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岩土研究院

桩基工程的成本优化(以浙江某工程为例)

519 2020-12-08 11:42:03


成本优化成败的关键在于能否找到源头。在桩基础的设计中,关键工作是选择桩型、形状、截面尺寸、桩长,这也正是桩基优化的4大重点。但影响这4大重点的源头是地质勘察报告,而地质勘察报告问题的源头是勘察单位的选择与管理。

最低价中标、高周转等极易造成地质勘察单位选择不当、工期过短等问题,从而导致低质量的地质勘察报告成为了桩基设计的主要依据。本案例中因勘察报告的保守而导致桩基设计不经济,究其管理原因是对勘察单位的成本影响力的重视度不够,标前考察不够而选择了在当地并无经验的勘察单位。

 ①

 | 基本情况 | 

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1.1工程概况

1.2原设计桩基础方案

工程所在城市濒临东海,属于冲积-海积型平原,岩性包括淤泥质亚粘土、亚砂土及粉细砂、砂砾石等,其厚度分布不均,地质较差。因曾出现预制桩基础的住宅发生倾斜现象,当地主管部门规定住宅项目不允许使用预制桩作为桩基础,设计院按当地常用泥浆护壁钻孔灌注桩完成设计。

设计初稿方案的估算为3898万元,总桩长97,970m,平均桩长约60m,建面单方指标271元/平。估算明细如下表:

设计院初稿方案的估算超出目标成本1306万元,超出50%,如下表:


 ②

 | 经济性判断 | 

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一般判断桩基设计经济性的方法是复核桩基承载力利用率。计算式如下:

桩基承载力利用率=建筑物总荷载 / 桩基础的总承载力

若桩基承载力利用率≧85%,则设计较合理;否则属于设计富余太多、不经济。

根据设计院提供的资料,本项目的桩基承载力利用率为72%<85%,指标显示桩基设计承载力偏低,设计不经济。详见下表:

经过分析,出现这种情况的原因设计院按地质勘察的中间报告进行取值设计,而根据以往经验,地勘中间报告提供的技术参数一般较保守,只能用于早期初步判断。

这一情况也通过对标周边地块的勘察报告中得到印证。项目部收集到周边两个项目(一个安置小区、一个青少年中心)的地勘报告,并进行对标,发现本项目地勘中间报告取值偏低。如下图表所示:

上图:桩阻力特征值对标

下图:桩阻力特征值对标

详细数据见下表:



 ③

 | 优化前准备工作 | 

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在确认问题及找到原因后,公司准备实施设计优化,从公司内外两个方面分别做了准备工作:

3.1公司内部协调

(1)内部沟通一致,获得区域和项目两重支持

项目合约部在完成上述分析后,同项目工程部、设计部、设计院进行初步沟通:在保证安全的前提下合理压缩设计余量降低成本、压缩工期符合公司利益。遂向区域合约管理部进行汇报,确定需要进行设计优化。

(2)项目公司召开设计讨论会,确定优化目标、降本思路、优化方案

项目公司召集会议,详细分析设计所依据的规范与调研当地项目工程桩指标,设定了优化目标、思路、步骤。

1)优化目标:控制在当地平均水平。根据调研情况,当地工程桩的单方成本平均在240~250元/平。

2)优化思路:

①从地质勘察报告的优化入手。通过与周边地块地勘取值对标验证我司项目地勘报告取值合理性,根据设计试桩破坏性试验检测报告极限荷载值进行优化;

②对于同一栋楼设计桩型时运用价值工程进行取舍:

a、精细化设计会增加桩的规格,减少工程量的同时增加桩基检测量、费用、工期;

b、桩长平均值按保守最长的桩长取值,桩型少,检测数量少缩短检测工期;

③查看钢筋笼主筋规格与数量是否合理,常规规格为C14,甚至能优化到C12;

④检查钢筋笼长度是否合理:

a、抗压桩钢筋笼长度为桩长2/3;

b、抗拔桩L1段钢筋笼长度为桩长2/3,L2段钢筋笼长度为桩长1/3,抗拔桩L2段主筋数量常规为L1段50%。

3)实施步骤:

①招标先行。在桩基础招标清单编制中,为保证桩基础招标的及时性和清单工程桩数量的准确性,模拟清单编制时结合周边安置小区地块的施工蓝图工程桩桩长取值进行计算。

②初次优化:协调地勘单位查验地勘参数取值是否合理?协调设计院根据调整后地勘参数调整桩基础设计方案;

