<p class="ql-block">? ? ? ? 白緯從事工業(yè)與民用建筑設(shè)計四十多年，感覺自己的工作像是“工程匠”，并不需要多少創(chuàng)意，只要套用教科書與規(guī)范上的規(guī)定就可以了。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 直到白緯在復(fù)合樁基設(shè)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。</p><p class="ql-block">?</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">? ? ? ? 上海存在不少設(shè)計顧問公司，在為業(yè)主咨詢工程設(shè)計項目的同時，按優(yōu)化金額獲取一定比例的獎勵。因此當(dāng)年外地設(shè)計人員在設(shè)計上海工程時，就必須適應(yīng)這種競爭的氛圍。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 本文介紹一例因為無視白緯的意見，而被上海咨詢公司分走了基礎(chǔ)設(shè)計部分、業(yè)主減少相應(yīng)設(shè)計費的工程案例。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">? ? ? ? ? ? ? ? 一、自作聰明的基礎(chǔ)設(shè)計</p><p class="ql-block" style="text-align: justify;">? ? ? ? 2001年，建筑師米工自己攬來的上海金山區(qū)金華廣場項目，主樓十四層，裙樓四層，地下室一層，不設(shè)沉降縫，要求自上部結(jié)構(gòu)到地下室均連成一體，總面積一萬四千平方米。米工自己設(shè)計建筑，安排自己組里的洪工設(shè)計結(jié)構(gòu)。</p> <p class="ql-block">? ? ? ? 金華廣場地質(zhì)勘察報告的“結(jié)論與建議”指出：該擬建場地地基土中下部缺失第6層硬土，但第7層砂質(zhì)粉土厚度較大。由于擬建場地周圍尚有不少建筑物，建議主樓與裙樓采用直徑0.8米、長42米的鉆孔灌注樁，以第7層土為樁端持力層。</p><p class="ql-block">? ? ? ?設(shè)計人員直接按地質(zhì)勘察報告的建議，選用直徑0.8米、長42米的鉆孔灌注樁，以第7層土為樁端持力層，單樁承載力特征值為200噸，基礎(chǔ)采用上海地區(qū)常用的樁—厚筏承臺板基礎(chǔ)，承臺板兼作地下室底板。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 請白緯送到上海某巖土工程有限公司張工那兒，由他們計算底板內(nèi)力。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 張工經(jīng)過初步試算后，發(fā)現(xiàn)底板需要1.3米厚，其配筋量才能不超過合理的程度；而且1.3米厚的底板，一般可用于20層左右高層建筑的樁—厚筏承臺板基礎(chǔ)。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 因此張工提供的對該工程底板的計算意見中，建議設(shè)計人員調(diào)整樁位后再進(jìn)行計算。其要點為：</p><p class="ql-block">? ? ? ? 1）樁基沉降及樁頂反力均滿足設(shè)計及規(guī)范要求。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 2）底板的計算內(nèi)力對應(yīng)底板設(shè)計厚度（1.3米）能夠滿足配筋要求。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 3）計算結(jié)果表明，底板的內(nèi)力分布不均勻，從主樓中心筒體局部的1475kN·ｍ到主樓柱下的615kN·ｍ與175kN·ｍ，差距太大；裙樓部分底板的內(nèi)力一般在100kN·ｍ以內(nèi)。由于設(shè)計對底板一般采用統(tǒng)配鋼筋，很不經(jīng)濟(jì)。本工程可優(yōu)化布樁，預(yù)計底板的厚度可減至0.9～1.0米。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 4）設(shè)計的單樁承載力特征值為200噸。計算結(jié)果表明，主樓的樁頂反力一般為165噸，裙樓的樁頂反力一般為100噸；主樓計算沉降一般為6～7厘米，裙樓一般為3～4厘米。主樓與裙樓樁頂反力均明顯小于設(shè)計值，建議根據(jù)計算樁頂反力進(jìn)行優(yōu)化，可降低造價。主樓與裙樓之間的沉降差在3厘米左右，是造成底板內(nèi)力偏大以及差值較大的主要原因。故建議主樓與裙樓改用不同長度的樁基。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 5）由于汽車坡道底板與裙樓基礎(chǔ)底板連接位置的受力及變形較復(fù)雜，存在許多不確定因素。建議將汽車坡道底板與裙樓基礎(chǔ)底板用沉降縫脫開，汽車坡道僅設(shè)置抗浮樁或采用天然地基。