<p class="ql-block"> 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。</p><p class="ql-block"> 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。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"> </p><p class="ql-block"> 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。</p><p class="ql-block"> 但是有的业主会请咨询公司,因此设计人员就难以再“糊弄”过去了。</p><p class="ql-block"> </p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"> 一、业主要求修改一期工程基础</p><p class="ql-block"> 2006年,同事董工接来一个大项目,是单位的主管单位医药工业局所属置业公司,在浙江嘉兴地区投资建设的叶嘉光明城,一期工程为六万平方米多层住宅。</p><p class="ql-block"> 白纬不在董工的设计所里,因此未参与。</p><p class="ql-block"> 不久后,董工来找白纬,想请他帮忙。</p><p class="ql-block"> 董工介绍说:“按叶嘉光明城的地质勘察报告的建议,项工对多层住宅以埋深36米的第7层粉砂层作为桩端持力层。采用直径0.6米、长35米钻孔灌注桩。桩位图交底时,业主认为基础造价太高,就邀请嘉兴本地设计人员进行咨询。</p><p class="ql-block"> “咨询人员指出,嘉兴地区地基设计方面的最大特点是,并不执行浙江地基规范,而是执行上海地基规范;而且嘉兴地区已经有不少多层住宅采用沉降控制复合桩基,情况都不错。因此他们认为叶嘉光明城一期工程的多层住宅,可以考虑采用沉降控制复合桩基,如果将沉降控制要求放宽在10厘米以内,估计可以降低造价三分之一,或者更多。</p><p class="ql-block"> “现在业主要求我们修改基础图,至少要降低基础造价三分之一。可是项工他们说不会按上海规范计算复合桩基沉降,因为按全国规范,是不能计算复合桩基沉降的。现在,想请你按复合桩基做一幢房子的基础,给他们做一个样子。”</p><p class="ql-block"> 白纬拿过叶嘉光明城的地质勘察报告,仔细看了一遍,委婉地拒绝道:“单位里就有上海地基规范,规范里有复合桩基的例题和计算表格,项工是硕士吧?我就不必再掺和进去了,顶多要是他们一开始不熟悉沉降计算的时候,拿来新的桩位图,我可以帮着算一个做例子,产值就不要算给我了。不过我们同事也快十年了,这个项目的地质报告我看了一下,人家嘉兴咨询公司好像讲得还是很客气的,我大致估算了一下,你们的基础设计起码可以降低一半以上。这个项目听说是你自己通过朋友的面子接来的,因此我觉得最好把一切做得比人家说的还要好,才对得起你的朋友。”</p><p class="ql-block"> 听说项工特意用Excel表格,编了一个按上海地基规范计算桩基沉降的程序,但还是感觉难以达到降低基础造价一半以上的目标。于是董工再次找到白纬,请他重新设计叶嘉光明城一期工程多层住宅的基础。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"> 白纬决定改用直径0.426米、长17米沉管灌注桩,以第6黏土层为桩端持力层,按沉降控制复合桩基法计算,可得计算沉降小于10厘米,基础造价降低64%。业主表示满意。</p><p class="ql-block"> 只不过,项工他们对白纬接手修改叶嘉光明城一期工程的基础设计非常不满,当白纬将基础设计图交给他校对时,他问道:“校对还有必要吗?”白纬一笑置之。</p><p class="ql-block"> 叶嘉光明城一期工程交底时,白纬特意请业主让施工单位认真测试这九幢住宅的沉降,以便验证沉降计算结果的可靠性。</p><p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 沉降监测结果十分理想,虽然只是监测到住宅竣工,但其中沉降最大的9号楼,竣工时实测平均沉降量仅为0.95厘米,而且沉降观测曲线出现拐点。因此,可以确定实测推算最终沉降值远小于10厘米。由此可见上海地基规范的沉降计算方法是适用于嘉兴地区的。</p> <p class="ql-block"> 二、业主又要求修改一期工程基础</p><p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 2007年,叶嘉光明城二期工程开始设计,这个项目是在8万平方米的大底盘地下室上建设4幢23~25层与8幢6层住宅。</p> <p class="ql-block"> 董工仍然没有请白纬参与二期工程的设计。</p><p class="ql-block"> 项工按该项目的地质勘察报告建议,对于25层住宅楼采用直径0.8米的钻孔灌注桩,以埋深46米的第9层粉质黏土为桩端持力层,桩长44米;对于6层住宅与纯地下室部分,采用直径0.6米的钻孔灌注桩,以埋深36米的第7层粉砂层作为桩端持力层,桩长33米。</p><p class="ql-block"> 业主看了二期工程的预算后很不高兴,认为基础造价实在太高了,至少必须砍掉三分之一。他还问道,他对设计一期工程基础部分的白工很满意,为何这个二期工程的基础部分不让他参加?</p><p class="ql-block"> 于是董工只能来请白纬参加二期工程基础部分的设计。</p><p class="ql-block"> </p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"> 白纬花了两天时间,经过计算后,参加关于二期工程基础设计方面与业主的会谈。