【從“工程匠”到“工程師”】被地質報告誤導的設計（1）

白緯

白緯從事工業與民用建筑設計四十多年，感覺自己的工作像是“工程匠”，并不需要多少創意，只要套用教科書與規范上的規定就可以了。　　直到白緯在復合樁基設計與計算方面有所感悟后，才開始感覺自己這個工程師可以說是名副其實的了。? 　　有些設計人員常將地質勘察報告給出的“建議與結論”，直接當成了“結論”。但是，因為地質勘察單位不是工程設計負責人，他們只需要也只能對自己提供的數據負責。而設計人員一般對地質勘察報告所提供數據的判讀不夠重視，因此會出現被地質勘察報告所提供“建議與結論”誤導的現象，從而出現設計錯誤。　　好在業主一般更外行，因此常常被設計人員“糊弄”過去了。? 　一、被地質勘察報告誤導后的兩種處理辦法　　1999年，聽說同事盧工接了上海一個輕工業廠房，是浙江企業家投資的，建設在上海浦東地區。盧工自己設計這個工程的結構，沒有找白緯，因此白緯也就沒有關心此事。　　過了幾個月，總工找了白緯等人去開會，說盧工設計的上海工程出了問題，讓大家看看。　　討論會上，盧工介紹說：“這個項目是一個服裝廠，主要建筑是一幢三層廠房和一幢五層磚混結構職工宿舍。廠房的柱距是7.5米，跨度9米，活載400～500公斤/平方米。因為廠房長度為72米，因此業主對廠房的沉降提出較高要求。 　　“這個工程的樁端硬土比較深，而且職工宿舍部位還有一個面積相當大、深度約3米的暗浜。我按地質勘察報告的結論，對廠房采用直徑0.4米、長25米的預應力管樁，獨立承臺加條形基礎，中柱布置三根樁，邊柱布置二根樁。為了趕進度，業主決定先打完工程樁，然后再進行靜載荷試樁。　　“現在出了兩個問題：第一個問題是，我按地質勘察報告的結論，取單樁承載力為50噸，打完樁后靜載荷試樁壓了三根，但是有兩根的極限承載力只有55噸，另一根的極限承載力是60噸。因此試樁單位給出單樁承載力是27噸。現在基坑已經全部挖下去1.8米。再補樁的話，打樁單位提出還要填平基坑。這樣的話，樁數幾乎要加一倍，工期也要延長，業主意見很大。　　“第二個問題是，我按地質勘察報告的結論，對職工宿舍的暗浜采用挖去淤泥、回填毛石混凝土的辦法，但是算下來光填平暗浜就要增加十六萬元左右。業主感覺職工宿舍的基礎造價太高了。”　　大家聽了后眾說紛紜，大多數人都認為是運氣不好，只能補樁、填暗浜了。 　　白緯要過地質勘察報告與電算的柱底軸力結果，仔細看了，再計算了一會兒以后，指出：“第一，盧工設計樁的時候，采用電算的柱底軸力與地震力彎矩，但是單樁承載力并沒有按上海抗震規范規定乘以1.3，因此現在實際上每根柱下的樁數都有富余；　　“第二，這份地質勘察報告有問題，請大家看一下，‘地基土物理力學性質指標表’中的原位測試這一欄，靜力觸探采用的是雙橋探頭，而89年版上海地基規范提供的樁承載力計算公式，是基于單橋探頭試驗結果的。因此這份地質報告提供的靜力觸探數據，實際上無法用來估算樁周土摩擦力極限值與樁端土承載力極限值。再把這份地質勘察報告提供的樁數據，與上海地基規范的樁數據對照一下，兩者完全一樣。這家地質勘察單位不是上海本地的，我猜想他們是第一次做上海的工程，因此才會出現這樣的低級錯誤；　　“第三，關于用毛石混凝土填暗浜的問題，我們單位以前設計的上海倉庫早就犯過同樣的錯誤了。地質勘察報告說什么就怎么做，還要我們工程師干什么？上海地基規范里明明有用6~8米長小方樁處理暗浜的規定，像這樣大的暗浜，按上海本地的經驗，一般只能用小方樁處理，毛石混凝土是肯定做不好的。　　“還有，我看過很多上海工程的地質勘察報告，怎么感覺這家勘察單位不像是常在上海做工程的勘察單位呢？”　　盧工說：“我就是按地質勘察報告的結論設計的樁承載力，怎么會錯得這么多呢？不過我曾經問過地質勘察單位，他們是外地的單位，這個工程確實是他們進上海后做的第一個項目。”　　白緯笑道：“難怪了。其實你可以注意一下，地質勘察報告給出的明明是‘建議與結論’，何況報告里面給出的樁側摩阻力與樁端阻力只是‘建議值’，給出的單樁承載力只是‘估算值’。何況，我用94年版《建筑樁基技術規范》里面根據雙橋探頭靜力觸探數據，估算各層土極限樁側阻力與極限樁端阻力的公式，按這份地質報告的數據算了一下，單樁極限承載力為62噸。由此可見，這份地質勘察報告給出數據本身并沒有問題，但是，我對照了一下，這份地質報告提供的樁周土摩擦力極限值與樁端土承載力極限值，是直接抄上海地基規范的。”　　白緯回頭對總工等說：“要是我做工程拿到這樣的地質報告，立即就會退回去，告訴業主說，這份地質報告錯了，因為不符合上海地基規范規定。我個人建議，我們就以地質報告出錯為理由，去回復業主。”　　總工問道：“你認為這個工程的基礎怎樣處理，才能夠滿足業主的要求？”　　白緯說：“處理這種情況不外乎兩種辦法。