樁基設計優化總結一、通過試樁方式確定樁基承載力時，根據抗壓樁的Q~S 曲線進行分析確定時，要考慮液化土層對承載力影響，在地震作用下，液化土層對樁體的不同部位會產生不同方向的作用， 因此要結合地質勘查報告的剖面對每個勘探孔進行核算，確定液化層對承載力影響值，然后將Q~S 曲線得出的承載力減去影響值，才可以作為樁基在地震作用下的承載力。

穿過液化土層部分，樁身全長配筋，穿過液化土層后，鋼筋量可以適當減少【這條基本是增加結構用量和保證樁基安全的建議，結構優化時，節材很重要，安全更重要】二、 樁頂下 5D 內配置螺旋式箍筋，間距為 100mm，樁身受壓強度驗算考慮縱向鋼筋的作用。

另外一處寫到：本工程設計創基商砼考慮配筋率 0.55%樁身受壓承載力提高10%，實際設計中考慮提高3.5%，作為安全儲備【這條我很少采用，主要是做過的樁基一般由樁土承載力控制，或者我根本就沒往這方面想過，以后可以參考，不過按書中給的數據，鋼筋提供的承載力占全部的承載不到10%，貌似效率較低。

】三、樁身箍筋配置方式是8@100/250抗壓樁和抗拔樁均采用這類方案【注意間距的變化，不用按上部結構設計思維配置】四、介紹兩種樁型，相同直徑下，一種是長螺旋鉆孔灌注樁，單樁承載力是2150kn，一種是泥漿護壁鉆孔灌注樁，單樁承載力也是2150kn，前者造價是8000元，后者造價是12500元。

【兩者造價差異在于成孔、吊裝費用，根據書中介創基商砼紹，前者是后者的1/3，這樣玩的話，泥漿護壁工藝有啥優勢？最后這個工程采用泥漿護壁工藝，原因在于可以使用后壓漿技術，壓漿和施工費用不高，但樁基承載力提高較多，性價比高是最終原因。

】五、減少樁基數量的優勢有很多種【設計人員很少想到的是，大頭如投資造價、縮短工期等，小的方面如樁基檢測費用，少一半的樁基，檢測數量也會減少一半】六、樁基方案選擇主要是進行樁基承載力效率對比【樁基承載力效率等于上部承載力與結構材料用量之比， 此值約大結構效率越高。

這點并不是單一推算過程可以得到簡單結論，與樁端、樁側承載力比例有關系】七、樁基密集時，樁的相互影響導致支撐剛度降低，樁的總承載力適當超出荷載值是適當的【這句話是創基商砼專家意見，我在想兩個事，一是比如上部荷載值是100kn，下部樁基承載力控制在100~105kn 是比較恰當的，這是我想的，所以設計需要重視上部荷載與樁基承載力的比值。

二是樁基密集時，難道不計算群樁效應嗎？難道現在規范又變化了？】還是樁基設計優化總結，關于 PHC 管樁抗拔設計，2006 年上海地區 PHC 樁使用量超過 2800 萬米， 貌似上海倒下的那個樓用的就是這種樁型。

八、后壓漿液水灰比地下水位以上宜采用 0.8，地下水位以下宜采用 0.5，終止注漿壓力宜為 2~3MPa注漿量 G=and+a1nd，其中 d 為樁徑，n 為側注漿斷面，an取 1.5~1.8，a1取 0.5~0.7。

【沒創基商砼計算過，以后遇到可參考】九、PHC樁相比預制方樁和鉆孔灌注樁，無需考慮因嚴格的裂縫控制而增加配筋來增加樁身抗拉能力【抗拔樁受力形式主要是拉力，混凝土的抗拉能力弱，這與抗壓樁不同，抗壓樁發揮的是混凝土抗壓能力，PHC 樁通過預應力保持混凝土受壓狀態。

】十、PHC管樁需要由型號、直徑、壁厚、樁長四個參數確定，一般有四個型號，分別為A/AB/B/C型，其有效預應力和配置的預應力鋼筋都是逐步增加的，造價相應增加【抗拔樁與承壓樁不同，抗拔能力最大值是確定的，抗壓能力則隨樁型不同有很大不同，因此最有效的方式是樁土承載力特征值與抗拔力最大值接近，其次對比造價比率。

】十一、PHC管直徑從300~1000，壁厚創基商砼從70~130對于摩擦樁而言，直徑越小，壁厚越薄，性價比越高，其中性價比可以用單方混凝土提供的承載力衡量摩擦樁的承載力與周長成正比，混凝土量與面積成正比【這個總結的思路是正確的，但是也有問題，既然直徑越小，性價比越高，那生產直徑 300 以上的樁型還有什么用？還有就是直徑越小，那不如用抗拔錨桿好了，直徑更小。