</p><p class="ql-block"> 白纬对业主说:“首先,我经过计算,认为纯地下室部分的抗拔桩,按地质报告建议采用以第7层土为持力层的33米长钻孔灌注桩,完全没有必要,因为纯地下室的沉降为零。采用桩基是为了解决抗浮问题,因此可以采用沉管灌注桩,桩长由抗拔力决定。我计算下来长度为11米就满足抗浮了;</p><p class="ql-block"> “第二点,因为一期工程已竣工的多层住宅,采用以第6层土为持力层的沉管灌注桩,竣工时实测沉降值不足10毫米,预计最终沉降值不超过30毫米。因此二期工程的多层住宅也可以采用以第6层土为持力层的沉管灌注桩,我计算下来长度为18米就可以了; </p><p class="ql-block"> “第三点,关于高层住宅部分,地质报告建议采用以第9层粉质黏土为桩端持力层、直径0.8米、44米长钻孔灌注桩,这还是合适的。因为我估算了这幢高层的沉降,约为55毫米,因此,高层的这个沉降值与多层住宅的30毫米沉降值、纯地下室的零沉降,通过设置后浇带、增强地下室底板配筋,是能够满足要求的。只是44米长的钻孔灌注桩,直径采用0.6米就满足规范规定了;</p><p class="ql-block"> “最后一点,按地质报告给出的桩承载力数据,计算出来44米长桩的单桩承载力为210吨。但是,我根据地质报告给出的原位测试数据,按全国桩基规范的有关公式计算,单桩承载力应该能够达到290吨左右。因为现在已经接近春节,这个工程现在反正不能进行沉桩,因此我建议业主协调一下打桩单位,春节前在高层建筑的核心筒部位先打下六根工程桩,作为试桩用桩,春节后进行单桩静载荷试桩,并且压到极限值,确定单桩承载力。而且无论这六根试桩的承载力是多少,还能够作为工程桩使用的,并不会浪费。</p><p class="ql-block"> “总之,我认为现在基础这样调整下来,应该能够满足业主降低基础造价一半以上的要求了。”</p><p class="ql-block"> 业主听完后,对白纬的修改表示满意,并决定让施工单位在春节前打下六根工程桩作为试桩用桩。</p><p class="ql-block"> 春节后,进行了试桩的静载荷试验,6根试桩的单桩极限承载力均超过600吨,基本达到桩身混凝土的结构强度。因此可取单桩承载力为300吨。</p><p class="ql-block"> 与地质勘察报告建议的单桩承载力210吨相比,4幢高层住宅仅桩造价就可以降低近80万元。再与地质勘察报告建议的高层住宅采用直径0.8米的钻孔灌注桩、多层住宅、外扩地下室采用直径0.6米、33米长钻孔灌注桩的原桩基础方案相比,总共降低桩造价数百万元。</p><p class="ql-block" style="text-align:justify;"> 业主表示对白纬的基础设计非常满意,因为已经远超他的期望了。</p> <p class="ql-block"> 在叶嘉光明城二期工程的基础交底会上,白纬特意强调说,基础底板图上标示的后浇带,一定要按图纸上注明的,在结构封顶后才能浇筑。</p><p class="ql-block"> 二期工程竣工时,周边实测沉降仅为15毫米左右,且十分均匀。虽然后期未进行长期沉降观测,但据业主方反映,地下室底板并未出现任何开裂、渗水现象。这说明该工程采用长短桩基础是成功的。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"> 三、感想</p><p class="ql-block"> 工程师到一个不熟悉的地方进行地基基础设计,最希望能得到当地可靠的地基基础设计资料,包括地基土承载力、桩承载力与各类地基基础的长期沉降实测数据。但是这些数据都很难取得。因此退而求其次,希望地质勘察报告提供的数据首先能够保证地基基础设计的安全;同时希望这些数据不要过于保守,以免地基基础设计方案的性价比明显落后于当地的设计水平。</p><p class="ql-block"> 嘉兴地区毗邻上海地区,地基土情况相似,单桩承载力、主楼沉降计算、主裙楼之间沉降差的控制等均可参考上海地区的经验,并获得较好的结果,同时也容易得到各相关部门(如设计审查、施工监理、质量监督等)的认可。</p><p class="ql-block"> 但是,因为白纬的单位不是嘉兴地区的设计单位,因此缺少当地可靠的地基基础设计资料,也没有时间去积累。</p><p class="ql-block"> 这就形成一个“死循环”的格局:设计者按地质勘察报告提供的桩承载力数据设计桩基础,静载荷试验也只是去验证这个桩承载力数据,而这些数据通常是偏于保守的;地质勘察单位得不到验证其所提供桩承载力数据偏于保守的静载荷试验结果,于是下一次向设计者提供的桩承载力数据,极可能还是偏于保守。在缺少外力打破这个“死循环”的格局之前,它可能将继续循环下去。</p><p class="ql-block"> 各类建筑物采用不同长度桩的实测沉降值,也存在着同样的“死循环”格局。设计者作为个人很少有强烈的意愿,同时也没有能力去独自监测大量建筑物的长期沉降量,地质勘察单位也缺少这个意愿与能力。</p><p class="ql-block"> 因此,设计者尤其是初到一个不熟悉的地方从事设计的工程师,做好设计工作的第一步,就是通过各种途径收集当地在地基基础设计方面的资料与经验,包括自我积累。</p><p class="ql-block"> 如叶嘉光明城二期工程,就借助于一期工程多层住宅的实测沉降—时间曲线,分析判断二期工程中大底盘地下室上多层住宅的沉降值与高层建筑的沉降值能否匹配;借助于一期工程多层住宅的实测沉降值,分析判断二期工程中高层建筑的沉降趋势;并通过现场静载荷试验,优化桩基础设计,获得良好结果。</p><p class="ql-block"> 在不影响工程进度的前提下,预先进行单桩静载荷试验,并要求试桩载荷达到极限,是桩基础设计合理与安全的重要途径。</p><p class="ql-block"> </p><p class="ql-block"> </p><p class="ql-block"> </p><p class="ql-block" style="text-align: justify;"> </p>