【从“工程匠”到“工程师”】被上海咨询公司“截胡”

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。

 

        上海存在不少设计顾问公司，在为业主咨询工程设计项目的同时，按优化金额获取一定比例的奖励。因此当年外地设计人员在设计上海工程时，就必须适应这种竞争的氛围。

        本文介绍一例因为无视白纬的意见，而被上海咨询公司分走了基础设计部分、业主减少相应设计费的工程案例。

                一、自作聪明的基础设计

        2001年，建筑师米工自己揽来的上海金山区金华广场项目，主楼十四层，裙楼四层，地下室一层，不设沉降缝，要求自上部结构到地下室均连成一体，总面积一万四千平方米。米工自己设计建筑，安排自己组里的洪工设计结构。

        金华广场地质勘察报告的“结论与建议”指出：该拟建场地地基土中下部缺失第6层硬土，但第7层砂质粉土厚度较大。由于拟建场地周围尚有不少建筑物，建议主楼与裙楼采用直径0.8米、长42米的钻孔灌注桩，以第7层土为桩端持力层。

       设计人员直接按地质勘察报告的建议，选用直径0.8米、长42米的钻孔灌注桩，以第7层土为桩端持力层，单桩承载力特征值为200吨，基础采用上海地区常用的桩—厚筏承台板基础，承台板兼作地下室底板。

        请白纬送到上海某岩土工程有限公司张工那儿，由他们计算底板内力。

        张工经过初步试算后，发现底板需要1.3米厚，其配筋量才能不超过合理的程度；而且1.3米厚的底板，一般可用于20层左右高层建筑的桩—厚筏承台板基础。

        因此张工提供的对该工程底板的计算意见中，建议设计人员调整桩位后再进行计算。其要点为：

        1）桩基沉降及桩顶反力均满足设计及规范要求。

        2）底板的计算内力对应底板设计厚度（1.3米）能够满足配筋要求。

        3）计算结果表明，底板的内力分布不均匀，从主楼中心筒体局部的1475kN·ｍ到主楼柱下的615kN·ｍ与175kN·ｍ，差距太大；裙楼部分底板的内力一般在100kN·ｍ以内。由于设计对底板一般采用统配钢筋，很不经济。本工程可优化布桩，预计底板的厚度可减至0.9～1.0米。

        4）设计的单桩承载力特征值为200吨。计算结果表明，主楼的桩顶反力一般为165吨，裙楼的桩顶反力一般为100吨；主楼计算沉降一般为6～7厘米，裙楼一般为3～4厘米。主楼与裙楼桩顶反力均明显小于设计值，建议根据计算桩顶反力进行优化，可降低造价。主楼与裙楼之间的沉降差在3厘米左右，是造成底板内力偏大以及差值较大的主要原因。故建议主楼与裙楼改用不同长度的桩基。

        5）由于汽车坡道底板与裙楼基础底板连接位置的受力及变形较复杂，存在许多不确定因素。建议将汽车坡道底板与裙楼基础底板用沉降缝脱开，汽车坡道仅设置抗浮桩或采用天然地基。

        张工还告诉白纬：“这份基础设计太落后了，是你设计的吗？不应该啊！我初步估算了一下，只要优化一下，至少可以降低基础造价一百万以上。”

        白纬听后对张工说：“他们不要我设计，应该是感觉自己都懂了吧？我原先在上海工作时，请你计算过一幢高层建筑的桩筏基础，从你那儿学到了很多东西。去年又在你这儿算过两幢高层住宅的基础。我们也算是老相识了。我现在可以向你交个底，你的桩基计算结果拿过去，我们单位的人多半不会调整桩基，而是直接就按你给出的计算结果配筋。

        “根据我的经验，他们肯定不愿意将基础部分再请我设计，我也不可能免费教他们正确的设计方法。其实你可以考虑以咨询公司的名义，给这幢高层的业主提供收费的优化意见；或者你可以干脆向业主提出，由你接手这幢高层的基础设计，保证能够达到减低造价一百万的目标。”

        张工表示他绝对有把握降低造价一百万以上，这方面他经历过太多了。于是双方约定，白纬这边有消息，就通过QQ告诉张工。

 