③设计试桩破坏性试验检测报告出来后,根据检测报告实际荷载值进行二次优化。

注:在方案阶段提前参与多方案比选,阻力小,效果好;如形成施工图准备施工或正在施工阶段,为了不影响施工进度,本时期进行优化工程部及项目总迫于运营节点压力,优化阻力大,效果差;处于施工阶段,也可提出边施工边优化,但相对太困难。

3.2地勘单位、设计单位协同

(1)协同设计部约谈设计院:优化设计后可以减少桩基工程量20%左右,涉及降低成本近1000万元。而且,优化后还可以加快进度,得到了设计院的理解和支持,愿意等地勘参数调整完成后进行详细设计;

(2)协同设计部约谈地勘单位,地勘单位以地勘中间报告均按现场实际勘察数据为由拒绝调整参数,我们把收集到的周边两个项目(安置小区、青少年中心)地勘报告给地勘单位进行对标,地勘单位仍拒绝调整参数,理由如下:①青少年中心房屋高度与住宅不一致,钻探深度不一致,无参考作用;②安置小区地勘报告地基土力学参数过高,根据以往经验判断怀疑其地勘报告数据不真实。

3.3纠偏

1)协同地勘单位一起拜访周边地块收集住宅项目地勘报告,经过对标三个项目,地基土力学参数均与安置小区类似。约谈地勘单位领导,以对标项目参数为依据我司要求地勘单位详细复核勘察试验数据,减少富余量;

2)地勘单位调整后,地基土的力学参数在中间报告基础上提高约5%依然偏于保守,且不愿意再进行调整;

3)因地勘参数调整范围不大,设计院不愿意做详细方案,经协调设计院可以在设计试桩破坏性试验检测报告出来后再详细排施工图;

4)协同工程部一起催检测中心尽快完成检测并出具设计试桩的破坏性试验检测报告。

3.4调整地勘参数

(1)根据静载荷试验结果,要求地勘单位对地基土力学参数进行调整,调整后单桩竖向承载力在中间报告基础上提高约7%~40%不等。

调整前后的地基土力学参数变化详见以下图表:

上图:桩阻力特征值对比

下图:桩阻力特征值对比

详细数据见下表:

(2)设计院根据调整后地勘报告进行调整,为缩短设计时间减轻后续运营节点压力,协同设计部去设计院约谈设计院院长,强调优化工作时效性和重要性,并与设计院交底优化思路后要求设计院结构负责人主责完成桩基础优化工作;

(3)公司内部经项目总协调,区域公司结构设计出差驻点在设计院全程跟踪优化工作,确保时效性和优化质量。

 

实施优化及成果 |


(1)设计院初稿某栋楼桩基础方案:

优化前

(2)根据设计试桩破坏性试验检测报告优化后某栋楼桩基础图纸:

优化后

优化后,桩基础承载力利用率为84%~93%,平均值为89% > 85%,较合理。详见下表:

(3)优化结果

在区域和设计院的支持下:优化达到预期效果,工期节省6天,成本降低850万元,优化率22%,优化后建面单方桩基成本指标212元/平,低于当地市场平均值240~250元/平,达到合理先进水平。

详细数据如下表:

优化后桩基础成本3048万元,仍超过目标成本456万元(超18%)。鉴于当地桩基类型变化以及优化后的技术指标合理,集团同意调整相应的目标成本,调整后的目标成本在可控范围内。


| 经验教训总结 |


本案例中得到的最大教训是对勘察单位的选择不够重视,导致专业度和配合度均较差。在入围阶段未重视当地调研、未能找到优质资源参与投标;在定标阶段以最低价中标选择了在当地并无丰富勘察经验的单位,导致勘察报告取值保守,且配合度差,修改推诿,优化工作推进困难。

今后,在勘察等单位的选择上应特别注意以下2点:

一、不建议以最低价中标作为勘察等单位的选择标准。地质勘察、试桩检测等类似单位,均是非常小的合同金额,但对地下工程的成本影响非常之大。在此类单位上的成本投入可以获得四两拨千斤的效果。

二、在入围前,需要判断勘察单位在当地的工程经验及保守程度。地质勘察具有极大的地域性特征,有无当地勘察经验至关重要;同时,地质勘察的专业性强,需要特别重视标前调研规避保守单位,通过调研几个项目基本可以解决这个问题。

三、在入围前,要判断投标单位的合作意愿是否强烈,中标后是否愿意配合。首先通过基本情况判断投标单位的大小与项目规模是否匹配,其次可以在考察中判断投标单位领导是否重视,总工是否容易沟通,是否重视合作评价或后期合同。


稿源:《建设工程成本优化》

作者:项剑波

本文仅供学术经验分享之用

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