【从“工程匠”到“工程师”】 预判地质勘察报告的失误

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。

 

             预判地质勘察报告的失误

        2003年，苏北某县体育委员会委托白纬工作的单位设计该县的体育中心露天体育场。

        这个露天体育场只是在检阅台部分设置雨棚，其余部分均为露天看台。看台下设置休息室、小卖部等低层辅助建筑。

        由露天体育场看台的剖面图可知，看台的柱距很大，因此柱底荷载较大，对沉降的控制也有一定要求；看台下的低层建筑荷载较小。

        苏北某县地质勘察单位所提供地质勘察报告的建议是，对露天看台的柱下基础可选用直径0.5米、长25米的钢筋混凝土预应力管桩，单桩承载力110吨；对看台下的低层建筑可选用直径0.5米、长12米的钢筋混凝土预应力管桩，单桩承载力50吨.。

        但是，白纬仔细分析了这份地质勘察报告的静力触探试验数据，再依据《建筑桩基技术规范》的相关公式，估算了25米与12米长管桩的单桩承载力，发现12米长管桩的单桩承载力估算值只达到30吨左右。关键在于地质勘察报告所提供地面以下12米深处的粉性土层桩承载力，是按《建筑桩基技术规范》相关公式估算所得桩承载力的近三倍。因此，白纬猜想这份地质勘察报告很可能有误。

        不过 ，苏北某县地质勘察单位在当地已经工作了几十年，他们既然提供了这样的数据，或许是有他们的地方经验作为依据的，我们也不可能贸然否定人家提供的数据。白纬仅根据自己的想法，就想对低层建筑改用长桩，增加基础造价。这不但自己单位通不过，就连苏北某县体育委员会也不会同意的。

        因此，白纬提出能否先打几根试桩，等两个星期后的静载荷试桩结果出来，再决定桩长。县体育委员会认为这样的话，施工周期将延长半个多月，表示不同意。

        好在因为体育场周边存在不少民房，因此不能采用锤击桩，只能采用静压桩。而根据浙江地区静压桩的经验，一般压桩的静压力达到单桩承载力设计值的1.6倍以上，单桩承载力就能够达到设计要求。

        现场开始静压桩时，监理公司、地质勘察单位的工作人员都到现场。

        白纬对压桩单位的技术人员说：“我们在浙江施工桩基时，一般压桩力达到设计值的1.6倍以上，单桩承载力就能够达到设计值了。现在在这儿，肯定还是你们更有经验。现在请教一下，一般认为压桩力达到设计值的几倍，单桩承载力才能够保证达到设计值？”

        压桩单位技术人员说：“根据我们的经验，一般要达到设计值的1.8~2倍，才能够保证达到设计值。”

        地质勘察单位来人是两位毕业三年的硕士，他们也表示当地确实有这个经验。

       

       开始静压桩时，白纬站在静压机上，亲自参与观察压力表，并告诉压桩单位技术人员说：“我按地质勘察报告的数据，根据《建筑桩基技术规范》估算，12米长的管桩承载力很可能不到地质勘察报告建议值的一半。因此要请你们多注意压桩力，因为我们很可能需要现场情况决定修改桩长，增加工程量的。”

        静压桩的结果不出白纬所料，25米长管桩的沉桩十分顺利，压桩力达到200吨，压桩单位技术人员判断完全能够达到设计要求；而12米管桩沉桩的压桩力只有60吨，压了3根都基本上是这个数值，肯定达不到1.8倍设计单桩承载力的要求。

       于是在现场的监理公司、设计人员与地质勘察单位人员一致同意，体育场的所有桩基都采用25m长管桩，并由设计单位立即修改桩位图与基础图。

        白纬告诉地质勘察单位的技术人员：“我是依据《建筑桩基技术规范》的相关公式，估算过各层土的桩侧摩阻力与桩端阻力，发现你们单位提供的12米长管桩桩端部分土层数据有误。而根据《建筑桩基技术规范》相关公式估算出来的单桩承载力，与现场压桩结果差不多。”

        地质勘察单位来现场的两位硕士承认，原来他们提供的各层土桩侧阻力与桩端阻力，从未考虑过根据静力触探数据进行校核，而仅仅是套用以往地质勘察的数据。

    

        苏北某县体育中心露天体育场建成后，使用情况良好。业主表示满意。

 

                     经验与教训

        由上所述，地质勘察报告提供的地基土承载力可能出错，因为这个承载力并没有经过沉降验算；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，因为地质勘察单位只对他们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都只是“建议值”，给出的单桩承载力也只是“估算值”。因为只是“建议值”与“估算值”，设计人员就需要结合相邻工程情况以及个人经验进行必要的复核与检查，必要时应综合相关各方意见并经讨论，提出接近实际的单桩承载力预测值, 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。但是，有时也会遇到盲目照搬当地经验的情况，偏于保守倒也罢了，最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，方能够心中有数。