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">? ? ? ? 張工還告訴白緯：“這份基礎(chǔ)設(shè)計太落后了，是你設(shè)計的嗎？不應(yīng)該啊！我初步估算了一下，只要優(yōu)化一下，至少可以降低基礎(chǔ)造價一百萬以上?！?lt;/p><p class="ql-block">? ? ? ? 白緯聽后對張工說：“他們不要我設(shè)計，應(yīng)該是感覺自己都懂了吧？我原先在上海工作時，請你計算過一幢高層建筑的樁筏基礎(chǔ)，從你那兒學(xué)到了很多東西。去年又在你這兒算過兩幢高層住宅的基礎(chǔ)。我們也算是老相識了。我現(xiàn)在可以向你交個底，你的樁基計算結(jié)果拿過去，我們單位的人多半不會調(diào)整樁基，而是直接就按你給出的計算結(jié)果配筋。</p><p class="ql-block">? ? ? ? “根據(jù)我的經(jīng)驗，他們肯定不愿意將基礎(chǔ)部分再請我設(shè)計，我也不可能免費教他們正確的設(shè)計方法。其實你可以考慮以咨詢公司的名義，給這幢高層的業(yè)主提供收費的優(yōu)化意見；或者你可以干脆向業(yè)主提出，由你接手這幢高層的基礎(chǔ)設(shè)計，保證能夠達(dá)到減低造價一百萬的目標(biāo)?！?lt;/p><p class="ql-block">? ? ? ? 張工表示他絕對有把握降低造價一百萬以上，這方面他經(jīng)歷過太多了。于是雙方約定，白緯這邊有消息，就通過QQ告訴張工。</p><p class="ql-block">?</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">? ? ? ? ? ? ?二、沒有接受上海張工的基礎(chǔ)優(yōu)化意見</p><p class="ql-block">? ? ? ? 米工、洪工與單位總工看過上海某巖土工程有限公司張工提供的底板計算結(jié)果，感覺無從下手，于是請教白緯，按他的經(jīng)驗，應(yīng)該如何進(jìn)行調(diào)整。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 白緯回答說：“按我的經(jīng)驗與研究，對于這個工程的基礎(chǔ)修改有三種方法：</p><p class="ql-block">? ? ? ? “第一種方法是主樓樁基不變，調(diào)整裙樓的樁基，然后請上海再電算一次，看結(jié)果如何，再決定是否繼續(xù)調(diào)整，這種方法最省勁；</p><p class="ql-block">? ? ? ? “第二種方法是按主樓與裙樓樁基的沉降差控制在2厘米之內(nèi)，設(shè)定裙樓的沉降指標(biāo)，調(diào)整裙樓的樁基后，手算裙樓的沉降，當(dāng)滿足設(shè)定的目標(biāo)后，請上海再電算一次，看結(jié)果如何，再決定是否繼續(xù)調(diào)整；</p><p class="ql-block">? ? ? ? “第三種方法是設(shè)定主樓與裙樓的沉降與沉降差指標(biāo)，同時調(diào)整主樓與裙樓的樁基，手算各自的沉降，然后請上海再電算一次，看結(jié)果如何，再決定是否繼續(xù)調(diào)整。后兩種方法都需要手算樁基沉降，當(dāng)然，這在我看來這并不太困難，只不過是有點繁瑣而已?！?lt;/p><p class="ql-block">? ? ? ? 米工、洪工與單位總工聽了以后，好像有點迷迷糊糊的。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 最終，他們沒有采納上海某巖土工程有限公司張工的建議，不調(diào)整主裙樓的樁基，按主樓部位底板厚度為1.3米，裙樓部位底板厚度為1.1米，并在不同板厚之間設(shè)置暗梁，就按上海張工提供的計算書設(shè)計了。</p><p class="ql-block"> </p><p class="ql-block">? ? ? ? 于是，白緯暗中將這個結(jié)果通知上海張工了。</p><p class="ql-block"> ?</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"> ? ? ? ? ? ?三、基礎(chǔ)設(shè)計部分被上海張工“截胡”</p><p class="ql-block">? ? ? ? 上海張工直接聯(lián)系金華廣場的業(yè)主，介紹說自己為客戶計算了金華廣場的樁筏基礎(chǔ)，發(fā)現(xiàn)有很大的降低基礎(chǔ)造價空間，愿意為業(yè)主提供基礎(chǔ)優(yōu)化咨詢。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 于是業(yè)主組織了一場基礎(chǔ)優(yōu)化論證會，請上海張工與金華廣場項目設(shè)計人員參加，目標(biāo)是通過優(yōu)化金華廣場基礎(chǔ)設(shè)計，達(dá)到降低造價一百萬元以上的目標(biāo)。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 張工看了金華廣場的建筑圖與上部結(jié)構(gòu)計算書與地質(zhì)勘查報告后，經(jīng)過估算，表示完全能夠達(dá)到降低基礎(chǔ)造價一百萬元以上的目標(biāo)，完成具體方案只需三天，若達(dá)不到這個目標(biāo)，分文不取。