前言:写本文的目的:
我国建筑行业迅速发展过程中也出现了比如工程事故频发等一些问题,工程设计是为工程服务的,这些问题的出现与解决,其中一部分,作者认为跟目前设计理念有关?也就是工程设计到底是为规范标准负责,还是还要考虑工程施工的可性性,安全性,即整体结构设计理念,本文想在这方面作一些探讨,供同行们参考.为了说明这个问题,先看以下几个典型的案例:
案例一:典型的设计不考虑周围环境施工可行性的案例
新建三栋三层厂房,厂房基础是混凝土预应力管桩,桩直径500mm,长32m.设计问题出在厂房三相距南边民房最小净距只有7m,详见以下某工程总平面图,而且民房基础都是天然地基.其中一部分民房六十年代造的,比较陈旧了,这样的设计施工要保证民房不出现裂缝很困难.尽管施工过程中采取了防止影响民房的措施,例如挖防震沟,控制沉桩速度、采用套打、跳打等施工技术措施,但是离民房实在太近了,最终民房还是出现了不少小裂缝,这些裂缝虽然可修,但是现在的村民要求比较高,比较急,要求裂缝处理好后方能同意开工,为了解决村民房子裂缝问题,此工程停工6年.
实际上遇到这种情况,设计上工程基础桩采用钻孔灌注桩.这样的矛盾是可以避免的.
案例二:典型的设计没有交代施工注意事项的案例
2019年11月15日,芜湖市轨道交通工程1号线戈江站--白马山站区间进行轨道梁线调整施工时,右幅轨道梁突发失稳侧翻坠落.见下图:
事故原因如下:该折断坠落轨道梁设计为立式承重梁,跨度30m,自重88吨,梁高1.6~2.2m,宽0.69m.按照设计要求,轨道梁应立式架设于桥墩之上,但是施工过程中,作业人员操作不当,造成轨道梁,侧翻近90度,由承载力极强的立式梁翻转为承载力极弱的卧式平板.侧翻平卧后的轨道梁在自重和冲击力双重作用下,其受力远远超过变化后的承载能力,从而造成梁体从中间折断 坠落.
这个案例,非常典型,这跟做作业一样,做题目的答案要有一个前题,也就是说此工程设计成立的前题,此梁必须立着放,图纸上应该交代一下或者施工前向施工单位交代一下.
案例三:典型的设计不调查研究工程情况的案例
上海某工程二层物流仓库，建筑高度24M，建筑面积28238M2，±0. 000相当于绝对标高4.700M，室外地坪相对标高-0. 600M，绝对标高4. 100M，基础工程桩采用预应力钢筋混凝土管桩，桩选用国家标准图集《预应力混凝土管桩》（10G409），工程桩编号为PHC600-AB-110-33，桩长33M，分三节，每节11M。桩端进入持力层⑦1层8.47m,(详见下图)单桩竖向抗压承载力设计值2200kN，单桩竖向极限抗压承载力设计值4700KN，总桩数646根，桩顶绝对标高2.100M，桩端绝对标高-30.900M，基础型式为桩+承台基础。施工方法为静压，静压桩机吨位为8000KN 。在施工过程中，第三节桩普遍出现还剩2M左右长的桩无法送至桩端设计标高,也就是说再打桩要打断了.
注:本工程设计单位根据沉桩记录,也就是桩沉到31m已经达到设计要求,所以同意设计桩长由33m改为31m.
工程桩进入持力层8.47m
注:上海地基基础规范7.1.5条,要求桩端进入持力层不小于1.5~2倍的边长,本工程进入持力层8m多,而且设计的时候没有去调查上海临港及周边地区存在沉桩困难的情况,当地经验Ps值>16就很难打了,本工程Ps值已经到达26。（详见下图）这是一个不调查研究工程情况只凭设计数据出图的一个典型案例.
(注：上海岩土工程勘察规范上Ps>=10,已经是密实的砂土了.)
注:本工程结构设计工程师事后说:本工程设计的时候是没有做过调查,凭计算出图,通过这件事情知道了,桩进入持力层的深度满足规范要求,不少于桩径的1.5~2倍就可以了.
案例四:典型设计重要施工要求没有交代清楚的案例
2019年4月,扬州市广陵区古运新菀农民拆迁安置小区工地,进行基坑作业时发生局部坍塌,造成5如死亡,1人受伤.造成这次工程事故的原因之一:设计工程师未考虑施工安全操作和防护的需要,对靠近基坑边坡边的电梯井集水井在设计文件中未注明,也未在施工前向施工单位和监理单位针对该电梯井集水坑进行有效地说明或解释.设计单位在设计文件中未注明靠近基坑边坡有坑中坑(电梯井集水坑),未提出相应的保障工程施工安全的意见,也未进行专项设计.
