如何避免工程缺陷

如何避免工程缺陷

王建生

摘　要：质量是企业的生命。本文剖析了两个可以避免的工程缺陷，希望能起到举一反三，引以为戒的作用。

1．某项目地坪下沉原因分析

1.1　现场状况

2008年6月，某项目建成后即出现了地坪沉降、墙体开裂等问题，主要表面为：

1.1.1 地坪有不均匀沉降及开裂现象。

1.1.2 部分内墙有开裂现象。

1.1.3 室外散水、入口坡道下沉，与外墙之间开裂脱开。

1.1.4 部分设备基础有倾斜现象，安装在墙上的管道因墙体下沉开裂等。

1.2　设计概况

该建筑为机加工厂房，二层框架结构，柱网10×8 m，2005年完成设计。

1.2.1　该建筑物地质构造如下：

①素填土，结构松散，层厚0.8～2.0 m。

①a淤泥，层厚0.5～2.1 m

②黏土，层厚0.4～1.4 m，承载力特征值70Kpa。

③淤泥质粉质黏土，层厚0.5～4.5 m，承载力特征值50Kpa。

④1粉砂，层厚2.0～6.0 m，承载力特征值120KPa。

④2粉土夹淤泥质粉质粘土，层厚0.4～5.5米，承载力特征值95KPa。

④3细砂，层厚2.2～9.7 m，承载力特征值160KPa。

⑤细砂，层厚7.8～14.4 m，承载力特征值200KPa。

⑥粉质黏土，未钻透，承载力特征值10KPa。

其中①②③承载力较低，是场地内主要的软弱土层。

1.2.2　结构主体基础采用直径600mm的预应力管桩，桩长15 m，以④3细砂为持力层。

1.2.3　地坪设计荷载10～20KN/m²，地基处理采用直径500 mm的水泥土搅拌桩，一般区域桩距1.5×1.6 m满布，暗塘区域桩距1×1.6 m满布。

地坪设计：采用250厚C20混凝土内配Φ10@200双层双向钢筋网，下设60厚C10混凝土垫层及200厚碎石垫层，以下为混凝土搅拌桩（设计要求在施工混凝土搅拌桩之前需要先填土，填土应分层夯实，压实系数不小于0.94）。

1.3　结构分析

框架结构完好，不必分析。设备基础倾斜、墙体开裂、管道破坏，且很多无荷载作用的地坪也出现下沉开裂，因此结构分析的重点在于地坪和该部分地基的处理。综合分析导致产生地坪不均匀沉降及开裂的可能原因如下：

1.3.1　地坪垫层设计是产生地坪不均匀沉降的可能原因之一。

设计采用的地坪层为250厚C20混凝土内配Φ10@200双层双向钢筋网，下设60厚C10混凝土垫层及200厚碎石垫层。参照对比GB50037《建筑地面设计规范》附录B混凝土垫层厚度选择表，设计采用的地坪垫层设计明显满足且超过规范要求。这条原因被排除。

1.3.2　地基处理设计是产生地坪不均匀沉降的可能原因之一。

设计采用直径500mm的水泥土搅拌桩，该方法详见JGJ79-2002《建筑地基处理技术规范》，适用于处理淤泥与淤泥质土。

该地基处理措施相对费用低而且处理效果较好，华东分院总承包的安特普项目暗河加固处理，玛努利暗河加固处理均采用了该方案，费用低且均取得了满意的效果；另外华东分院设计的南京联华、扬州晶芯项目采用水泥土搅拌桩直接承重主体结构，也取得了满意的效果。

本项目的结构设计于2005年12月通过了南京市的建筑施工图审查，审图专家对该方案未提出异议。这条原因被排除。

1.3.3　地坪填土不密实是产生地坪不均匀沉降的可能原因之一。

设计采用先回填土再施工搅拌桩，桩顶直接位于地坪垫层底部；实际施工为先施工搅拌桩再回填土，桩顶标高低于设计标高0.5 m左右，桩顶还有约0.5 m的填土，如果填土不密实可能导致产生地坪不均匀沉降。这条原因基本成立。

1.3.4　水泥土搅拌桩施工工艺是产生地坪不均匀沉降的可能原因之一。

设计图纸要求：固化剂宜选用强度等级为42.5级的普通硅酸盐水泥。施工前应进行拟处理土的室内配比试验，针对工程需要和 土质条件选用固化剂、外掺剂及掺量，要求水泥土90天龄期的立方体抗压强度平均值不小于1500KPa，水泥掺入比约13%～18%，根据室内配比试验确定。施工前应根据设计进行工艺性试桩，数量两根。水泥搅拌桩的施工及质量检验要求根据《建筑地基处理技术规范》及其他相应规范的要求进行。

实际水泥搅拌桩施工有无进行拟处理土的室内配比试验，有无进行工艺性试桩，所使用的水泥种类、掺量是否符合设计要求等，均可能导致产生地坪不均匀沉降。这条原因有待进一步取证。

1.3.5　水泥土搅拌桩施工质量是产生地坪不均匀沉降的可能原因之一。

设计图纸要求：水泥土抗压强度平均值不小于1500KPa，桩端进入④1 或④3粉砂持力层不小于1 m，桩长最短不小于6 m，总桩数7892根。

实际水泥搅拌桩施工是否符合规范要求，施工结束后有无进行复合地基载荷试验和单桩载荷试验，水泥土抗压强度是否符合设计要求，水泥土搅拌桩桩长是否符合设计要求，桩数是否符合设计要求等，均可能导致产生地坪不均匀沉降。