             二、没有接受上海张工的基础优化意见

        米工、洪工与单位总工看过上海某岩土工程有限公司张工提供的底板计算结果，感觉无从下手，于是请教白纬，按他的经验，应该如何进行调整。

        白纬回答说：“按我的经验与研究，对于这个工程的基础修改有三种方法：

        “第一种方法是主楼桩基不变，调整裙楼的桩基，然后请上海再电算一次，看结果如何，再决定是否继续调整，这种方法最省劲；

        “第二种方法是按主楼与裙楼桩基的沉降差控制在2厘米之内，设定裙楼的沉降指标，调整裙楼的桩基后，手算裙楼的沉降，当满足设定的目标后，请上海再电算一次，看结果如何，再决定是否继续调整；

        “第三种方法是设定主楼与裙楼的沉降与沉降差指标，同时调整主楼与裙楼的桩基，手算各自的沉降，然后请上海再电算一次，看结果如何，再决定是否继续调整。后两种方法都需要手算桩基沉降，当然，这在我看来这并不太困难，只不过是有点繁琐而已。”

        米工、洪工与单位总工听了以后，好像有点迷迷糊糊的。

        最终，他们没有采纳上海某岩土工程有限公司张工的建议，不调整主裙楼的桩基，按主楼部位底板厚度为1.3米，裙楼部位底板厚度为1.1米，并在不同板厚之间设置暗梁，就按上海张工提供的计算书设计了。

        于是，白纬暗中将这个结果通知上海张工了。

 

　           三、基础设计部分被上海张工“截胡”

        上海张工直接联系金华广场的业主，介绍说自己为客户计算了金华广场的桩筏基础，发现有很大的降低基础造价空间，愿意为业主提供基础优化咨询。

        于是业主组织了一场基础优化论证会，请上海张工与金华广场项目设计人员参加，目标是通过优化金华广场基础设计，达到降低造价一百万元以上的目标。

        张工看了金华广场的建筑图与上部结构计算书与地质勘查报告后，经过估算，表示完全能够达到降低基础造价一百万元以上的目标，完成具体方案只需三天，若达不到这个目标，分文不取。金华广场项目的设计人员表示自己做不到。

        张工向业主提出两个方案：第一个方案是由他给出新的桩位图与底板计算书，保证通过设计审查，业主提供咨询费20万元；第二个方案是由他接手设计金华广场的桩筏基础，提供新的桩位图、底板施工详图与计算书，保证通过设计审查，提取金华广场结构施工图设计费的20％。

        最后业主决定，由张工的公司接手金华广场的桩筏基础设计，提供新的桩位图、底板施工详图与计算书，保证通过设计审查，并降低基础造价一百万元以上，业主提供咨询费20万元；交付图纸与计算书后预付80%，工程完工后付余款；同时由金华广场项目设计方提供建筑图与上部结构施工图给张工。并扣除金华广场项目施工图设计费20万元。

 

        白纬看了张工提供的基础设计图与计算书后，发现其优化设计的特点为：

        1）所有钻孔灌注桩的桩径均改为0.6米，桩的长细比控制在80以内。

        2）主楼桩长由原设计的42米改为48米，仍以第7层砂质粉土为桩端持力层，单桩承载力为185吨；裙楼采用42米长桩，以第7层砂质粉土为桩端持力层，单桩承载力特征值为155吨；裙楼边缘采用36米长桩，以第5-2层粉质黏土为桩端持力层，单桩承载力特征值为120吨。

        3）主楼三个筒体桩布置在剪力墙下或剪力墙附近，而不采用均匀布置方式；主楼柱下的布桩因为桩径改为0.6米，因此与柱的距离缩小；裙楼部分根据桩顶反力，采用不同的桩端持力层，主楼计算沉降一般为5～6厘米，裙楼一般为4～5厘米。减少了裙楼与主楼的沉降差，因此减小底板内力。

        4）经过修改桩长与桩数后，桩工程量减少1210立方米；底板的厚度由1.3米改为0.8米，减少混凝土工程量约400立方米，共可降低造价约160万元。该工程总面积一万四千平方米，折合120元/平方米。

        业主对张工的基础设计表示满意，该工程也顺利通过上海的设计审查。

        此后，这家房产公司再也没有委托白纬单位设计工程了。

        可以看出来，建筑师米工肯定有些后悔，因为不但他在业主与的单位里都丢了面子，而且还失去了一个客户。他很可能暗中还抱怨总师室的人没有水平，因为上海张工就是按他提供的基础计算建议进行优化的，而总师室却不敢拍板。

