多想一點又何妨？——巖土感悟（25）

長沙，湘江III階地，某工程。

場地標高39m左右，規劃地坪標高39.5m。擬建物地上1-2層，地下局部1層，最大埋深約4m?？蚣芙Y構，單柱荷載2000KN-3500KN。

環境條件

本工程系舊房拆除重建。東、南、北三面緊鄰保留建筑物，東南兩面為8層建筑，獨立柱基，以粉質黏土②作基礎持力層；西側建筑為人工挖孔灌注樁，以強風化泥質粉砂巖⑤作樁基持力層。擬建物與南側建筑主體相連接。場地內管網交錯、原有基礎較多，且有兩條大管溝需保留使用，保留建筑為重要場所，施工期間仍需使用，要求施工時噪聲小、揚塵低。

巖土工程條件

1．地層結構

人工填土①、粉質黏土②、粉質黏土③、圓礫④、強風化泥質粉砂巖⑤、中風化泥質粉砂巖⑥。典型地質剖面如圖1。

 
圖1 代表性地質剖面

2．主要巖土參數

人工填土①： c=12kPa、?=8°、q_sik=20 kPa；

粉質黏土②：w=25%、p=1.95g/cm3、e=0.734、I_L=0.18、I_P=15.4、Es=7.0MPa、c=61kPa、?=22.1°、k=3.76×10^-5cm/s³、f_ak=220 kPa、q_sik=80
kPa；

粉質黏土③：w=36.4%、p=1.85g/cm³、e=1.022、I_L=0.81、I_P=16.2、Es=3.7MPa、c=21kPa、?=11.3°、k=2.13×10^-7cm/s³、f_ak=110 kPa，q_sik=45
kPa；

圓礫④：E₀=35MPa、C=3kPa、?=36°、f_ak=300 kPa、q_sik=125
kPa；

強風化泥質粉砂巖⑤：E₀=90MPa、C=40kPa、?=28°、f_ak=450 kPa、q_sik=160
kPa、q_pk=3500 kPa；

中風化泥質粉砂巖⑥：E₀=260MPa、C=100kPa、?=35°、f_ak=1000 kPa、q_sik=380
kPa、q_pk=6500 kPa。

3．水文地質條件

根據勘察報告，場地存在三種地下水：上層滯水、潛水、基巖裂隙水。其中潛水賦存于圓礫層中，埋深4.3m~6.5m、水位32.41m~34.5m，圓礫層標高23.29m~29.48m。

勘察單位采用單孔潛水完整井抽水試驗，獲得圓礫層的滲透系數k=3.25×10^-2cm/s³。

                         圖2 抽水試驗示意圖

基礎選型

勘察單位根據場地環境和地質水文條件，對基礎選型進行了綜合論證。認為可考慮天然地基、采用獨立柱基；當采用樁基礎時，優先考慮人工挖孔灌注樁，其次為鉆（沖）孔灌注樁。并對不同基礎類型的優劣分析如下：

（1）天然地基

優點：當場地地層條件較好時，可采用，不須對地基進行任何處理；

缺點：場地管網多且復雜，影響機械施工；施工期面臨冬、雨季，不利于大量土方開挖；場地土承載力較低、基礎尺寸較大，土方量較大，且與現存管網和保留建筑物基礎相沖突。

（2）人工挖孔灌注樁

優點：西側建筑場地巖土條件與本場地一致，5年前采用的是人工挖孔樁，沒有遇到流砂與大的涌水量情況，有成熟施工經驗；單柱承載力高，質量有保證；無噪聲、無振動；可大面積展開，工期易保證。

缺點：距離保留建筑較近，遇強透水層及軟弱地層時需采取止水、隔水或降水措施，施工難度大、存在較大安全風險；人工降水可能會對相鄰建筑物使用造成不良影響。

（3）機械成孔灌注樁

優點：施工速度快，質量可保證；

缺點：自重大、孔壁穩定性差；清渣難保證（當地對端承樁采用旋挖成孔時對沉渣控制有專門要求，也出現過不少試樁沉降過大的事故）；對施工條件要求高、噪聲大，直接影響目前相鄰建筑的使用；且造價相對較高。

