監(jiān)理對(duì)消除高層建筑樁基持力層危害的監(jiān)控及建議

雷英　揚(yáng)俊杰

南京工業(yè)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院　江蘇南京210009　江蘇省經(jīng)緯建設(shè)監(jiān)理中心，江蘇南京210024

1、問(wèn)題的提出

　　監(jiān)理在某高層建筑人工挖孔灌注樁施工監(jiān)控中發(fā)現(xiàn)，由于勘察、設(shè)計(jì)、施工未嚴(yán)格按基建程序進(jìn)行，詳細(xì)勘察階段交付樁基施工圖設(shè)計(jì)的巖土勘察資料因故未達(dá)到規(guī)范中規(guī)定要求，而且施工前未做試樁靜載荷試驗(yàn)，而產(chǎn)生設(shè)計(jì)樁基持力層的選用有誤。必須進(jìn)行補(bǔ)充勘探、勘察和立即進(jìn)行樁基靜載荷試驗(yàn)。據(jù)此調(diào)整設(shè)計(jì)變更之后，才能進(jìn)行樁基下道工序施工。否則高樓建筑會(huì)因樁基持力層承載力低，給高樓帶來(lái)安全危害。本工程因補(bǔ)充勘察延誤了工期近兩個(gè)月。

2、工程概況

　　2.1某高層一級(jí)建筑工程，地上l8層，地下l層，框架結(jié)構(gòu)，高61.4m，建筑面積1.5萬(wàn)m2。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為端承人工挖孔鋼筋混凝土灌注樁。樁經(jīng)l.0 m～1 4m，嵌人持力層⑤3層內(nèi)1.5m，共37根。設(shè)計(jì)持力層地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為2500kPa。

　　2.2第一次提供的巖土工程勘察資料：建議采用人工挖孔樁基礎(chǔ)。樁基持力層為⑤3層，是上白堊統(tǒng)赤山組(KZC)磚紅色中等風(fēng)化的泥質(zhì)粉砂巖為主(軟化系數(shù)0．21)和棕紅色中風(fēng)化的沙礫巖(軟化系數(shù)0．78)、細(xì)砂巖(軟化系數(shù)0．3．)、并夾有薄層泥巖。場(chǎng)內(nèi)基巖均為軟質(zhì)巖類、遇水易軟化，巖性變化較大，且規(guī)律性不強(qiáng)。埋藏深度7.3m、13.8m。⑤3層地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為2500kPa。

　　2.3施工前未做持力層靜載荷試驗(yàn)。工期緊、進(jìn)場(chǎng)即全面開挖，開挖時(shí)一層軟一層硬，與地質(zhì)資料出入較大。有5根樁井底持力層經(jīng)勘察人員驗(yàn)收簽字后巳封底。

3、監(jiān)理對(duì)樁基持力層的監(jiān)控

　　3.1依據(jù)周家法規(guī)規(guī)定：高層重要一級(jí)建筑樁端持力層及承載力的確定應(yīng)由巖土工程勘察單位提供。必須對(duì)勘察質(zhì)量負(fù)責(zé)。工程樁施工前并應(yīng)進(jìn)行靜載荷試樁試驗(yàn)。故柱基持力層的確定及其承載力和持力層頂面高程，（標(biāo)高）應(yīng)由勘察人員在現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)簽確定。