金華廣場項目的設(shè)計人員表示自己做不到。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">? ? ? ? 張工向業(yè)主提出兩個方案：第一個方案是由他給出新的樁位圖與底板計算書，保證通過設(shè)計審查，業(yè)主提供咨詢費20萬元；第二個方案是由他接手設(shè)計金華廣場的樁筏基礎(chǔ)，提供新的樁位圖、底板施工詳圖與計算書，保證通過設(shè)計審查，提取金華廣場結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計費的20％。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 最后業(yè)主決定，由張工的公司接手金華廣場的樁筏基礎(chǔ)設(shè)計，提供新的樁位圖、底板施工詳圖與計算書，保證通過設(shè)計審查，并降低基礎(chǔ)造價一百萬元以上，業(yè)主提供咨詢費20萬元；交付圖紙與計算書后預(yù)付80%，工程完工后付余款；同時由金華廣場項目設(shè)計方提供建筑圖與上部結(jié)構(gòu)施工圖給張工。并扣除金華廣場項目施工圖設(shè)計費20萬元。</p><p class="ql-block"> </p><p class="ql-block">?</p><p class="ql-block">? ? ? ? 白緯看了張工提供的基礎(chǔ)設(shè)計圖與計算書后，發(fā)現(xiàn)其優(yōu)化設(shè)計的特點為：</p><p class="ql-block">? ? ? ? 1）所有鉆孔灌注樁的樁徑均改為0.6米，樁的長細(xì)比控制在80以內(nèi)。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 2）主樓樁長由原設(shè)計的42米改為48米，仍以第7層砂質(zhì)粉土為樁端持力層，單樁承載力為185噸；裙樓采用42米長樁，以第7層砂質(zhì)粉土為樁端持力層，單樁承載力特征值為155噸；裙樓邊緣采用36米長樁，以第5-2層粉質(zhì)黏土為樁端持力層，單樁承載力特征值為120噸。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 3）主樓三個筒體樁布置在剪力墻下或剪力墻附近，而不采用均勻布置方式；主樓柱下的布樁因為樁徑改為0.6米，因此與柱的距離縮小；裙樓部分根據(jù)樁頂反力，采用不同的樁端持力層，主樓計算沉降一般為5～6厘米，裙樓一般為4～5厘米。減少了裙樓與主樓的沉降差，因此減小底板內(nèi)力。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 4）經(jīng)過修改樁長與樁數(shù)后，樁工程量減少1210立方米；底板的厚度由1.3米改為0.8米，減少混凝土工程量約400立方米，共可降低造價約160萬元。該工程總面積一萬四千平方米，折合120元/平方米。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 業(yè)主對張工的基礎(chǔ)設(shè)計表示滿意，該工程也順利通過上海的設(shè)計審查。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 此后，這家房產(chǎn)公司再也沒有委托白緯單位設(shè)計工程了。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">? ? ? ? 可以看出來，建筑師米工肯定有些后悔，因為不但他在業(yè)主與的單位里都丟了面子，而且還失去了一個客戶。他很可能暗中還抱怨總師室的人沒有水平，因為上海張工就是按他提供的基礎(chǔ)計算建議進(jìn)行優(yōu)化的，而總師室卻不敢拍板。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 實際上總師室的人未必沒有暗中埋怨白緯沒有根據(jù)自己的經(jīng)驗提供意見，但他們也明白，那真是強人所難的事情。你沒有讓人家參與上海工程的設(shè)計，人家憑什么當(dāng)活雷鋒，拿熱面孔去貼你的冷屁股？</p><p class="ql-block"> </p><p class="ql-block">?</p><p class="ql-block">? ? ?四、上海地區(qū)主裙樓連體建筑基礎(chǔ)設(shè)計的思路 </p><p class="ql-block">? ? ? ? 上海某巖土工程有限公司張工在計算金華廣場的樁筏基礎(chǔ)內(nèi)力前，曾向白緯介紹厚筏樁基筏板內(nèi)力計算的原理：</p><p class="ql-block">? ? ? ? “厚筏樁基的筏板內(nèi)力計算采用的是美國大型通用有限元程序SAP-5，計算原理是把樁當(dāng)作彈性支座。計算的關(guān)鍵是考慮沉降的彈性參數(shù)取值，這是我們的技術(shù)訣竅。</p><p class="ql-block">? ? ? ? “你們需要提供的是不考慮風(fēng)載、地震力的柱軸力、線荷載。布置好樁位后，由我們計算出各部分的沉降和底板內(nèi)力。