弱樁強(qiáng)用的思路、對(duì)策與措施

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一、 概況

　　事件的起因是：某單位住宅工程（八層框架結(jié)構(gòu)）設(shè)計(jì)采用錘擊式混凝土灌注樁，由于設(shè)計(jì)人對(duì)鉆孔布置數(shù)量較少，工程地質(zhì)資料掌握了解不夠深透，加上施工試樁時(shí)對(duì)樁長(zhǎng)控制不嚴(yán)，以致各樁打完成并經(jīng)檢測(cè)驗(yàn)算后，發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)單樁承載力低于設(shè)計(jì)要求較多（原設(shè)計(jì)為60噸，現(xiàn)實(shí)際為50噸）。此事件出現(xiàn)的時(shí)間在接近二十年前，因而處事依據(jù)均按舊規(guī)范（1974年規(guī)范）執(zhí)行。

　　按傳統(tǒng)習(xí)慣對(duì)此的解決方案為：一是加樁及相應(yīng)擴(kuò)大承臺(tái)；二是減少興建樓房層數(shù)。但當(dāng)時(shí)打樁機(jī)已退場(chǎng)，如加樁則要再次進(jìn)場(chǎng)，加上增樁與擴(kuò)大承臺(tái)等費(fèi)用，增加不少建設(shè)資金；而興建單位資金匱乏，無(wú)法追加；至于減少層數(shù)的設(shè)想，興建單位認(rèn)為這樣會(huì)減少單元戶數(shù)；因此對(duì)這兩種方案都堅(jiān)決不同意。并且反過(guò)來(lái)要求我單位在不加樁、不減層的前提下，拿出穩(wěn)妥可靠的解決方案來(lái)。

　　這項(xiàng)工程設(shè)計(jì)此前我沒有參與，但因我是單位技術(shù)主管，面對(duì)這一從未看過(guò)或聽過(guò)、也無(wú)書本可供參考的本專業(yè)難題，只能理所當(dāng)然由自己責(zé)無(wú)旁貸地予以接受下來(lái)；接著開展相應(yīng)的工作，分三個(gè)階段進(jìn)行。現(xiàn)分述于后。

　　二、調(diào)查研究

　　第一階段是對(duì)該工程設(shè)計(jì)進(jìn)行全面調(diào)查研究，采取深入細(xì)致、點(diǎn)滴不漏的工作態(tài)度，深入檢查各環(huán)節(jié)中的有關(guān)情況和嬖諼侍??？

　　外業(yè)方面：赴施工場(chǎng)地檢查已完成的打樁工程現(xiàn)況，并對(duì)工期四至周圍環(huán)境與相鄰建筑物的分布、間距與高度，以及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工日志、打樁記錄、樁身混凝土試壓報(bào)告表和鋼筋試?yán)瓐?bào)告表等逐一作了檢查。

　　內(nèi)業(yè)方面：經(jīng)對(duì)原設(shè)計(jì)圖紙、計(jì)算書（含電腦分析資料）及工程地質(zhì)勘察報(bào)告書等作了詳盡的檢查。

　　隨后，按調(diào)查所得各資料作綜合分析和對(duì)比，對(duì)該工程現(xiàn)狀與存在問(wèn)題取得基本概念認(rèn)識(shí)

　　三、思路

　　樁的使用功能是和作支承由承臺(tái)（基礎(chǔ)）傳來(lái)的上部荷載，以豎向荷載為主；當(dāng)樁具備足夠安全承載力時(shí)，就不致發(fā)生下沉現(xiàn)象（或下沉量顯著微?。瑥亩３至肆Φ钠胶鉅顟B(tài)。然而，當(dāng)前的現(xiàn)實(shí)狀況是樁的承載力降低，但承臺(tái)傳來(lái)的上部荷載卻維護(hù)不變，使力的平衡狀態(tài)不能保持，形成失穩(wěn)。由此出發(fā)，廣泛開拓思維途徑，謀求解決難題的對(duì)策；于是開展了第二階段如下的幾種思路：

　　首先，在現(xiàn)時(shí)不允許加樁與不可能提高單樁承載力的前提下去尋求力的平衡，那就只能反過(guò)來(lái)采取同步減少上部荷載，直到達(dá)到取得新的平衡；這是首要的根本思路。其結(jié)果可使"弱樁"起到同前不變?yōu)樵瓲钤O(shè)計(jì)使用功能服務(wù)的效果，故可說(shuō)是"弱樁強(qiáng)用".

