在建筑樁基選型、地基處理方案、基坑支護(hù)等部分，成為土建成本浪費(fèi)重災(zāi)區(qū)，地下部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)靈活性、經(jīng)驗(yàn)性、概念分析等方面，對(duì)設(shè)計(jì)人員要求較高，由于設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)?zāi)芰Σ蛔�，或保守意識(shí)過強(qiáng)，導(dǎo)致在方案布置上一味做加法，造成土建成本畸高。
筆者在日常方案審核優(yōu)化中秉持一個(gè)原則：結(jié)構(gòu)優(yōu)化目的不是犧牲結(jié)構(gòu)安全度換取成本的降低，而是降低方案中的無效成本。結(jié)構(gòu)方案就好比一個(gè)圓凳，三條腿就可以很好的保證使用性和安全性，但是許多方案的問題在于圓凳下布置了四條甚至更多，
結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的就是找出多余的那幾條腿，而不是把三條腿精簡(jiǎn)為兩條腿，以降低安全度為代價(jià)的優(yōu)化，是要不得的。
案例一：抹零頭
本項(xiàng)目主體為三個(gè)單元并排布置的33層高層住宅，天然地基承載力不足，地基采用CFG樁地基處理方案，原方案為直徑400mm,樁長(zhǎng)18m,間距1.3m梅花形布置，平面圖如下所示：
本方案選擇方向沒問題，常規(guī)下，地基選型滿足承載力要求的前提下，地基處理比樁基經(jīng)濟(jì)性要好。
問題所在：在審核地基承載力計(jì)算書時(shí)，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)實(shí)際需求承載力為580kPa,而實(shí)際承載力達(dá)到了634 kPa，富余較多。
產(chǎn)生原因：是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師的習(xí)慣導(dǎo)致，從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的都知道，設(shè)計(jì)師往往習(xí)慣性的摸零頭，本案例634 kPa抹零頭為600 kPa，然后復(fù)核承載力時(shí)600 kPa滿足580kPa的需求，從而認(rèn)為設(shè)計(jì)已經(jīng)合理了；翻規(guī)范可知道，樁基類以及復(fù)合地基類地基的安全系數(shù)已相當(dāng)保守，故而在設(shè)計(jì)時(shí)不必留過多余量。
優(yōu)化措施：讓設(shè)計(jì)院放大CFG樁間距，使復(fù)合地基承載力與需求匹配，經(jīng)試算間距放大為1.5m滿足需求。復(fù)核沉降計(jì)算滿足也規(guī)范要求。
優(yōu)化結(jié)果：CFG樁根數(shù)由原來2000余根，減少為1400余根，按當(dāng)?shù)貎r(jià)格粗略測(cè)算，可降低造價(jià)約150余萬元。造價(jià)節(jié)約1/4的同時(shí)，工期也可以節(jié)約1/4，效益顯著。
本案例是最常規(guī)的優(yōu)化思路，通過復(fù)核方案的計(jì)算書，使方案性能和實(shí)際需求匹配，達(dá)到性價(jià)比較優(yōu)的結(jié)果。
案例二：墻下布樁
本項(xiàng)目塔樓為7棟30層高層住宅，基礎(chǔ)為1.3m厚筏板，灌注樁基礎(chǔ)。
經(jīng)過上個(gè)案例，可能有人就會(huì)有疑問，為什么本案不采用CFG樁地基處理方案呢？因?yàn)楸緢?chǎng)地土層較差，筏板底標(biāo)高處為飽和軟黏土（120kpa），承載力與實(shí)際需求相差較大，不適合復(fù)合地基方案。那是不是可以使用管樁基礎(chǔ)呢？是可以的，但由于前些年上海的“樓倒倒”事件，部分地區(qū)已經(jīng)規(guī)定高層住宅不允許使用了，本項(xiàng)目所在地恰好有此規(guī)定。
所以本方案采用灌注樁方案是合理的，經(jīng)過復(fù)核樁反力與樁承載力特征值也是匹配的，樁鋼筋配置也在合理范圍內(nèi)。
那方案問題出在哪里呢？大家可以觀察下附圖，可以發(fā)現(xiàn)樁基基本全部布置在剪力墻下，非常合理，傳力直接，受力明確。那就帶來一個(gè)問題，既然剪力墻內(nèi)力都可以直接傳遞到樁上了，那筏板用1.3m厚是否有必要呢？
經(jīng)核查筏板內(nèi)力、配筋，均不大，讓設(shè)計(jì)院大幅度減薄筏板復(fù)核計(jì)算，優(yōu)化為0.65m厚時(shí)，配筋結(jié)果才在筏板通筋之外產(chǎn)生一些較大附加筋。
對(duì)于筏板厚度，許多設(shè)計(jì)院有個(gè)不成文規(guī)矩，取50*層數(shù)作為筏板厚，如本項(xiàng)目，可取50*30=1500mm，這樣看設(shè)計(jì)院取1300m,還算手下留情了。其實(shí)不然，這個(gè)簡(jiǎn)略計(jì)算公式是上世紀(jì)手算時(shí)代的簡(jiǎn)便用法，且適用范圍為6、7層以下建筑（因那個(gè)年代住宅樓層基本不超過此層數(shù)），在計(jì)算軟件大為發(fā)達(dá)，樓層高度越來越高的今天，顯然不再適用，設(shè)計(jì)師應(yīng)采用計(jì)算軟件合理計(jì)算，在滿足規(guī)范前提下，根據(jù)計(jì)算結(jié)果合理選用筏板厚度。
可能又會(huì)有人問，那是否可采用承臺(tái)梁+防水板方案呢？也可以，但是根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，承臺(tái)梁+防水板方案以及承臺(tái)+防水板方案，在鋼筋+混凝土用量方面比合理厚度的筏板方案并無突出優(yōu)勢(shì)，而且?guī)淼氖卿摻罴庸は铝�、鋼筋綁扎、基坑開槽、防水施工、墊層施工等一系列施工上的復(fù)雜繁瑣。從施工便利及節(jié)約工期的角度，筏板方案也是占優(yōu)的。
最終方案筏板厚度選用800mm厚，盡管650mm也滿足計(jì)算要求，但是考慮到終歸是30層高層，也不宜過于冒進(jìn)。
經(jīng)粗略測(cè)算，筏板厚度減少0.5m，7棟塔樓僅鋼筋、混凝土降低約造價(jià)約140余萬，還不包括所帶來的土方量減少，工期縮短等有利因素。注意本案例的優(yōu)化思路，只適用于樁基布置合理，墻下布樁的情況，如果是滿堂樁方案，就不適用了。