从以上这些工程案例,可以看到实施整体设计理念的重要性,那么如何实施呢?
我为了阐述整体结构设计理念,一共写过四篇文章:
2019年10月在平台上发表了第一篇文章:
“工程结构设计应该走整体设计理念之路-对设计负责还是对工程负责”,文章提出工程结构设计应该要有整体设计理念与整体设计理念包含的内容.
2019年11月在平台上发表了第二篇文章:
”如何正确地使用勘察报告”,文章阐述工程结构设计不能勘察报告上数据拿来就用，要分析与判断，正确地使用。
2019年12月在平台上发表了第三篇文章:
”如何写好结构设计施工说明”,文章阐述实施工程结构设计走整体设计理念首先要写好结构设计施工说明.
2020年8月平台上发表了第四篇文章:
”整体结构设计理念的启蒙人-纪念赵公裘老师”,文章阐述了整体结构设计理念是如何启蒙的.
根据作者几十年设计与工程管理的经验与体会，要实施整体设计理念，应该要有四点认识与把好三个关:
四点认识:
1：对于当前建筑行业的现状，要有一个清醒正确的认识：
现在建筑工程施工还处于农民工时代，而不是专业化的施工队伍。小型工程项目施工不是按照规范施工，而是按照经验在施工。工程监理的作用有限,基本上只能按图监理, 不能提出问题与发现问题.这就是目前的施工现状.由于这个现实,设计要考虑施工的可行性、安全性,重要的施工工序要提出施工要求。
2：对于当前建筑设计行业的现状，要有一个清醒正确的认识：
当前中小型建筑设计行业已经转为私企，体制的这个变化，企业的价值观也发生了变化，个别设计单位追求利润为目的。但是作为设计工作者应该知道自己的责任,全心全意地为工程服务.设计终身制.例如:作者目前管理的一个工程,设计单位规定:设计人员到现场500元/天, 工程每次变更,先报价后修改.(不是说不对,而要处理好二者关系).但是,工程上有些问题是图纸表达不清楚而引起的,而且施工过程中必须及时需要解决的.这个设计现实,要求设计人员有责任、有担当、为工程服务好.
3: 对于当前建筑行业的市场现状，要有一个清醒正确的认识.
现在大部分的建设单位是私企,他们的目的要使工程利益最大化,又要经济也要功能全面,一个明显的反映是:图纸修改变更比较多,喜欢钻政策的空子. 这个建筑市场的现状,要求设计人员保持清醒的头脑,也就是符合规定的该做的去做,不该做的坚决不做.
4:对于当前工程勘察的现状，要有一个清醒正确的认识.
工程勘察是设计的依据,现在一部分工程事故是基础方面的,发现有一部分事故与工程勘察有关.作者近几年来处理沉桩困难时发现几个案例都出自一家勘察单位,他们提供的勘察数据同规范与当地具体情况都不同,例如桩的侧阻力与端承力都大大偏小,造成的后果:沉桩困难与增加工程投资.现在此事没人管,审图单位说,这不是他们审图范围.由于这个勘察现状,要求设计人员必须学会正确使用勘察报告,与此同时要熟悉岩土方面的规范与知识.
三个关如下:
第一关:调查研究工程周围情况.不要拿到建筑设计图纸就配结构,应该到现场了解工程现状,如果桩基础工程,了解一下当地沉桩情况与有否暗浜等.
第二关:参与工程现场管理:重视图纸交底与及时处理工程问题.现在有的工程图纸交底是问答,不是交底.实际上应该把设计思路,设计要求,强调施工重点与注意事项讲清楚.与此同时平时重视工程上反映上来的问题,最好到现场去解决.实际上到现场解决问题,可能会发现其它的问题.一定要养成经常到工程现场去的习惯.才能知道设计如何为工程服务好.
第三关:作者建筑之路,最大的体会是一定要”开放,发展, 改革”,作者当时在南汇建设设计院,如果不和上海大设计院联合开展业务,会有今天的提高与发展吗?上海这个城市,在这方面特别有优势,不但技术力量强,而且交流沟通平台多.
由于作者小设计院出来,加上一直在郊区设计与施工管理,看到的做到的肯定比较偏面与局限,也会存在不少错误观点与看法,希望网友批评指出,欢迎提出今后改进的宝贵意见.