第一個辦法是‘甩鍋’給勘察單位，就說他們提供的地質報告不符合上海地基規范，產生的結果就是單樁承載力太小，因此就只能按靜載荷試樁的結果重新設計樁基，現場進行補樁。這個辦法我們最省力；　　“第二個辦法就是我們單位多花點氣力，不補樁，考慮按復合樁基設計。我92年在上海曾參加一片工業小區六層工業廠房的設計，有全國不少設計院參加設計，大家都采用微型樁基礎，我設計的就是16米長微型樁復合樁基，竣工時沉降情況尚可。現在我們這個工程的樁數，實際上達到真實設計要求的60%以上，滿足復合樁基的要求了。至于暗浜處理問題，我是肯定不敢采用挖土填毛石混凝土的方法，因為以前吃過大虧的。”　　總工問道：“我翻了一下你拿來的上海復合樁基的資料，里面給出的案例全都是采用邊長0.2米、長16米的微型樁，現在我們工程用的是直徑0.4米、長25米的預應力管樁，這好像不符合上海復合樁基的規定吧？”　　白緯回答：“因為現在上海對于廠房還沒有實行設計監理，因此這個工程雖然采用的是直徑40厘米的管樁，超出上海地基處理規范規定的微型樁范圍，但是根據上海的工程實踐與沉降控制復合樁基的基本原理，我認為完全可以按復合樁基設計，也能夠說服業主的。因為，沉降控制復合樁基的要求是樁距大于六倍樁徑，樁端土不十分堅硬，我們的廠房樁基都符合這兩條要求。當然，主要還在于我們自己是怎么考慮的了。” 　　討論會后，盧工再也沒有找過白緯，于是白緯猜想他還是選擇了“甩鍋”給地質勘察單位、補打樁的辦法，因為這樣最省力。何況單位里其他人都不會沉降控制復合樁基的設計與計算，暗浜打微型樁的設計也有一定的竅門，這類工程只有白緯做過。盧工不愿意把基礎設計這一塊分給白緯做，也很正常。大概他自信能夠搞定業主吧？ ?　　　　　二、自作聰明的后果　　到2000年，上海分院的人告訴白緯：“去年盧工接來的上海那個輕工業廠房已經竣工。但是因為廠房補打了不少樁，職工宿舍的基礎造價也偏高，整個工程的造價超出預算六十萬左右，工期還拖后了一個月，因此老板很不滿意。而且，他還找了一家上海的咨詢公司問了一下，人家說，地質勘察報告確實有一點問題，但是數據沒有錯，因此設計上的問題怪不到人家頭上；其實完全不用補樁，可以按樁土共同作用設計，這個在上海灘很常見；大暗浜回填毛石混凝土的這種做法，上海人是肯定不會設計的。所以人家老板一聽就氣壞了，服裝廠的二期工程就沒有再找我們單位設計了。”　　白緯聽后就笑了：“這家咨詢公司水平還不錯。其實人家說出來的辦法，我早就告訴大家了，盧工他們大概自己弄不清楚怎么設計，又不舍得把基礎設計部分分出來，那就沒辦法了。反正盧工自己還能接到工程，大概也不太想繼續做上海那個服裝廠的二期工程吧，感覺上海的工程太難伺候了。只不過我們單位在上海的名聲壞了。” ?　　　　　　三、感想　　地質勘察報告提供的地基土承載力可能出錯，因為這個承載力未經沉降驗算；地質勘察報告提供的樁側阻力與端阻力也可能偏于不安全,因為勘察單位只對它提供的勘察數據正確與否負責，而地質勘察報告的結論只是“建議”而已，如地質勘察報告給出的樁側摩阻力與樁端阻力只是“建議值”，給出的單樁承載力只是“估算值”。因為只是“建議值”與“估算值”，設計人員需要結合相鄰工程情況及經驗進行必要的復核與檢查，必要時綜合相關各方意見并經討論提出接近實際的單樁承載力設計預測值，再由靜載荷試驗確定單樁承載力。　　在工程實踐中,為加快工程進度，常要求完成全部工程樁沉樁后再進行單樁承載力靜載荷試驗。設計者若同意，則宜事先根據地質勘察報告提供的原位測試數據（如靜力觸探試驗、標準貫入試驗、輕型動力觸探試驗、十字板剪切試驗等），判斷地質勘察報告提供的地基土承載力、樁側阻力與端阻力是否可靠，而且這樣做并不困難。　　工程師到一個不熟悉的地方進行設計，應該尊重當地的經驗。有時也會遇到地質勘察單位盲目照搬當地經驗的情況，偏于保守倒也罷了，怕的是遇見偏于不安全的地質勘察報告結論，不能不信，又不能全信，此時設計人員應作深入的調查研究，方可做到心中有數。　　一旦發生由于地質勘察報告結論偏于不安全而導致設計出現偏差的事故，如何進行最小損失的補救措施，值得推敲，并不是只有補樁一個辦法。如本文所述的這個上海工程，在已測得單樁極限承載力數值的條件下，對于這類三層廠房可以采用“沉降控制復合樁基”，而不必重新補樁。當時“沉降控制復合樁基”已經列入上海市標準《地基處理技術規范》DBJ08-40-94，沉降控制復合樁基已成為上海地區處理多層住宅與多層輕工廠房的常規方法。若采用這樣的處理方法，基礎造價增加有限，施工工期則不受影響。 ? ? ? ? ? ? ??

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【從“工程匠”到“工程師”】被地質報告誤導的設計（1）

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