這篇文章中樁型由直徑 500 變成 300，樁數由 1915 根減少至 1138 跟，看到這只能說原設計基本扯淡，有時候很多人想了解結構優化，其實結構優化的本質是設計人要進行結構材料用量分析，計算正確時，如果有上述數據，作為設計人員選用哪種樁型是很明確的事情。

】十二、管樁的樁尖有很多種形式創基商砼，不同地質情況應采用不同的樁尖，常見的有十字型樁尖、圓錐型樁尖、開口型樁尖壓樁出現斷樁問題，主要是樁尖滑移變形過大造成【樁尖變化主要是樁尖形式變化，樁尖由鋼材制成，造價差異是鋼材用量決定，這部分造價差異不大，案例中兩類樁尖相差 40元，幾千根也不過十萬塊的上衣， 但是要考慮斷樁因素， 如果一根樁長 25米， 單價 200元/米。

造價為 5000元，幾千根樁斷樁率大于10%，那就是上百萬的買賣啦】十三、PHC樁在施工中容易出現的問題是接樁時，管樁接頭處焊縫質量不滿足設計要求【抗拔設計時，往往采用兩節樁或更多節樁，來達到抗拔效果，但是接頭處在拉力狀態下斷裂，就意味這焊縫下的樁沒有任何用處，因此設計創基商砼說明應重點要求監督接樁施工質量。

】十四、樁基優化可以邀請巖土勘察公司做咨詢工作【結構工程師的長處在于結構分析，巖土工程師的長度在于巖土分析地勘報告中的數據也是經驗數據，很多系數是可以改變的，如果抗拔承載力系數提高15%，在理論上分析，不用做更多工作，樁基數量就可以減少 15%，這比結構工程師想破腦袋要容易的多。

】十五、樁本身的設計參數沒有達到設計要求【這話挺拗口，實際意思是你設計需要 100 馬力的跑車，結果人家給你拉來一臺70馬力的娘炮車怎么辦？這事基本屬于以暴制暴的方法解決，砸開一個管子看看里面的材料是否正確。

】十六、沉樁的擠土效應及引起的超孔隙水壓力不可忽視【這個在設計說明中經常寫，就是創基商砼后面打樁會影響前面的樁的垂直度，貌似一般解決的辦法是采用合理的沉樁設備和沉樁方式，控制沉樁速率，合理安排沉樁流程】井字梁樓蓋與單向板樓蓋技術經濟指標分析。

關于這兩類樓蓋的比較，我大概在工作五六年的時候進行過思考，結構工程師很容易掉進技術范湊里，而忽略經濟性的思考，這是設計思考習慣的兩個延展方面一、井字梁樓蓋有很多優點，如樓蓋剛度大、受力傳力均勻，梁板受力合理，梁下整齊美觀。

【如果說一類事物是美好的，你會發現所有的結構形式都是很合理的東西，這就像你的朋友說介紹個美女，說得天花亂墜你相信了，結局往往很傷感這篇文章后來提到，甲方經常要求將井字梁樓蓋設計圖紙改成單向板樓蓋，主要理由是井字梁樓蓋不經濟。創基商砼

】二、 通過技術經濟分析，方形柱網的兩種樓蓋的主體結構形式、混凝土消耗量基本相同，樓板鋼筋耗量相同，而梁的耗鋼量相差很大，以原文設計條件相比，井字梁結構單位平方米鋼筋用量多10kg另外模板工程量多于單向板樓蓋，導致施工成本增加，施工周期延長。

【我以為對比者會下結論說井字梁樓蓋不夠經濟，但文章接著說，隨著柱網增大，樓面允許荷載增大，地震烈度提高，井字梁的優越性會足部體現出來 說了半天還是沒有啥結論，關于這個我是持懷疑態度的，比如柱網跨度小的時候，設計更傾向于用板承載，板實際上是密集肋組成的，而柱網放大，在靜力計算原則下只不過是數值變化而已， 梁的彎矩變化是一樣的。

所以還是要進行方案對比，看設計傾創基商砼向性在哪里】三、兩個方案單方數據如下：井字梁樓蓋板13.01+梁 46.37+柱 4.36=63.74kg單向梁樓蓋板13.62+梁 36.44+柱 5.12=55.18kg

【這個數據的絕對值并不重要，但是如果對結構優化比較敏感的人，應該從這個數據中看出點問題和設計思路，我的感覺至少在板的方面，井字梁的優勢沒有任何發揮】四、另一個工程鋼筋指標有了變化：井字梁樓蓋板14.33+梁 43.14+柱 4.53=62.00kg。