基于上述考慮，建設單位、勘察單位、設計單位統一了認識，一致同意采用直徑為1 m的人工挖孔灌注樁，以強風化為樁端持力層。經質監部門提醒，先進行試挖樁施工，結合試挖情況再全面展開。

意外突現？

2016年1月4日，正式開挖第一根樁（9^#），同時，分塊布置51根樁同時展開。1月15日該樁挖到深9.5m（標高28.62m）時，樁孔內出現粉砂層，30分鐘內，地下水位升高達4.0m，具承壓水性，出現涌砂。1月16日，第二根試樁（37^#）挖至深8.5m（標高29.13m）時，尚未見粉砂或圓礫層，突水，20分鐘內水位升高約4.0m，明顯具承壓水特征，出現流砂。

施工單位不敢貿然采取降水措施，項目部叫停了樁基施工，停工后，地下水位很快穩定，穩定水位與勘察報告庶幾一致。此時，其它各樁開挖深度2~9 m不等。

業主組織了相關單位及專家進行了會疹，達成如下共識：

（1）沒有采取止水帷幕前，禁止采用降水進行人工樁施工，避免施工降水引起周邊建筑物變形；

（2）初步估算，采用止水帷幕將增加造價約300萬元，且工期較長；

（3）從地下室部分的土方開挖情況看，既有管網并沒有最初想像的那么復雜，建議進行天然地基與樁基方案對比分析，優化設計。

最終，對已開挖樁孔回填處理，回到獨立柱基方案。

想多了嗎？

方案確定后，似乎皆大歡喜。設計負責人長吁一口氣，說，原來自己想多了。

真想多了嗎？

諸君也許要問，這項目并不復雜啊，有什么可以感慨的呢？初看勘察報告，我也持同樣觀點，很好的天然地基條件啊，為什么不用呢？

了解事情經過后，我有些理解建設、勘察、設計三方的苦衷了，甚至也對他們的敬業油然而生敬意。但說心里話，他們真不是想多了，而是想少了。

譬如說勘察，賦存于圓礫層中的地下水真是“潛水”嗎？抽水試驗結果客觀嗎？抽水時影響半徑多大？各地基土承載力特征值與抗剪指標匹配嗎？既然相鄰的西側建筑當年采用人工挖孔灌注樁沒有對附近建筑帶來影響，評價認為降水可能引起附近建筑變形是“想當然”還是“杯弓蛇影”？要知道，東南側的天然地基可是位于厚度近10m的超固結土層之上。

譬喻說設計，勘察單位提供了各土層的抗剪指標，為什么不自己驗算一下地基土的承載力呢？承載力特征值真那么低嗎？土方開挖后進行淺層平板載荷試驗有那么難嗎？基礎尺寸真需要那么大嗎？兩層的建筑設置一層地下室，真的那么需要嗎？對降水引起的變形真那么恐怖嗎？

譬如說業主，以工期作主要考核因素，在原有建筑拆除后，并沒有采取其它相應措施對管網進行探測，便急急忙忙地進行樁基施工；遇地下水后，又小心翼翼地立馬叫停施工，畏縮不前，讓人有一種說不清道不明的況味。

好在這番折騰并沒帶來很嚴重的損失，只是延緩了工期，多了些土方費用。但，仍有值得我們反思的地方。

古人云“智者千慮，必有一失”，又說“磨刀不誤砍柴功”。這個項目的幾方責任主體似乎都很用心，其實卻站在各自立場，各持己見。沒有誰總挈全局。記得顧寶和大師曾說過這么一段發人深省的話：“勘察與設計分離的模式是當前巖土工程許多問題不易解決的癥結，是不符合科學發展觀的”。

勘察與設計如何協調融洽，巖土工程師如何做到概念清晰、全局著眼、統籌兼顧，仍然需要一段很長的路要走……

那么，多想一些又何妨？

                                           2016年2月1日