【从“工程匠”到“工程师”】被地质报告误导的设计（1）

白纬

　　白纬从事工业与民用建筑设计四十多年，感觉自己的工作像是“工程匠”，并不需要多少创意，只要套用教科书与规范上的规定就可以了。

　　直到白纬在复合桩基设计与计算方面有所感悟后，才开始感觉自己这个工程师可以说是名副其实的了。

 

　　有些设计人员常将地质勘察报告给出的“建议与结论”，直接当成了“结论”。但是，因为地质勘察单位不是工程设计负责人，他们只需要也只能对自己提供的数据负责。而设计人员一般对地质勘察报告所提供数据的判读不够重视，因此会出现被地质勘察报告所提供“建议与结论”误导的现象，从而出现设计错误。

　　好在业主一般更外行，因此常常被设计人员“糊弄”过去了。

 

　一、被地质勘察报告误导后的两种处理办法

　　1999年，听说同事卢工接了上海一个轻工业厂房，是浙江企业家投资的，建设在上海浦东地区。卢工自己设计这个工程的结构，没有找白纬，因此白纬也就没有关心此事。

　　过了几个月，总工找了白纬等人去开会，说卢工设计的上海工程出了问题，让大家看看。

　　讨论会上，卢工介绍说：“这个项目是一个服装厂，主要建筑是一幢三层厂房和一幢五层砖混结构职工宿舍。厂房的柱距是7.5米，跨度9米，活载400～500公斤/平方米。因为厂房长度为72米，因此业主对厂房的沉降提出较高要求。

　　“这个工程的桩端硬土比较深，而且职工宿舍部位还有一个面积相当大、深度约3米的暗浜。我按地质勘察报告的结论，对厂房采用直径0.4米、长25米的预应力管桩，独立承台加条形基础，中柱布置三根桩，边柱布置二根桩。为了赶进度，业主决定先打完工程桩，然后再进行静载荷试桩。

　　“现在出了两个问题：第一个问题是，我按地质勘察报告的结论，取单桩承载力为50吨，打完桩后静载荷试桩压了三根，但是有两根的极限承载力只有55吨，另一根的极限承载力是60吨。因此试桩单位给出单桩承载力是27吨。现在基坑已经全部挖下去1.8米。再补桩的话，打桩单位提出还要填平基坑。这样的话，桩数几乎要加一倍，工期也要延长，业主意见很大。

　　“第二个问题是，我按地质勘察报告的结论，对职工宿舍的暗浜采用挖去淤泥、回填毛石混凝土的办法，但是算下来光填平暗浜就要增加十六万元左右。业主感觉职工宿舍的基础造价太高了。”

　　大家听了后众说纷纭，大多数人都认为是运气不好，只能补桩、填暗浜了。

　　白纬要过地质勘察报告与电算的柱底轴力结果，仔细看了，再计算了一会儿以后，指出：“第一，卢工设计桩的时候，采用电算的柱底轴力与地震力弯矩，但是单桩承载力并没有按上海抗震规范规定乘以1.3，因此现在实际上每根柱下的桩数都有富余；

　　“第二，这份地质勘察报告有问题，请大家看一下，‘地基土物理力学性质指标表’中的原位测试这一栏，静力触探采用的是双桥探头，而89年版上海地基规范提供的桩承载力计算公式，是基于单桥探头试验结果的。因此这份地质报告提供的静力触探数据，实际上无法用来估算桩周土摩擦力极限值与桩端土承载力极限值。再把这份地质勘察报告提供的桩数据，与上海地基规范的桩数据对照一下，两者完全一样。这家地质勘察单位不是上海本地的，我猜想他们是第一次做上海的工程，因此才会出现这样的低级错误；

　　“第三，关于用毛石混凝土填暗浜的问题，我们单位以前设计的上海仓库早就犯过同样的错误了。地质勘察报告说什么就怎么做，还要我们工程师干什么？上海地基规范里明明有用6~8米长小方桩处理暗浜的规定，像这样大的暗浜，按上海本地的经验，一般只能用小方桩处理，毛石混凝土是肯定做不好的。

　　“还有，我看过很多上海工程的地质勘察报告，怎么感觉这家勘察单位不像是常在上海做工程的勘察单位呢？”

　　卢工说：“我就是按地质勘察报告的结论设计的桩承载力，怎么会错得这么多呢？不过我曾经问过地质勘察单位，他们是外地的单位，这个工程确实是他们进上海后做的第一个项目。”

　　白纬笑道：“难怪了。其实你可以注意一下，地质勘察报告给出的明明是‘建议与结论’，何况报告里面给出的桩侧摩阻力与桩端阻力只是‘建议值’，给出的单桩承载力只是‘估算值’。何况，我用94年版《建筑桩基技术规范》里面根据双桥探头静力触探数据，估算各层土极限桩侧阻力与极限桩端阻力的公式，按这份地质报告的数据算了一下，单桩极限承载力为62吨。由此可见，这份地质勘察报告给出数据本身并没有问题，但是，我对照了一下，这份地质报告提供的桩周土摩擦力极限值与桩端土承载力极限值，是直接抄上海地基规范的。”

　　白纬回头对总工等说：“要是我做工程拿到这样的地质报告，立即就会退回去，告诉业主说，这份地质报告错了，因为不符合上海地基规范规定。我个人建议，我们就以地质报告出错为理由，去回复业主。”