　　3.2監(jiān)理對(duì)樁基持力層的檢查。監(jiān)理單位領(lǐng)導(dǎo)重視，為確保高樓安全，派單位副總工程師、專業(yè)高級(jí)工程師任總監(jiān)顧問(wèn)。總監(jiān)顧問(wèn)出于幾十年在這類紅色巖層中遇到的工程地質(zhì)危害及其防治經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，親自下到28號(hào)樁l0多m深的井底對(duì)勘察單位所定持力層進(jìn)行了檢查。發(fā)現(xiàn)井底不大的范圍內(nèi)持力層為紅色中風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化向強(qiáng)風(fēng)化過(guò)渡的3種風(fēng)化程度不同、強(qiáng)度軟硬變化大、成層條件復(fù)雜呈互層、夾層等泥巖、泥質(zhì)膠結(jié)的粉細(xì)砂巖和礫巖。在厚0.2m～0.3m的中風(fēng)化礫巖層下即為強(qiáng)風(fēng)化質(zhì)軟的泥質(zhì)砂巖；洋鎬易刨，遇水易軟化，承載力低，不能達(dá)到設(shè)計(jì)承載力為2500kPa的要求。不能作為樁基持力層。必須立即進(jìn)行試樁靜載荷試驗(yàn)和進(jìn)一步補(bǔ)充勘探工作，以確定此持力層的確切承載力強(qiáng)度能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。如能滿足設(shè)計(jì)要求后才能進(jìn)行下道工序施工。否則持力層壓壞會(huì)危及高樓安全。監(jiān)理當(dāng)即將此意見和建議報(bào)告通知建設(shè)方轉(zhuǎn)知勘察設(shè)計(jì)單位進(jìn)行研究。得到建設(shè)方領(lǐng)導(dǎo)的支持和設(shè)計(jì)院及勘察院的同意后，決定先在28號(hào)樁底進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)。按勘察院意見繼續(xù)下挖1.8m至13.5m深處進(jìn)行了壓載板靜載荷試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果持力層破壞。試驗(yàn)單位提供的此持力層承載力標(biāo)準(zhǔn)值為400 kPa，遠(yuǎn)不能滿足2500kPa的設(shè)計(jì)要求。

4、形成監(jiān)理會(huì)議紀(jì)要，作好會(huì)議記錄

　　4.1會(huì)議由建設(shè)及監(jiān)理方主持，參加會(huì)議單位有勘察、設(shè)計(jì)、施工、試驗(yàn)、監(jiān)理及建設(shè)方6單位人員。會(huì)議紀(jì)要由與會(huì)各單位負(fù)責(zé)人簽字，由總監(jiān)理工程師簽字蓋公章發(fā)至與會(huì)各單位按紀(jì)要實(shí)施。

　　4.2與會(huì)人員一致同意的會(huì)議紀(jì)要內(nèi)容：

　　(1)勘察單位進(jìn)一步補(bǔ)充勘察。

    (2)立即進(jìn)行樁基持力層靜載荷試驗(yàn)。

　　(3)設(shè)計(jì)單位按補(bǔ)勘察和壓載板試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)原設(shè)計(jì)樁基持力層進(jìn)行檢算。不滿足設(shè)計(jì)要求的進(jìn)行樁基設(shè)計(jì)變更。

　　(4)依據(jù)設(shè)計(jì)變更樁基施工圖進(jìn)行施工和監(jiān)理。

　　4.3會(huì)上各單位負(fù)責(zé)人主要發(fā)言及已實(shí)施的內(nèi)容記錄

　　4.3.1靜載荷試驗(yàn)單位(經(jīng)理)

    (1)按設(shè)計(jì)要求持力層承載力為2500kPa進(jìn)行加載試驗(yàn)。

    (2)28號(hào)樁井按勘察單位要求下挖l.8113至13.5m。由勘察人員認(rèn)可的⑤3層持力層進(jìn)行壓載板試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果破壞，持力層⑤3層的承載力標(biāo)準(zhǔn)值為400kPa。不能滿足2500kPa的設(shè)計(jì)要求。

　　4.3.2設(shè)計(jì)單位(負(fù)責(zé)人)：原勘察鉆孔少，且淺，可比性不多。試驗(yàn)儀器有無(wú)問(wèn)題(試驗(yàn)單位：有計(jì)量標(biāo)定證，無(wú)問(wèn)題)

　　4.3.3施工單位(經(jīng)理)：風(fēng)化巖開挖時(shí)一層軟一層硬，遇水易軟。實(shí)際開挖與地質(zhì)資料出入大。持力層深度與壓載板尺寸均按勘察和試驗(yàn)單位要求施工。

　　4.3.4勘察單位(總工、高工)：

    (1)勘察時(shí)，建設(shè)場(chǎng)地原有建筑(禮堂)未拆除，也無(wú)樁基方案設(shè)計(jì)圖。

    (2)28號(hào)樁持力層壓載板試驗(yàn)結(jié)果屬脆性破壞。壓板設(shè)備轉(zhuǎn)移拆除后可下井底檢查一下(后勘察等人員下井檢查，壓板處持力層已壓沉50mm)