如果采用考慮風(fēng)載、地震力后的柱軸力、線荷載來計算，基礎(chǔ)底板內(nèi)力的計算結(jié)果會偏大不少。</p><p class="ql-block">? ? ? ? “我們設(shè)計院的高層建筑厚筏樁基的底板內(nèi)力多半是由我計算的，這一點你們可以放心的，不管上海誰來審查我們的計算結(jié)果，你們都不用擔(dān)心的！”</p><p class="ql-block">? ? ? ? 由此可見，張工所說金華廣場的基礎(chǔ)設(shè)計思路實際上就是多年后2008年版《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》中所說的“變剛度調(diào)平設(shè)計”：對于主群樓連體建筑，當(dāng)高層主體采用樁基時，裙房（含純地下室）的地基或樁基宜相對弱化，可采用天然地基、復(fù)合地基、疏樁或短樁基礎(chǔ)。</p><p class="ql-block" style="text-align: justify;"> ?</p> <p class="ql-block">? ? ? ? 只不過上海地區(qū)提前十年左右，就進(jìn)行了大量的主裙樓連體建筑樁基礎(chǔ)的“變剛度調(diào)平設(shè)計”，并且不但解決了“變剛度調(diào)平設(shè)計”中長短樁沉降與厚筏底板內(nèi)力的計算問題，還進(jìn)行了大量這類工程的長期沉降實測工作，包括成功的案例與出問題的案例，并由此獲得了非常寶貴的資料。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">?</p><p class="ql-block">? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 五、感想</p><p class="ql-block">? ? ? ? 在金華廣場基礎(chǔ)設(shè)計的這場風(fēng)波中，既體現(xiàn)出參與該工程基礎(chǔ)設(shè)計人員與單位總師室的自作聰明，又凸顯出了他們對接受新事物的愚頑不靈：</p><p class="ql-block">? ? ? ? 上海某巖土工程有限公司張工所提供的對金華廣場樁基礎(chǔ)的計算分析報告，就差拎著你的耳朵告訴你：既然第一次樁基計算結(jié)果已經(jīng)指出主樓部分的樁頂反力一般為165噸，沉降一般為6～7厘米；裙樓的樁頂反力一般為100噸，沉降一般為3～4厘米。那么實際上就完全可以按第一次計算結(jié)果去調(diào)整主裙樓的樁基，使之盡量接近第一次樁基計算的結(jié)果。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 而此后上海張工他們給出的基礎(chǔ)修改圖，就是按這個思路進(jìn)行的。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 說到底，就是白緯單位的同事們除了缺少基本的邏輯思維能力外，還是不相信或不接受上海地基規(guī)范有關(guān)樁基沉降計算的明德林應(yīng)力解法，更不相信張工他們關(guān)于樁筏基礎(chǔ)沉降計算的原理。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 他們實際上是不情愿地按上海某巖土工程有限公司提供的樁筏基礎(chǔ)計算結(jié)果設(shè)計基礎(chǔ)，只不過是不這樣設(shè)計就通不過上海的設(shè)計審查而已。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 因為他們在上海以外地區(qū)設(shè)計的主裙樓連體樁基礎(chǔ)，就根本沒有考慮主裙樓基礎(chǔ)的“變剛度調(diào)平設(shè)計”。雖然實際上在施工階段就出現(xiàn)過底板裂穿滲水的事故，只不過他們一律認(rèn)為施工質(zhì)量問題，而沒有據(jù)以進(jìn)行反思。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 白緯能夠接受上海的樁基沉降計算法，是因為他從1985年起就開始與同學(xué)一起，研究復(fù)合樁基沉降計算問題，并發(fā)表了一些論文。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 同時白緯還收集了不少上海一些樁基礎(chǔ)的長期沉降實測數(shù)據(jù)，包括成功的案例與出問題的案例，因此他并非盲目地相信上海的樁基計算方法。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">? ? ? ? 建筑師米工將自己攬來的上海工程，安排給自己組里的人設(shè)計，肥水不外流。這一點白緯完全能夠理解，但指望他主動幫助別人去理解上海樁基計算的精髓，并將自己積累的上海樁基資料提供給別人，白緯還沒有傻到去越俎代庖，因為那屬于總師室的職責(zé)范圍。</p><p class="ql-block">? ? ? ? 何況從單位同事們的表現(xiàn)看，當(dāng)時他們并不服氣，實際上后來他們是在上海的工程設(shè)計上又碰了一個大釘子，才算是醒悟過來的。這是個很難避免的過程。</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>