【从“工程匠”到“工程师”】应对上海设计审查（2）

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。

 

　　土建设计人员都有应对设计审查的经历与经验。就软土地区而言，外地设计单位设计上海地区工程后的设计审查，相对最难应对。其实这不是上海人排外，工程师只以数据讲话，很少地域歧视。而是因为上海地区的地基规范独树一帜，并且在软土地基设计方面领先于全国。何况上海设计审查人员还会以上海设计单位的标准，衡量外来设计人员的设计。

　　上海还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。

　　白纬工作的单位进入上海设计市场后，就多次遇到这个问题，而且主要问题就集中在地基基础设计方面。同事们很不适应设计审查人员与设计顾问公司“刁难”，凡是没有让白纬参加设计的工程，没有不“栽跟斗”的。

　　当然，偶尔也会遇到技术观念不太先进的上海地质勘察报告，以下就是一例。

     

 

　　1996年3月，设计院在上海浦东接到某仓储贸易有限公司的一期工程：高架仓库。

　　所谓“高架仓库”，就是底层地面高出室外地坪1.2米左右的仓库，便于采用叉车直接装卸货物。冷库就是典型的高架仓库。

　　某仓储贸易有限公司高架仓库建筑面积近3000平方米，仓库主体为单层，与仓库相连的综合楼为三层，平面尺寸为57m×47m。仓库地面堆载每平方米2.5吨；且要求仓库地面比室外地坪高1.2米。

 

　　进行初步设计时，尚未进行地质勘察，设计人忻工参照附近工程的地质勘察报告，认为既然业主要求建筑物沉降要小，还要求仓库地面比室外地坪高1.2米，因此提出仓库室内地面用砂石料回填到高出室外地坪1.2米，在整个仓库下满布10米长水泥搅拌桩，然后在仓库柱子下布置30米长的预制桩，解决仓库主体的沉降问题。

　　但是，这个方案仅仅水泥搅拌桩造价就高达60余万元，折合每平方米建筑面积约200元。业主听了后，表示不能接受。

　　这个工程没有让白纬参与，不过他听见忻工等聊到仓库地面荷载每平方米2.5吨，如果做架空板的话，预制板就要自己设计时，插了一句，上海地区有0.4米高的槽型板，承载力达到每平方米2.8吨，有现成的“混凝土产品目录”，不需要自己设计的。

于是，忻工向白纬借去上海的“混凝土产品目录”，说改做地垄墙架空槽板，不打桩了。

 

　　1996年12月，某仓储贸易有限公司高架仓库竣工，忻工参加工程竣工验收后，回来说，这个仓库尚未使用，地面已经出现裂缝，不过裂缝不太多；最麻烦的是，单层库体与三层综合楼交接处地面的裂缝较多，最大缝宽在1厘米以上，此时仓库尚未使用。业主意见很大，要设计院解决。

　　院里开会讨论，白纬也应邀参加。

　　在这次会议上，白纬才第一次看到这个高架仓库的地质勘察报告。

　　原来这个仓库的地面2米以下存在厚7米的黏质粉土与厚4米的砂质粉土；但是三层综合楼的位置处有一大片深达3～4米的暗塘。

　　地质勘察报告的结论与建议为：该工程可充分利用浅埋粉性土的承载力，采用天然地基，但应特别注意暗塘的处理，以及仓库地面荷载引起的附加沉降及室内外1.2m高差的处理。建议对暗塘挖除淤泥，采用砂石垫层处理。

　　忻工介绍说，他对高架仓库的基础设计思路是，单层仓库与三层综合楼采用筏形基础连成一体，不设沉降缝；单层仓库部分在筏板上砌筑地垄墙，架设0.4米高的预应力槽形板；暗塘部位采用挖除淤泥，回填石块与粗砂的方法处理。

　　院长征求白纬的意见。

　　白纬说：“这个工程虽是单层仓库，但地面荷载2.5吨/平方米，加上仓库结构自重，就相当于三层仓库的重量。室内地坪又高出室外1.2m。仓库建成后未投入使用时，三层综合楼部分的基底压力最大；使用时则转为仓库部分基底压力最大。加上整幢建筑长达47m，对沉降差控制的要求较严格，因此基础形式的选择，尤其是暗塘的处理相当重要。”

　　忻工说：“施工队做暗浜砂石垫层时乱做，我每天都去工地，也控制不了施工质量。”

　　白纬说：“根据我在上海设计单位的经验，上海的暗浜深度只要超过1.5米，面积超过一二十平方米，用砂石料回填肯定做不好的。因为施工队必然先抛石块，你总不可能时刻盯在旁边看住。上海华东设计院副总就说过，暗浜一定要采用石块回填，就应该先回填素混凝土，然后回填石块。我们这个项目的地面2米以下存在11米厚的浅埋粉性土，这属于上海地区难得的好土，因此按我个人的经验，对于这个高架仓库，最经济合用的基础形式，应该是打边长0.2米、长度8米的小方桩，然后采用条形基础作为桩承台，形成复合桩基，造价可能还低于现在的满堂基础。”