另外，根据南京江淮勘察工程有限公司2008年7月提供的地基处理抽检复查报告指出：抽检的3根水泥土搅拌桩桩身完整性欠佳，搅拌欠均匀～均匀，岩芯呈块状～短柱桩，参考JGJ106《建筑桩基检测规范》应评价为桩身有明显缺陷；抽检的水泥土抗压强度值为600～1160KPa，其平均值约为820KPa，远远低于设计要求的抗压强度平均值不小于1500KPa，只有设计要求抗压强度平均值的55%左右。这条原因基本成立。

1.4　总结及其他

总结：综上所述的5点，其中的第1、2点设计原因应可以排除，第3、5点施工原因应该是产生不均匀沉降的主要原因，更进一步的深入分析需要进行大量的现场抽检复查才能进行。目前进行地坪沉降观测已经超过1年，根据业主反馈地坪沉降趋于稳定，未产生恶化情况，建议继续进行沉降观测，沉降稳定以后对相关裂缝进行修补处理。

其他：该建筑出现地坪下沉开裂以后，与其相邻的建筑开始进入施工。相邻建筑也是机加工厂房，出于费用工期等综合考虑，业主未采用地基处理，仅回填了800厚的片石。由于前面施工建筑的前车之鉴，相邻建筑的地坪施工质量控制较好，建成以后投入使用至今将近1年，地坪完好，无下沉开裂情况。

1.5　该现象引起结构设计和问题处理要注意的问题

1.5.1　结构设计中对基础的设计是关键，其产生的后果和补救成本很大。特别是容易被忽略的地坪基础设计。

1.5.2　该项目在下卧层的考虑方面欠妥，设计要求的桩端土层4-1与4-3之间存在有4-2层，这一层力学指标比较差。

1.5.3　基础设计在地域不同需要多因素考虑。

1.5.4　施工过程控制隐蔽工程验收明显不力，事故取证要以书面形式为最有效。

1.5.5　基础设计尽量考虑到简洁明了的受力途经，并考虑到施工缺陷应留有相当的储备。

2．某项目框架梁呈鱼肚状现象的处理及反思

2005年我们承接某项目的设计和工程总承包工作。该项目建筑面积15 000 m²，工程建设周期不到八个月。

10月19日在现浇框架一层结构区域（主体框架两层）拆除模板后发现约有5～6根梁明显呈鱼肚状，梁跨度9 m，跨中最大下垂约50 mm，感观差，影响很大。作为设计和工程总包方我们当时的压力很大，毕竟是自己没有把事情做好。事情发生后院里组织相关结构专业人员专题讨论，业主也组织几批专家到现场进行查勘，混凝土现场取样和检测，技术鉴定等工作。后来经过多方会诊，认为本缺陷不影响结构安全和使用，其处理结果是维持结构现状。

作为总包方我们是有失误的，分析原因和反思后有以下几点看法：

1.1　要充分了解当地气候条件

当地气候四季不分明，分旱季和雨季，框架浇筑是正逢雨季，浇筑混凝土时脚手架底座虽然进行了事先检查和加固，但对雨季施工的特殊性缺乏经验，脚手架基座长期泡在水中，在浇筑混凝土时当混凝土荷载施加后明显地感觉到楼面跨中在下沉，施工人员立即及时加固脚手架（一个涉及安全生产的危险动作，后怕，不可取）。保持浇筑工序完毕，其结果就产生了框架梁的跨中下部形成鱼肚状。实际上避免这种事件发生的方法很简单，这就是通过柱基搭成桥式或门式脚手架，避让将脚手架支撑在水泡的土地上。

1.2　施工单位的选择要慎重

我们的土建合作方是省内的一家公司，我们曾经有过合作的经历，我们认为队伍熟悉好合作和管理，实际上任何事情都是一分为二的，其弊端不仅在于不熟悉当地的气候条件和施工习惯，在劳务方面也是一个缺陷，天真地认为他们可以带四川的工人到现场的想法是不现实的，施工方从成本核算角度出发是不可能这么做的，仅仅是一些骨干到现场。工程施工经验很关键，施工队伍对当地的特殊环境不了解就多增加了一些可变因素。

1.3　遇事处置预案不足

浇筑混凝土时本人在现场，当时正下着大雨，发现脚手架下沉后有两个执行方案，一是停止施工，返工重来，二是及时加固脚手架完成作业。因为工期太紧了，当时就认为大不了拆模后不好看不会影响使用。现在回过头来看就是施工准备不够，应急预案不到位，后果估计不足。如果现在让我来决定，我肯定选择第一方案，这里还有前面提到安全的问题，其后果更加严重。

1.4　技术支撑是解决问题的关键

前面讲到院里组织相关技术人员专题讨论，形成文件，事情过后来看这份文件对化解矛盾作用较大，九位国家一级注册结构工程师的签字，十一设计院的大红印，很有说服力。毕竟事实就是事实，业主请的专家也认同了我们的看法。

1.5　要有正常的心态面对

事情发生后，现场工作组所有成员都承受了巨大的压力，因为牵扯到十一院的声誉。大家在关键时刻在别人异样的眼光下默默地正常工作，大家相互鼓励，以正常的心态面对现实，以积极的心态解决矛盾。经历变成了财富，压力变成了动力。大家从事件中学会了今后如何更好地工作。

通过这件事情让我们更清楚地认识到，工程上无小事，有时往往一件小事就会引来大事。同时技术是根本，如果技术上站不住脚，再大的能量也可能无济于事。这就需要我们居安思危，无论在设计上、管理上、问题处理上都要认真加谨慎。

（王建生，高级工程师，副总经理（高级副院长））