單向梁樓蓋板7.69+梁 33.72+柱 4.53=45.94kg【這個工程的數據對比更加有傾向性，如果以這個數據進行探討，雙向板是沒有任何優勢的，鋼筋都去哪了？】五、貌似單向創基商砼板圖面清晰些【井字梁樓蓋和單向板樓蓋都是很好的樓蓋形式，各自都有優勢，從我個人經驗，更傾向于單向板樓蓋，其優勢在于單向的優勢，如果發揮長處必然優于井字梁樓蓋。

井字樓蓋設計的困難實際是很多人將井字受力體系因為邊柱剛度影響變成主次梁樓蓋，這就不是發揮井字梁的優勢】地下車庫結構優化設計關于這方面，書里有幾篇文章都在談，總體思路是壓縮地下室層高，但是很少談為什么要壓縮層高，其實最主要的原因跟高層一樣，越高造價越高，挖土鉆孔也是如此。

一、根據建筑平面方案布置情況，結合給排水、電氣、通風、空調等各專業的設計要求，將所有設備房間布置在地下室建筑平面的左上角【結構優化如果只在結構自身上做文章，其活動的余地可能創基商砼很有限，因為方案在大層面上決定造價， 這就好比16米柱網在大概率上成本是高于8米柱網的，所以結構優化要從大的方面去決定戰略，在細節方面決定戰術，結構造價肯定無敵。

這篇文章所做的事情就是說服各專業以節材的思路去做設計，將設備機房放在一個角落，減少設備管線長度及占用層高的范圍，既是為結構優化創造條件，也為各專業提供解決思路，這往往不是結構工程師愛做的事情，平面怎么布局，就怎么做結構，優化是很難的。

這樣說起來很簡單，但是需要結構工程師對其它專業的設計有所了解，否者你是調動不了其它專業的思路】二、 機械車庫樓層的下移引起底板恒荷載的增加，對底板抗浮驗算有利【從數據上分析，機械車庫的恒荷載并不會帶來絕對創基商砼性有利影響，但是這個思路確實提醒結構工程師要把各種荷載因素考慮在設計中，數值雖小，但是對于大面積計算影響可能會超出我們的預想，這點稱贊！但是也有隱患，即機械車庫有使用壽命問題，設備更換時會減少恒荷載分布，這點需要注意。

】三、車庫部分柱網為 6.2X9.0米，樓層層高為 3.1米，層高組成如下：層高3.1 米，建筑面層 0.1 米，建筑凈高 2.1 米，設備管線 0.4米，結構高度 0.5米【記住這組數據，對于結構工程師做優化方案就會有明確的參考目標，稍有疑問的是建筑凈高，我的印象里應該是 2.2 米，顯然這個設計將局部空間充分利用，而設備專業一般不太喜歡 0.4米的緊張尺度，結構高度也不太爽，創基商砼6.2米可以解決，9.0米則需要一些解決辦法，否者很頭疼。

】四、為選擇合理的樓面結構形式，設計前對三種不同的樓面形式通過有限元分析進行配筋比較【我從工作起始，畫過很多種樓蓋，這三種方案我做過兩種，第三種沒有用過，很多時候我們會覺得我們我們走了很遠，實際只是自我設限。

這三種方案從大的概念講都是托板結構，一是平板+柱帽，二是平板+托板，三是加厚柱上板帶從這三種方案可以看，無梁樓蓋可以有很多變化形式，主要是改變支座剛度變化，從而影響跨中彎矩，有限元分析可以細致模擬受力情況，在概念設計指導下可以得到細致結果。

文章最后選擇的不是鋼筋用量最少的方案，而是鋼筋管理更便于施工的方案，所以結構優化并不是純粹地省創基商砼鋼筋但是我還是有一點疑問，原文似乎是以彈性分析結果進行配筋，在滿荷載情況下，裂縫是否會對托板剛度有影響，這個擔心也可能多余，畢竟板厚200mm，與規范推薦1/45 相符，值得后面模擬學習一下。

】五、第三個方案落選的原因沒有交代【我的理解是荷載問題，采用較厚柱上板帶，意味著大面積增加恒載載值，相比薄板部分，增加約 33%的恒荷載，薄板部分只占柱網間 1/4，配筋量自然多，這與最后方案厚板只占柱網間1/4沒法相比。

】樓蓋結構方案選擇都是大跨度樓蓋方案，跨度均超過12米，其實仔細琢磨，樓蓋鋼筋用量是比較多，不過很多時候設計人的關注點是不會放在樓蓋上，認為樓蓋的變化余地不大，但是樓蓋與統計面積基本一致創基商砼，單方節材量就是全部面積的平均節約量。

一、12.6X12.6 米屋面樓蓋三種方案對比，一是厚板方案，板厚350mm，每平米用鋼量39.84 公斤，樓蓋自重1493kN二是梁板方案，板厚 150mm，每隔2.1米布置800X600寬扁梁， 每平米用鋼量47.57公斤， 樓蓋自重1162kN。