　　白纬拿出自己的资料笔记，说：“我原来单位设计的浅层粉土桩基工程，主要有三项，有仓库、多层住宅和八层综合楼，采用的都是短桩：

　　“1986年设计的闵行区三层仓库，三层活载1吨/平方米，二层活载2吨/平方米，底层活载3吨/平方米，地面以下3米处有一层10.5米厚的砂质粉土与稍密粉砂，局部为四层办公室。总长度为72.3米，宽度12.5米。采用边长0.2米、6米长方桩，桩端进入粉砂层4.3米左右。竣工目测沉降小于5厘米。4年后去现场回访，目测沉降仍明显小于10厘米，室外坡道、明沟均未发现裂缝。

　　“1987年设计的黄浦区乐器厂八层综合楼，地面7.5米以下为9米厚的粉细砂，地面以下4米处为2.6米厚的砂质粉土,其下为10米厚的粉砂。采用边长0.45米、7米长方桩，桩端进入粉细砂层。1988年底竣工时实测沉降小于2厘米。至1992年看不出有沉降继续发展的任何迹象，如室外台阶未开裂、室外明沟未开裂等。

　　“1989年设计的普陀区六层住宅，地面4米以下为11米厚的砂质粉土和粉砂。采用边长0.2米、7米长方桩，桩端进入粉砂层。1991年初竣工，1991年底实测平均沉降为1.5厘米，最大沉降不到2厘米。

　　“这三个工程的地质资料与基础平面图，我这里都有，可以供参考。”

　　

　　忻工说：“这种短桩复合桩基的计算方法，好像地基规范上没有。”

　　白纬回答：“上海地基规范的暗浜处理这一节有短桩复合桩基的计算方法，沉降计算方法确实还没有，但是上海民用设计院的沉降控制复合桩基计算方法，已经通过上海科委的鉴定。这些资料在93年也已经发到上海各家设计单位了。可以用来参考。而且根据89年版上海地基规范的附录，对于上海地区浅层粉土，短桩基础的沉降远小于估算值。我在上海时，就遇到过几个这类短桩复合桩基工程，桩端持力层就是浅层粉土，实测沉降都非常小。因此，我觉得这个项目的地质勘察报告水平比较落后，没有提到短桩基础。我一般不会盲目听从地质勘察报告的建议，而是从报告提供的数据出发，根据地基规范规定进行计算，然后决定采用哪种基础设计的。”

 

　　关于后续高架仓库地面开裂的处理情况，设计人没有继续通告大家，白纬也就没有继续关心了。

 

　　1996年上海尚未施行设计审查制度，不过从1992年或更早起，上海每年都会对设计单位的工程项目组织抽检。白纬在上海工作时就经历过几次。

　　1998年6月，上海设计质监站委托上海某设计院对白纬单位在上海设计的几个工程进行年检。

　　对某仓储贸易有限公司高架仓库，参加年检的工程师除了认为该工程的计算书、图纸太粗糙外，还提出疑问：三层办公楼与单层仓库之间未设沉降缝，当仓库无活载时，两者之间的沉降差是如何考虑的？

　　过后，上海设计质监站工程年检的整改通知书来了：

　　某仓储贸易有限公司高架仓库的计算书与图纸应完善，单层库体与三层办公楼之间宜设沉降缝。

 

　　但是这个高架仓库已经建成，上海设计质监站关于设沉降缝的要求显然没法未完成。

　　这个工程的后续情况无人谈论，只是听说某仓储贸易有限公司老板对设计院非常不满意，未交付的部分设计费也无人敢去催了。

 

                      　小结

　　1 . 超过1.5m深的暗塘除非面积较小，否则采用换填垫层法一直存在着较大风险，原因是施工时很难控制分层夯实的质量。若必须换填垫层，可采用毛石混凝土垫层，方便控制施工质量，且仍须认真考虑暗塘下的软土的情况，因为浙东地区的工程实践证明，3层住宅也完全可能发生较大的沉降。

　　2 . 某仓储贸易有限公司高架仓库的粉质黏土硬壳层下，存在着11m厚的浅埋粉性土，是上海地区难得的良好土层，多层建筑的实际沉降远小于计算值，因此地质勘察报告建议采用天然地基是合理的。但是浅埋粉性土上面2m左右较为疏松，使得采用天然地基仍存在一定的沉降，对于长达47m的单层仓库仍应考虑沉降差的影响。

　　3、对于3～4米深的大暗塘处理方法，地质勘察报告的结论与建议并不合适。由于厚度4米的砂质粉土位于地面以下约9米，高架仓库较合适的基础方案为：单层库体的室内地坪采用架设在地垄墙上的槽形板，地垄墙下沿轴线布置单排边长0.2米、长8米的短桩；三层综合楼部分也采用8米短桩基础。

　　这是个较为可靠与经济的基础方案，造价略低于筏形基础。参照上海地区浅埋粉性土地区短桩工程的成功经验，完全可满足高架仓库的沉降控制要求。