    (3)原地質(zhì)勘探孔偏少、偏淺，需補(bǔ)充鉆探，按規(guī)范規(guī)定重要的地質(zhì)復(fù)雜的樁基宜每樁一個(gè)鉆孔。

　　4.3.5監(jiān)理單位(副總工、高工、總監(jiān)顧問(wèn))：

    (1)由于上述種種原因，原交付進(jìn)行樁基施工圖設(shè)計(jì)的巖土工程勘察資料未達(dá)到規(guī)范規(guī)定的詳細(xì)勘察階段應(yīng)交的資料要求。禮堂拆后未補(bǔ)充勘探，需進(jìn)一步補(bǔ)充勘察交付設(shè)計(jì)。

    (2)施工前未按規(guī)范要求應(yīng)先進(jìn)行試樁靜載荷試驗(yàn)，應(yīng)立即進(jìn)行試驗(yàn)。

    (3)補(bǔ)充勘察，建議著重加多、加深巖心鉆探，加強(qiáng)巖心采取率和鑒定試驗(yàn)工作。建議從作為樁基持力層的巖土工程地質(zhì)條件出發(fā)，對(duì)場(chǎng)地內(nèi)不利作持力層和可作為樁基持力層的巖層進(jìn)行分區(qū)、分層。如在平面和深度上圈出質(zhì)軟較厚的泥巖為主夾薄層砂巖、礫巖和質(zhì)較硬較厚的砂巖為主夾薄層泥巖兩種不同強(qiáng)度巖層的分布、分區(qū)、分層的分界線(面)。可采用持力層頂界面等高線法或樁位(群)處頂界面高程(標(biāo)高)剖面圖法，以利樁基設(shè)計(jì)和指導(dǎo)施工。

    (4)以泥巖夾薄砂巖為主的巖層，建議其地基承載力以泥巖強(qiáng)度為準(zhǔn)。

    (5)樁井終孔報(bào)驗(yàn)簽認(rèn)后應(yīng)立即封閉，不得有地下水浸泡基底持力層，以免軟化其巖層承載能力，應(yīng)盡快灌注混凝土。

    (6)施工單位應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖和規(guī)范要求施工，持力層頂面高程應(yīng)由勘察人員驗(yàn)收確認(rèn)再開挖達(dá)到嵌巖深度，報(bào)監(jiān)理、勘察、設(shè)計(jì)驗(yàn)收批準(zhǔn)后才能進(jìn)行下道工序施工。

　　4.3.6建設(shè)單位(局長(zhǎng))：

    (1)同意監(jiān)理、設(shè)計(jì)、勘察等單位的上述補(bǔ)勘探和靜載荷試驗(yàn)后再進(jìn)行修改設(shè)計(jì)的意見和建議。各單位及時(shí)做好計(jì)量工作。

    (2)對(duì)監(jiān)理單位的領(lǐng)導(dǎo)重視派專業(yè)高工下井及時(shí)發(fā)現(xiàn)樁基持力層強(qiáng)度低不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，提出補(bǔ)充勘探和立即進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)的意見和建議表示感謝。

5、監(jiān)理會(huì)議紀(jì)要的實(shí)施

　　5.1第二次補(bǔ)充巖土工程勘察。第二次補(bǔ)充勘察資料修改了持力層。把持力層原定⑤3層改為(S)4層。

　　5.2進(jìn)行樁基持力層壓載板靜載荷試驗(yàn)。28號(hào)樁試驗(yàn)⑤3層承載力標(biāo)準(zhǔn)值為400kPa．不能滿足2500kPa的設(shè)計(jì)要求。⑤4層壓載板靜載荷試驗(yàn)可滿足設(shè)計(jì)2500kPa的要求。

　　5.3原樁基設(shè)計(jì)施工圈進(jìn)行設(shè)計(jì)變更。變更設(shè)計(jì)的樁基長(zhǎng)

度較原設(shè)計(jì)加長(zhǎng)4m～8m，嵌入⑤4層內(nèi)15m。

6、沉降觀測(cè)殛竣工驗(yàn)收交付使用

　　6.1長(zhǎng)期沉降觀測(cè)。最大沉降值為5.3mm，最小沉降值為1.5 mm，平均沉降值為3.6mm，最大相對(duì)傾斜值為0.19/1000。均滿足要求。