　　其次，減少上部荷載的類型包括：靜荷載、活荷載、風(fēng)荷載和地震荷載。應(yīng)從這樣荷載與設(shè)計(jì)內(nèi)涵有關(guān)的各種因素之間的相互關(guān)系中多加思考，并著手發(fā)掘。

　　靜荷載：可分為建筑荷載與結(jié)構(gòu)荷載兩種。對(duì)前者，應(yīng)從設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)的各種建筑構(gòu)造著手；對(duì)后者，應(yīng)從設(shè)計(jì)圖紙與計(jì)算書內(nèi)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面大小方面著手。

　　活荷載：應(yīng)從計(jì)算書與設(shè)計(jì)規(guī)范相對(duì)照，看有無(wú)潛力可挖。

　　風(fēng)荷載：應(yīng)從設(shè)計(jì)圖紙的總平面圖（含四至關(guān)系）、計(jì)算書、設(shè)計(jì)規(guī)范與當(dāng)?shù)刂車h(huán)境實(shí)況相結(jié)合作研究考慮，發(fā)掘可挖潛力。

　　地震荷載：它與建筑的質(zhì)量成正變關(guān)系。如能設(shè)法減小靜、活荷載，則地震荷載也自當(dāng)相應(yīng)減小；此外，尚應(yīng)思考進(jìn)一步減小的可能性。

　　其三，歸納上述各種思路，并以此為指引，形成切實(shí)、可靠的對(duì)策；據(jù)此，即可制訂各項(xiàng)技術(shù)處理措施。

　　四、對(duì)策與措施

　　第三階段是由思路形成對(duì)策后制訂技術(shù)處理措施的過(guò)程敘述：

　　1. 從設(shè)計(jì)圖約的首層高3.4米、其余各層高3.2米發(fā)現(xiàn)用得略大，有潛力可挖；對(duì)策是將層高減矮。為此制訂如下措施：將首層高改為3.2米，其余各層高改為3米。從而可使墻體自重減少約6%.

　　2.從設(shè)計(jì)圖約的內(nèi)間隔墻使用實(shí)心粘土紅磚與了解到建筑市場(chǎng)有輕質(zhì)磚供應(yīng)這一情況結(jié)合起來(lái)看，形成了改用輕質(zhì)磚以減輕墻體自重的對(duì)策。在作市場(chǎng)調(diào)查后，制訂了如下措施：全部?jī)?nèi)間隔墻改用煤渣多也空心磚。從而可使這部分墻體自重減少31%左右。

　　3.從設(shè)計(jì)圖紙查得該建筑外周邊開窗數(shù)較少，且原設(shè)各窗洞偏小，對(duì)屋內(nèi)采光、通風(fēng)不利；由此形成了多開窗與把原窗擴(kuò)大的對(duì)策。從而制訂了與上述相同的措施，減少磚砌體用量而達(dá)到減載目的；為此可減輕外墻體自重約7%.

　　4.從設(shè)計(jì)圖紙查得各樓層地面使用花階磚地面，并經(jīng)了解到建筑市場(chǎng)有較此為輕的馬賽克資取代的情況；于是形成了"以輕代重"的對(duì)策。由此采取馬賽克地面取代花階磚地面的措施；可減少每層靜載為40公斤/米2

　　5.從設(shè)計(jì)圖紙查得在樓梯扶手及陽(yáng)臺(tái)欄河均采用砌磚，較重；由此形成了對(duì)這部分建筑構(gòu)造以較輕材料予以取代的對(duì)策。從而制訂以鍍鋅管代替砌磚的措施；因此取得減低靜荷載的效果。

　　6.從設(shè)計(jì)圖紙查得在各住宅單元內(nèi)的廁所采用足否廁，較重；由此形成"以輕代重"的對(duì)策。于是制訂以坐廁（抽水馬桶）取代的措施；從而使每一衛(wèi)生間減低靜荷載約為500公斤/米2.