        实际上总师室的人未必没有暗中埋怨白纬没有根据自己的经验提供意见，但他们也明白，那真是强人所难的事情。你没有让人家参与上海工程的设计，人家凭什么当活雷锋，拿热面孔去贴你的冷屁股？

 

     四、上海地区主裙楼连体建筑基础设计的思路　

        上海某岩土工程有限公司张工在计算金华广场的桩筏基础内力前，曾向白纬介绍厚筏桩基筏板内力计算的原理：

        “厚筏桩基的筏板内力计算采用的是美国大型通用有限元程序SAP-5，计算原理是把桩当作弹性支座。计算的关键是考虑沉降的弹性参数取值，这是我们的技术诀窍。

        “你们需要提供的是不考虑风载、地震力的柱轴力、线荷载。布置好桩位后，由我们计算出各部分的沉降和底板内力。如果采用考虑风载、地震力后的柱轴力、线荷载来计算，基础底板内力的计算结果会偏大不少。

        “我们设计院的高层建筑厚筏桩基的底板内力多半是由我计算的，这一点你们可以放心的，不管上海谁来审查我们的计算结果，你们都不用担心的！”

        由此可见，张工所说金华广场的基础设计思路实际上就是多年后2008年版《建筑桩基技术规范》中所说的“变刚度调平设计”：对于主群楼连体建筑，当高层主体采用桩基时，裙房（含纯地下室）的地基或桩基宜相对弱化，可采用天然地基、复合地基、疏桩或短桩基础。

 

        只不过上海地区提前十年左右，就进行了大量的主裙楼连体建筑桩基础的“变刚度调平设计”，并且不但解决了“变刚度调平设计”中长短桩沉降与厚筏底板内力的计算问题，还进行了大量这类工程的长期沉降实测工作，包括成功的案例与出问题的案例，并由此获得了非常宝贵的资料。

 

                                五、感想

        在金华广场基础设计的这场风波中，既体现出参与该工程基础设计人员与单位总师室的自作聪明，又凸显出了他们对接受新事物的愚顽不灵：

        上海某岩土工程有限公司张工所提供的对金华广场桩基础的计算分析报告，就差拎着你的耳朵告诉你：既然第一次桩基计算结果已经指出主楼部分的桩顶反力一般为165吨，沉降一般为6～7厘米；裙楼的桩顶反力一般为100吨，沉降一般为3～4厘米。那么实际上就完全可以按第一次计算结果去调整主裙楼的桩基，使之尽量接近第一次桩基计算的结果。

        而此后上海张工他们给出的基础修改图，就是按这个思路进行的。

        说到底，就是白纬单位的同事们除了缺少基本的逻辑思维能力外，还是不相信或不接受上海地基规范有关桩基沉降计算的明德林应力解法，更不相信张工他们关于桩筏基础沉降计算的原理。

        他们实际上是不情愿地按上海某岩土工程有限公司提供的桩筏基础计算结果设计基础，只不过是不这样设计就通不过上海的设计审查而已。

        因为他们在上海以外地区设计的主裙楼连体桩基础，就根本没有考虑主裙楼基础的“变刚度调平设计”。虽然实际上在施工阶段就出现过底板裂穿渗水的事故，只不过他们一律认为施工质量问题，而没有据以进行反思。

        白纬能够接受上海的桩基沉降计算法，是因为他从1985年起就开始与同学一起，研究复合桩基沉降计算问题，并发表了一些论文。

        同时白纬还收集了不少上海一些桩基础的长期沉降实测数据，包括成功的案例与出问题的案例，因此他并非盲目地相信上海的桩基计算方法。

        建筑师米工将自己揽来的上海工程，安排给自己组里的人设计，肥水不外流。这一点白纬完全能够理解，但指望他主动帮助别人去理解上海桩基计算的精髓，并将自己积累的上海桩基资料提供给别人，白纬还没有傻到去越俎代庖，因为那属于总师室的职责范围。

        何况从单位同事们的表现看，当时他们并不服气，实际上后来他们是在上海的工程设计上又碰了一个大钉子，才算是醒悟过来的。这是个很难避免的过程。