　　6.2該高樓竣工驗(yàn)收評(píng)為市優(yōu)質(zhì)工程，獲南京市建筑工程金陵杯，已使用近l0年，安全無(wú)問(wèn)題。

7、采納監(jiān)理對(duì)樁基持力層上述監(jiān)控建議實(shí)施后的效益

　　7.1多次得建設(shè)方領(lǐng)導(dǎo)的表彰，認(rèn)為監(jiān)理發(fā)現(xiàn)的持力層問(wèn)題和建議消除了該高樓樁基持力層的地基危害，為確保高樓的安全立了一功。產(chǎn)生了不言而喻的建筑安全效益、社會(huì)效益和避免了不可估量的經(jīng)濟(jì)損失效益。

　　7.2參與本工程的各單位(勘察、設(shè)計(jì)、施工、試驗(yàn)、監(jiān)理和建設(shè)單位)技術(shù)人員和管理人員吸取了教訓(xùn)，總結(jié)提高了專業(yè)技術(shù)及科學(xué)管理的經(jīng)驗(yàn)，以杜絕今后類似工程樁基地質(zhì)危害隱患的發(fā)生和重演。

　　7.3證明了監(jiān)理堅(jiān)持按基建程序和規(guī)范要求進(jìn)行工程施工監(jiān)控和積極提出合理化建議的重要性和必要性。

8、結(jié)論及建設(shè)

　　8.1本文論述主要證明建設(shè)工程必須嚴(yán)格按基建程序進(jìn)行。在施工圖設(shè)計(jì)詳細(xì)勘察階段，由于種種原因，勘察資料未達(dá)到規(guī)范要求，以后又未補(bǔ)充勘探而影響對(duì)持力層進(jìn)行正確評(píng)價(jià)的情況下，資料不應(yīng)交付設(shè)計(jì)單位進(jìn)行樁基施工圖設(shè)計(jì)。

　　8.2樁基試樁靜載荷試驗(yàn)應(yīng)按規(guī)范規(guī)定在工程樁施工前

完成以作為設(shè)計(jì)依據(jù)。以免設(shè)計(jì)依據(jù)缺項(xiàng)造成樁基對(duì)高樓安全的危害或隱患，或設(shè)計(jì)上的浪費(fèi)，或后做試驗(yàn)因地基承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求而改變?cè)O(shè)計(jì)、加固補(bǔ)強(qiáng)、已成樁報(bào)廢、加樁等措施而增加工程投資或延誤工期等后果。

　　8.3在上述白堊統(tǒng)赤山組紅層軟硬巖成層條件復(fù)雜但不具備因工程施工而產(chǎn)生塌方滑坡條件的場(chǎng)地勘察時(shí)，建議對(duì)場(chǎng)地地基或樁基持力層進(jìn)行巖土工程地質(zhì)分區(qū)、分層。對(duì)場(chǎng)地可作為持力層的巖層頂面高程可作等高線圖或作單樁、群樁局部范圍內(nèi)頂面高程分布圖，以利提供樁基設(shè)計(jì)和指導(dǎo)施工。

　　8.4在不良地質(zhì)和復(fù)雜地區(qū)修建重要建筑工程時(shí)，建議建設(shè)單位可采用全場(chǎng)區(qū)或局部場(chǎng)區(qū)的巖土工程勘察設(shè)計(jì)監(jiān)理。如文中所述施工期間監(jiān)理發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題需補(bǔ)充大量勘探和修改設(shè)計(jì)的情況即可在勘察監(jiān)理階段中得到解決。

　　8.5對(duì)重點(diǎn)的地基基礎(chǔ)工程，勘察及監(jiān)理等單位應(yīng)重視選派現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的高級(jí)專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)持力層的鑒定和監(jiān)督工作。

參考文獻(xiàn)

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【2】中華人民共和國(guó)建筑法1997．

【3】JCJ94一94建筑樁基技術(shù)規(guī)范【J】，中國(guó)建筑工程出版社，1994

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)