因素和条件进行的优化调节,起到节约成本的目的。其中影响工程成本的因素有很多,建筑材料的成本,人员薪资费用的成本,材料加工费用的成本,企业管理的成本等等,本文在这里只研究,人材机三个目标费用。人及人工费,是建筑安装工人们的基本工资,一般是工作时间×日工资单价;材及材料费,是项目进行过程的材料消耗费用,一般由材料单价×材料消耗量决定,在本次成本分析中,我们研究的方面包括钢筋量,混凝土用量,防水卷材消耗量,其余外加剂消耗量,砂石用量等等作忽略处理;机及机械费,是项目施工过程中对施工机械的租赁费。把这些研究清楚了,就构成了本次成本研究分析的主体。 4.2 平板式——肋梁式两类筏板基础成本分析 表2,两类基础人材机费用对照表 肋梁式 平板式 用量差值 综合单价 成本/元 土方开挖量/m³ (21*61*6)=7686 (21*61*5.5)=7686 -640.5 100 -64050 钢筋用量/t 34.25 30.74 -3.51 45000 -157950 混凝土用量/m³ 21*61*1.5+0.4*0.4*221=1956.86 21*61*1.5=1921.5 -35.36 350 -12376 人工费/d 5+3+9+5=22 4+6+4=14 -8 3500 -28000 机械费/d 22 14 -8 1000 -8000 注:表中“+、-”代表增加减少量差,按照2020年广州增城地区市场价计算,未计算措施费、集水坑,电梯井费用 从表中不难看出是平板式筏型基础优于肋梁式筏型基础,这里说明一点,当两类基础都可用的情况下,由肋梁式筏型基础转换为平板式筏型基础的话,筏板的厚度是可以作适当减小的,但同时如果要满足设计需要,也就是承载力需求的话,筏板的局部地区又要通过增加板厚处理,综合以上因素,可以视作抵消,本文作忽略处理。土方开挖中的放坡,两类基础都需要,则互相抵消,没有列入计算,算式组成即基础底面长*宽*基础埋深;混凝土的用量即是,筏板的长*宽*板厚+基础梁截面积*长度;在通过一系列运算得到最终的成本增减情况。在土方开挖方面,平板式筏形基础要比肋梁式筏形基础少640.5㎡的挖方量,原因是平板式筏形基础的埋深减小了,进而挖方量也减少了,期间产生的人工也减少了;而钢筋用量方面,虽然平板式筏形基础的筏板配筋率提高了,但相较肋梁式筏形基础而言,缺少了基础梁,所以在钢筋用量上,平板式筏形基础又是少于肋梁式筏形基础的;混凝土用量方面也是一个道理,缺少了基础梁,所以混凝土的用量也是减少了,进而人工、机具的使用时间也随之减少,同时,平板式筏形基础一般不做基础垫层的铺设,这也就使得人工、机具的使用时间进一步减少。从而得出,就成本而言平板式筏形基础是要比肋梁式筏形基础更为经济节约的。 本章小结 本章首先讲述了成本控制理论在工程成本控制中的运用,点出了文章进行成本分析的影响因素,人材机的费用,系统的阐述了人工,材料,机械费的定义及组成,然后以制表的形式,展现了,两类筏型基础在土方开挖、钢筋用量、混凝土用量、人工费、材料费上的差异,进而得出对于高层住宅建筑而言,平板式筏形基础是要优于肋梁式筏形基础的。以后如果有机会,会做更深入的研究分析,如今所谈还是流于形式,过于浅薄,还不具备有那让人眼前一亮的说服力。 第五章 结论与展望 5.1 结论 本文以广州市增城区中新镇中新村小区旧改项目为例,探讨了在成本控制理论下平板式筏形基础与肋梁式筏形基础孰优孰劣,首先从两类筏形基础设计理论入手,详细的了解其组成结构,学会如何去看一份地质勘探报告,从中提取有用的土层参数,做地基土承载力计算,进而检验所设计建筑物荷载是否在地基承载力范围内。然后根据地基土承载力设计筏板的长、宽、厚度及埋深,接着就是基础建设的整个工艺流程,在项目进行之初,本人便有幸参与其中,认识了各个工序步骤的师傅们,跟着他们一步步走来,虽没有到废寝忘食的程度,但也都事无巨细,事必亲躬了,有着许多第一次的尝试,尝试过后,便是一次次的总结分析,如何能把一个工序做好,工作要点是什么,需要重点注意些什么,如基坑开挖——如局部超挖或遇到软土区域,我们应该如何填充夯实;钢筋焊接与绑扎在图纸中如何去呈现;钢筋接头处为何要弯曲135°主次梁接为了不用设置加强筋等等,这些就是工作生活中积累下来的经验,学到了便是自己的。通过系统的学习了解和工作实践,本文主要得出的结论如下: (1) 通过成本控制理论分析,充分证实了高层住宅建筑在基础设计过程中,平板式筏形基础的实际优势,该优势不仅仅存在于钢筋和混凝土等结构材料用量上的优势,同时还包括了许多间接的成本,如土方量、防水层面积、施工工期和工艺流程等等的间接成本计算。而这些间接的成本也能对项目的工程成本控制起决定作用。 (2) 本文不以过度减少板厚与基础埋深等方式来削减成本。盲目的加强板,用于减少沉降上的差异也不理智。在满足设计要求的前提条件下,通过优化结构设计,降低了原材料用量和缩减了施工工期这类方法是有效的。 (3) 在考虑到基础类型的选择上,合理的基础类型选择,对于基础项目成本控制而言其也有直接影响。 5.2 展望 本文针对平板式与肋梁式两类筏形基础形式做了较全面的研究分析,分别对其施工方案与工艺流程进行对比,在了解他们制作工艺的同时,也发现了他们各自存在的异同,不同的基础方案各有优缺点,在造价上也有明显差异,目前来看是平板式筏形基础略胜一筹,但由于本人能力有限,在对地基土承载力的极限运用上并没有做的太好,很多地方都可以进一步优化设计,进而更好的节约成本,希望在将来,有了一定的知识储备与工作经验之后回过头来,再深入研究这个课题。同时也希望筏形基础这类基础研究能越做越好,越来越多的高新科技融入其中,为人们更好的生活打下一个良好的基础。 参考文献 [1]J.A. Knappett Professor of Civil Engineering, University of Dundee, Dundee, DD1 4HN, UK. “Influence of foundation type on seismic response of low-rise structures in liquefiable soil“. (2019) [2]地基基础与上部部分的共同作用机理分析.[D].王小平.西安工业大学,2016 [3]软土地基 桩筏基础 上部结构共同作用分析.[D].刘金洋.重庆大学,2018 [4].陇东大厚度黄土区超高层结构桩筏基础沉降规律研究[D].罗小博.兰州理工大学,2018 [5]基于某高层桩筏基础的沉降分析.[D].崔周勋.北京建筑大学,2017 [6]桩筏基础的优化设计与研究.[D].陈璟.湖北工业大学,2017 [7]复杂地质条件桩筏基础设计研究.[D].张忠想.石家庄铁道大学,2018 [8]筏板基础大体积混凝土项目施工质量控制研究.[D].彭丹阳.吉林大学大学,2017 [9]多因素作用下的大体积混凝土裂缝产生原因及控制机理研究.[D].许莹.安徽理工大学,2017 [10]高层建筑物筏板基础大体积混凝土温度场分析.[D].谈红军.安徽建筑大学,2019 本文档由香当网(https://www.xiangdang.net)用户上传

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    文档贡献者

    爱***享

    贡献于2021-09-17

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