三是空腔箱梁方案，即樓板分上下層板，板總厚度 140mm，每隔1.05米設置250X600梁，每平米用鋼量57.60公斤，樓蓋自重968kN最后選用第三種方案，總體造價低【這個對比稍有些混亂， 如果板的厚度越薄， 用鋼量還少的方案沒有被選用，結構優化就有些奇怪，第二種方案基本是打醬油的，每隔2.1米做個800創基商砼 寬的梁是為了壯腰嗎？剩下一三方案，第一種方案高度是350mm，第三種方案的高度是600mm，對于使用者來說肯定喜歡第一種方案，因為建筑使用空間要多250mm，另外以現在的鋼筋和混凝土土建造價分析，純粹計算樓蓋造價，第一種方案造價最省，第三種造價最多，也許當年的情況不是這樣。

但不管怎么說，如果這么對比，我的看法還不如做空心樓板，還是350mm 厚，板重也可以減少15~20%另外梁間板凈距已經不超過 1.3米時， 板厚為何還要做到150mm，我認為做到80mm 已經很厚了】二、預應力平板體系。

張拉預應力后形成向上作用的方向荷載平衡板自重，樓板處于軸心受壓狀態，還可以提高板的抗裂性，取消混凝土后澆創基商砼帶【預應力結構在教課書本中一直描寫為可以節省鋼筋用量的， 不過很多情況下，預應力設計一般由專業人事來設計，這就造成普通鋼筋設計和預應力設計是分開的，多數會出現重疊設計的情況，好像并不節省，本篇的介紹解釋了預應力的作用，這看起來很平常，但是常規設計很容易以常規設計的思路，而忽略預應力的優點，導致不愿意采用預應力的優越性。

】三、新的結構體系主要特點是將無梁樓蓋的四點支撐平板轉化為四邊彈性支撐板，從而達到降低平板彎矩峰值，提高結構抗震性能，節約材料和加快施工進度的目的【結構優化并不是單純只節省鋼筋、混凝土預應力鋼筋的造價遠比普通鋼筋高，那為什么要用？這段話很好地詮釋什么是結構優化，包括節約材料、方便創基商砼施工、節約工期，創造更適震結構，而這種變化不一定是翻天覆地的結構方案變化，而是在原來成熟的結構體系上進行改進，特別是降低平板彎矩峰值，在采用高造價的預應力筋時，可以大幅降低普通鋼筋用量。

】四、新結構體系樓蓋折算厚度 26.8cm，每平米鋼筋用量 35.8 公斤井字梁樓蓋折算厚度29.8cm，每平米鋼筋用量 52.2公斤【這個對比很簡單，如果是這樣，預應力豈不是遍天下？數據可能不包含預應力數據，而僅是普通鋼筋對比，既然有預應力，普通鋼筋不少用那就沒多大意義，否者就是在普通結構上額外增加預應力。

】五、無梁樓蓋中，柱上板帶分配到的彎矩占總彎矩的 70%左右，在柱上設梁后，抗彎力臂和抗彎能力明顯加大，創基商砼在柱網較大的情況下，這種結構形式有明顯節材的效果【普通樓層荷載情況下，梁板結構的直接經濟性應該是優于大板結構的，但是無梁樓蓋的用戶體驗經濟性和甲方銷售價值型卻是梁板結構無法比擬的，這是一次性投入和長期收益的選擇，這就看全程設計服務的水平，因此有時候過于強調結構材料一次性投入節省，可能是以犧牲長期利益為代價，例如砌體結構的造價低于框架結構，但實用性和靈活性低。

這段話實際上是設計者在保留無梁樓蓋的優勢，如何爭取梁板結構的優勢，最后取板厚220mm，柱間布置600X700梁，認為板內彎矩分布逐漸向四邊固支板的彎矩分布，這實際是選擇一個合適的彎矩分配，去發揮預應力的能力。

其中梁內配置的預應力承擔 20創基商砼~30%的總彎矩，保持梁的剛度和使用性能】六、在預應力平板中，傳統的配筋方式是雙向分散配置預應力筋新的結構體系采用帶狀布束，在12m的開間僅布置4條配筋帶【板的中部一般是彎矩最大的部位，將預應力筋布置在中部，結構效率遠高于分散布置，其中雙向分散布置每一方向布置21 根預應力筋，帶狀布束每一方向布置16根預應力筋，彎矩峰值約為前者 75%，則普通鋼筋配筋量就可以降低25%。

】七、在板厚 22cm，跨度 12m，跨高比達 54.5 時，使用荷載下板的撓跨比為 1/2264往期文章：【干貨】鋼筋工程、混凝土工程、防水工程質量通病預防措施【圈內】BIM席卷建筑全產業鏈，誰將成為最大獲益者？。

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