監理對消除高層建筑樁基持力層危害的監控及建議

雷英　揚俊杰

南京工業大學建筑與城市規劃學院　江蘇南京210009　江蘇省經緯建設監理中心，江蘇南京210024

1、問題的提出

　　監理在某高層建筑人工挖孔灌注樁施工監控中發現，由于勘察、設計、施工未嚴格按基建程序進行，詳細勘察階段交付樁基施工圖設計的巖土勘察資料因故未達到規范中規定要求，而且施工前未做試樁靜載荷試驗，而產生設計樁基持力層的選用有誤。必須進行補充勘探、勘察和立即進行樁基靜載荷試驗。據此調整設計變更之后，才能進行樁基下道工序施工。否則高樓建筑會因樁基持力層承載力低，給高樓帶來安全危害。本工程因補充勘察延誤了工期近兩個月。

2、工程概況

　　2.1某高層一級建筑工程，地上l8層，地下l層，框架結構，高61.4m，建筑面積1.5萬m2。基礎設計為端承人工挖孔鋼筋混凝土灌注樁。樁經l.0 m～1 4m，嵌人持力層⑤3層內1.5m，共37根。設計持力層地基承載力標準值為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。樁基持力層為⑤3層，是上白堊統赤山組(KZC)磚紅色中等風化的泥質粉砂巖為主(軟化系數0．21)和棕紅色中風化的沙礫巖(軟化系數0．78)、細砂巖(軟化系數0．3．)、并夾有薄層泥巖。場內基巖均為軟質巖類、遇水易軟化，巖性變化較大，且規律性不強。埋藏深度7.3m、13.8m。⑤3層地基承載力標準值為2500kPa。

　　2.3施工前未做持力層靜載荷試驗。工期緊、進場即全面開挖，開挖時一層軟一層硬，與地質資料出入較大。有5根樁井底持力層經勘察人員驗收簽字后巳封底。

3、監理對樁基持力層的監控

　　3.1依據周家法規規定：高層重要一級建筑樁端持力層及承載力的確定應由巖土工程勘察單位提供。必須對勘察質量負責。工程樁施工前并應進行靜載荷試樁試驗。故柱基持力層的確定及其承載力和持力層頂面高程，（標高）應由勘察人員在現場驗簽確定。

　　3.2監理對樁基持力層的檢查。監理單位領導重視，為確保高樓安全，派單位副總工程師、專業高級工程師任總監顧問。總監顧問出于幾十年在這類紅色巖層中遇到的工程地質危害及其防治經驗教訓，親自下到28號樁l0多m深的井底對勘察單位所定持力層進行了檢查。發現井底不大的范圍內持力層為紅色中風化、強風化和中風化向強風化過渡的3種風化程度不同、強度軟硬變化大、成層條件復雜呈互層、夾層等泥巖、泥質膠結的粉細砂巖和礫巖。在厚0.2m～0.3m的中風化礫巖層下即為強風化質軟的泥質砂巖；洋鎬易刨，遇水易軟化，承載力低，不能達到設計承載力為2500kPa的要求。不能作為樁基持力層。必須立即進行試樁靜載荷試驗和進一步補充勘探工作，以確定此持力層的確切承載力強度能否達到設計要求。如能滿足設計要求后才能進行下道工序施工。否則持力層壓壞會危及高樓安全。監理當即將此意見和建議報告通知建設方轉知勘察設計單位進行研究。得到建設方領導的支持和設計院及勘察院的同意后，決定先在28號樁底進行靜載荷試驗。按勘察院意見繼續下挖1.8m至13.5m深處進行了壓載板靜載荷試驗。試驗結果持力層破壞。試驗單位提供的此持力層承載力標準值為400 kPa，遠不能滿足2500kPa的設計要求。

4、形成監理會議紀要，作好會議記錄

　　4.1會議由建設及監理方主持，參加會議單位有勘察、設計、施工、試驗、監理及建設方6單位人員。會議紀要由與會各單位負責人簽字，由總監理工程師簽字蓋公章發至與會各單位按紀要實施。

　　4.2與會人員一致同意的會議紀要內容：

　　(1)勘察單位進一步補充勘察。

    (2)立即進行樁基持力層靜載荷試驗。

　　(3)設計單位按補勘察和壓載板試驗結果，對原設計樁基持力層進行檢算。不滿足設計要求的進行樁基設計變更。

　　(4)依據設計變更樁基施工圖進行施工和監理。

　　4.3會上各單位負責人主要發言及已實施的內容記錄

　　4.3.1靜載荷試驗單位(經理)

    (1)按設計要求持力層承載力為2500kPa進行加載試驗。

    (2)28號樁井按勘察單位要求下挖l.8113至13.5m。由勘察人員認可的⑤3層持力層進行壓載板試驗。試驗結果破壞，持力層⑤3層的承載力標準值為400kPa。不能滿足2500kPa的設計要求。

　　4.3.2設計單位(負責人)：原勘察鉆孔少，且淺，可比性不多。試驗儀器有無問題(試驗單位：有計量標定證，無問題)