　　7. 從設(shè)計(jì)圖紙悉知原設(shè)計(jì)承臺(tái)（基礎(chǔ)）底標(biāo)高定為-2.000米。但承臺(tái)自重（包括其上的加填土重）與承臺(tái)埋深（基底標(biāo)高）成正比關(guān)系衡量，衍生了對(duì)這埋深的思考；并形成"減小埋深"的對(duì)策。從而制訂了把承臺(tái)底標(biāo)高為-1.500米；由此取得把承臺(tái)自生減輕25%.

　　8.從計(jì)算書的各項(xiàng)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)對(duì)風(fēng)力按100%計(jì)算。但從場(chǎng)地勘得悉現(xiàn)施工建筑物外于密集建筑群范圍內(nèi)，且高度低于或等于四周建筑物的高度；按《工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》TJ9-74（試行）第五章、第30條與之相對(duì)照，可對(duì)基本風(fēng)壓乘以調(diào)整系數(shù)0.8采用；從而形成了降低風(fēng)力計(jì)算的對(duì)策。并在措施上把原計(jì)算使用的基本風(fēng)壓由50公斤/米2改為40（0.8 X50）公斤/米2；由此使風(fēng)力折減20%.

　　9.從計(jì)算書發(fā)現(xiàn)按100%活荷載計(jì)算。按與上（第8點(diǎn)）相同規(guī)范第二章、第7條及表1、表2與現(xiàn)建8層的目標(biāo)相對(duì)比，有潛力可挖（活荷載可折減）；以致形成減活荷載的對(duì)策。為此采取如下措施：對(duì)活荷載乘以折減系數(shù)0.6；其中住宅樓面活荷載用90（0.6 X 150）公斤/米2，廚廁用120（0.6 X 200）公斤/米2，挑出陽(yáng)臺(tái)用150（0.6 X250）公斤/米2；以上各數(shù)值僅用于柱、基礎(chǔ)、樓面梁（負(fù)荷面積超過(guò)10米2）的計(jì)算。

　　10.從設(shè)計(jì)圖紙和計(jì)算書發(fā)現(xiàn)部分梁、柱（主要是較高層柱）截面偏大者適當(dāng)調(diào)小，并相應(yīng)加大鋼筋用量；從而相對(duì)減小靜荷載。

　　11.從設(shè)計(jì)圖紙和計(jì)算書中參悟到在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算中存在著的安全富?？臻g（潛力）問(wèn)題。例如樁的設(shè)計(jì)使用必為整數(shù)，但計(jì)算出現(xiàn)承臺(tái)用3根樁不足、而用4根樁卻有余的情況是常有的；但設(shè)計(jì)上必然向多用的做法傾斜，于是形成這一安全富?？臻g。本工程為八層全框架結(jié)構(gòu)，每柱下為獨(dú)立樁承臺(tái)；這些承臺(tái)下的各樁當(dāng)會(huì)或多或少地蘊(yùn)藏著潛力，彌補(bǔ)了現(xiàn)單樁承載力較弱的缺陷。以上這些不用設(shè)想對(duì)策，也毋需制訂措施。

　　五、結(jié)語(yǔ)

　　本文所述雖是一宗規(guī)模不大的工程解困處理事例，然及今反思，仍感頗值得回味小結(jié)之處?，F(xiàn)列述如下：

　　1. 處事全過(guò)程的工作程序

　　第一階段：調(diào)查研究（含外業(yè)、內(nèi)業(yè)）

　　第二階段：思路（從力的平衡原理產(chǎn)生減小荷載的思考）

　　對(duì)策（并與外業(yè)、內(nèi)業(yè)資料綜合考慮研究）

　　第三階段：技術(shù)處理措施

　　以上各階段中，以建立科學(xué)、合理的思路為主要關(guān)鍵。從思路與外業(yè)、內(nèi)業(yè)資料相結(jié)合的過(guò)程中，體現(xiàn)了主觀與客觀因素的聯(lián)系實(shí)質(zhì)；很難想象到：完美的主觀思考，如果沒有與之相適應(yīng)的客觀條件作配合，就能達(dá)致預(yù)期的結(jié)果。于此可見本事例進(jìn)程和作法符合實(shí)事求是與理論聯(lián)系實(shí)際原則的。