　　总工问道：“你认为这个工程的基础怎样处理，才能够满足业主的要求？”

　　白纬说：“处理这种情况不外乎两种办法。第一个办法是‘甩锅’给勘察单位，就说他们提供的地质报告不符合上海地基规范，产生的结果就是单桩承载力太小，因此就只能按静载荷试桩的结果重新设计桩基，现场进行补桩。这个办法我们最省力；

　　“第二个办法就是我们单位多花点气力，不补桩，考虑按复合桩基设计。我92年在上海曾参加一片工业小区六层工业厂房的设计，有全国不少设计院参加设计，大家都采用微型桩基础，我设计的就是16米长微型桩复合桩基，竣工时沉降情况尚可。现在我们这个工程的桩数，实际上达到真实设计要求的60%以上，满足复合桩基的要求了。至于暗浜处理问题，我是肯定不敢采用挖土填毛石混凝土的方法，因为以前吃过大亏的。”

　　总工问道：“我翻了一下你拿来的上海复合桩基的资料，里面给出的案例全都是采用边长0.2米、长16米的微型桩，现在我们工程用的是直径0.4米、长25米的预应力管桩，这好像不符合上海复合桩基的规定吧？”

　　白纬回答：“因为现在上海对于厂房还没有实行设计监理，因此这个工程虽然采用的是直径40厘米的管桩，超出上海地基处理规范规定的微型桩范围，但是根据上海的工程实践与沉降控制复合桩基的基本原理，我认为完全可以按复合桩基设计，也能够说服业主的。因为，沉降控制复合桩基的要求是桩距大于六倍桩径，桩端土不十分坚硬，我们的厂房桩基都符合这两条要求。当然，主要还在于我们自己是怎么考虑的了。”

　　讨论会后，卢工再也没有找过白纬，于是白纬猜想他还是选择了“甩锅”给地质勘察单位、补打桩的办法，因为这样最省力。何况单位里其他人都不会沉降控制复合桩基的设计与计算，暗浜打微型桩的设计也有一定的窍门，这类工程只有白纬做过。卢工不愿意把基础设计这一块分给白纬做，也很正常。大概他自信能够搞定业主吧？

 

　　　　　二、自作聪明的后果

　　到2000年，上海分院的人告诉白纬：“去年卢工接来的上海那个轻工业厂房已经竣工。但是因为厂房补打了不少桩，职工宿舍的基础造价也偏高，整个工程的造价超出预算六十万左右，工期还拖后了一个月，因此老板很不满意。而且，他还找了一家上海的咨询公司问了一下，人家说，地质勘察报告确实有一点问题，但是数据没有错，因此设计上的问题怪不到人家头上；其实完全不用补桩，可以按桩土共同作用设计，这个在上海滩很常见；大暗浜回填毛石混凝土的这种做法，上海人是肯定不会设计的。所以人家老板一听就气坏了，服装厂的二期工程就没有再找我们单位设计了。”

　　白纬听后就笑了：“这家咨询公司水平还不错。其实人家说出来的办法，我早就告诉大家了，卢工他们大概自己弄不清楚怎么设计，又不舍得把基础设计部分分出来，那就没办法了。反正卢工自己还能接到工程，大概也不太想继续做上海那个服装厂的二期工程吧，感觉上海的工程太难伺候了。只不过我们单位在上海的名声坏了。”

 

　　　　　　三、感想

　　地质勘察报告提供的地基土承载力可能出错，因为这个承载力未经沉降验算；地质勘察报告提供的桩侧阻力与端阻力也可能偏于不安全,因为勘察单位只对它提供的勘察数据正确与否负责，而地质勘察报告的结论只是“建议”而已，如地质勘察报告给出的桩侧摩阻力与桩端阻力只是“建议值”，给出的单桩承载力只是“估算值”。因为只是“建议值”与“估算值”，设计人员需要结合相邻工程情况及经验进行必要的复核与检查，必要时综合相关各方意见并经讨论提出接近实际的单桩承载力设计预测值，再由静载荷试验确定单桩承载力。

　　在工程实践中,为加快工程进度，常要求完成全部工程桩沉桩后再进行单桩承载力静载荷试验。设计者若同意，则宜事先根据地质勘察报告提供的原位测试数据（如静力触探试验、标准贯入试验、轻型动力触探试验、十字板剪切试验等），判断地质勘察报告提供的地基土承载力、桩侧阻力与端阻力是否可靠，而且这样做并不困难。

　　工程师到一个不熟悉的地方进行设计，应该尊重当地的经验。有时也会遇到地质勘察单位盲目照搬当地经验的情况，偏于保守倒也罢了，怕的是遇见偏于不安全的地质勘察报告结论，不能不信，又不能全信，此时设计人员应作深入的调查研究，方可做到心中有数。

　　一旦发生由于地质勘察报告结论偏于不安全而导致设计出现偏差的事故，如何进行最小损失的补救措施，值得推敲，并不是只有补桩一个办法。如本文所述的这个上海工程，在已测得单桩极限承载力数值的条件下，对于这类三层厂房可以采用“沉降控制复合桩基”，而不必重新补桩。当时“沉降控制复合桩基”已经列入上海市标准《地基处理技术规范》DBJ08-40-94，沉降控制复合桩基已成为上海地区处理多层住宅与多层轻工厂房的常规方法。若采用这样的处理方法，基础造价增加有限，施工工期则不受影响。