　　4.3.3施工單位(經理)：風化巖開挖時一層軟一層硬，遇水易軟。實際開挖與地質資料出入大。持力層深度與壓載板尺寸均按勘察和試驗單位要求施工。

　　4.3.4勘察單位(總工、高工)：

    (1)勘察時，建設場地原有建筑(禮堂)未拆除，也無樁基方案設計圖。

    (2)28號樁持力層壓載板試驗結果屬脆性破壞。壓板設備轉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)原地質勘探孔偏少、偏淺，需補充鉆探，按規范規定重要的地質復雜的樁基宜每樁一個鉆孔。

　　4.3.5監理單位(副總工、高工、總監顧問)：

    (1)由于上述種種原因，原交付進行樁基施工圖設計的巖土工程勘察資料未達到規范規定的詳細勘察階段應交的資料要求。禮堂拆后未補充勘探，需進一步補充勘察交付設計。

    (2)施工前未按規范要求應先進行試樁靜載荷試驗，應立即進行試驗。

    (3)補充勘察，建議著重加多、加深巖心鉆探，加強巖心采取率和鑒定試驗工作。建議從作為樁基持力層的巖土工程地質條件出發，對場地內不利作持力層和可作為樁基持力層的巖層進行分區、分層。如在平面和深度上圈出質軟較厚的泥巖為主夾薄層砂巖、礫巖和質較硬較厚的砂巖為主夾薄層泥巖兩種不同強度巖層的分布、分區、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(標高)剖面圖法，以利樁基設計和指導施工。

    (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度為準。

    (5)樁井終孔報驗簽認后應立即封閉，不得有地下水浸泡基底持力層，以免軟化其巖層承載能力，應盡快灌注混凝土。

    (6)施工單位應嚴格按設計圖和規范要求施工，持力層頂面高程應由勘察人員驗收確認再開挖達到嵌巖深度，報監理、勘察、設計驗收批準后才能進行下道工序施工。

　　4.3.6建設單位(局長)：

    (1)同意監理、設計、勘察等單位的上述補勘探和靜載荷試驗后再進行修改設計的意見和建議。各單位及時做好計量工作。

    (2)對監理單位的領導重視派專業高工下井及時發現樁基持力層強度低不能達到設計要求，提出補充勘探和立即進行靜載荷試驗的意見和建議表示感謝。

5、監理會議紀要的實施

　　5.1第二次補充巖土工程勘察。第二次補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進行樁基持力層壓載板靜載荷試驗。28號樁試驗⑤3層承載力標準值為400kPa．不能滿足2500kPa的設計要求。⑤4層壓載板靜載荷試驗可滿足設計2500kPa的要求。

　　5.3原樁基設計施工圈進行設計變更。變更設計的樁基長

度較原設計加長4m～8m，嵌入⑤4層內15m。

6、沉降觀測殛竣工驗收交付使用

　　6.1長期沉降觀測。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，最大相對傾斜值為0.19/1000。均滿足要求。

　　6.2該高樓竣工驗收評為市優質工程，獲南京市建筑工程金陵杯，已使用近l0年，安全無問題。

7、采納監理對樁基持力層上述監控建議實施后的效益

　　7.1多次得建設方領導的表彰，認為監理發現的持力層問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。產生了不言而喻的建筑安全效益、社會效益和避免了不可估量的經濟損失效益。

　　7.2參與本工程的各單位(勘察、設計、施工、試驗、監理和建設單位)技術人員和管理人員吸取了教訓，總結提高了專業技術及科學管理的經驗，以杜絕今后類似工程樁基地質危害隱患的發生和重演。

　　7.3證明了監理堅持按基建程序和規范要求進行工程施工監控和積極提出合理化建議的重要性和必要性。

8、結論及建設

　　8.1本文論述主要證明建設工程必須嚴格按基建程序進行。在施工圖設計詳細勘察階段，由于種種原因，勘察資料未達到規范要求，以后又未補充勘探而影響對持力層進行正確評價的情況下，資料不應交付設計單位進行樁基施工圖設計。

　　8.2樁基試樁靜載荷試驗應按規范規定在工程樁施工前

完成以作為設計依據。以免設計依據缺項造成樁基對高樓安全的危害或隱患，或設計上的浪費，或后做試驗因地基承載力不能滿足設計要求而改變設計、加固補強、已成樁報廢、加樁等措施而增加工程投資或延誤工期等后果。

　　8.3在上述白堊統赤山組紅層軟硬巖成層條件復雜但不具備因工程施工而產生塌方滑坡條件的場地勘察時，建議對場地地基或樁基持力層進行巖土工程地質分區、分層。對場地可作為持力層的巖層頂面高程可作等高線圖或作單樁、群樁局部范圍內頂面高程分布圖，以利提供樁基設計和指導施工。

　　8.4在不良地質和復雜地區修建重要建筑工程時，建議建設單位可采用全場區或局部場區的巖土工程勘察設計監理。如文中所述施工期間監理發現的問題需補充大量勘探和修改設計的情況即可在勘察監理階段中得到解決。

　　8.5對重點的地基基礎工程，勘察及監理等單位應重視選派現場實踐經驗豐富的高級專業技術人員進行現場持力層的鑒定和監督工作。

參考文獻

【1】GB50021-94巖土工程勘察規范【S】．中國建筑工業出版社，l994．

【2】中華人民共和國建筑法1997．

【3】JCJ94一94建筑樁基技術規范【J】，中國建筑工程出版社，1994

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)