许 岩
(山东大学基建部,山东 济南 250100)
工程建设项目决策、立项后,即着手进行地质勘察、工程设计工作,其在整个工程项目建设过程中的重要性不言而喻,起着先决性、龙头性的作用,决定着工程项目的质量、安全、工期、造价、投资效益等各个方面。在勘察、设计过程中,存在若干问题制约着工程项目建设,必须引起大家的高度重视。
地质勘察是指借助物理探测等技术手段,收集工程建设范围内的地质结构、地形地貌、水文地质条件等,为工程设计的地基处理方式、基础设计等提供地质技术参数和建议。地质勘察成果对工程设计及后续的施工都是至关重要的,有时一个数据的偏离就能对工程质量、安全、工期、造价产生巨大的影响。
例如某工程,地下2层、地上3层,因地下使用功能特殊,层高都在5.5 m以上,因此基坑深度较大,在基坑支护桩施工完成、土石方开挖基本完成的情况下,勘查工程师在验槽时提出:结合当年降雨量较大,省内某地已出现地下水位升高导致的质量事故,建议抗浮水位标高提高1.0 m。此意见的提出,看似简单,但若采纳,其影响是难以估量的。原设计抗浮采用的是地下2层筏板基础上回填70 cm厚C20混凝土,如若按勘察意见修改设计,抗浮稳定性计算不能满足设计要求,根据规范可以采用增加压重或设置抗浮构件(例如抗拔桩或锚杆)等措施。因为支护桩、止水帷幕都已经完成,基坑不可能继续下挖,因此如果采用增加压重的措施,抗浮水位标高增加1.0 m时,需要增加的压重可按下式计算:
抗浮稳定性计算按如下公式:
Gk/Nwk≥Kw。
其中,Gk为建筑物自重及压重之和,kN;Nwk为浮力作用值,kN;Kw为抗浮安全稳定系数,一般取1.05。
根据上述公式,取1.05安全稳定系数,增加1.0 m抗浮水位,增加素混凝土压重厚度为:(1.05×1.0×10)÷22=0.48 m,即需要增加0.48 m厚的素混凝土作为压重。
在建筑绝对高度受限于规划要求不能增加的情况下,地下净层高就要减少0.48 m,这显然就会对使用功能、经济型、舒适性都造成重大影响。如果采用设置抗浮构件(例如抗拔桩或锚杆)的措施,需要按照规范进行单向抗拔载荷试验。无论采用哪种方法,不仅需要增加工程造价,而且由于施工及检测、试验等延长施工工期,甚至会影响建筑的使用功能。因此,经过建设、勘察、监理、总包单位专业技术人员的论证,勘察单位收回了抗浮水位提高1.0 m的主张,工程得以按计划进行,否则,工程建设将受到极其重大的影响。
所以,工程勘察需要选择技术手段先进、专业水平高、经验丰富、认真负责的勘察单位和从业人员,以严谨、科学的态度认真对待,为工程设计和施工提供准确的地质状况基础数据。
工程建设超概算[1]的问题是个经常会被提及的话题,首先工程项目可研报告中会做出项目概算,其编制合理性及审批的客观性就是重要的先决条件,若概算太低,存在明显错误或漏项,则极易造成工程超概算的现象发生。而若项目概算是合理的,那么工程设计对造价的影响就是至关重要的。
1)是否要求限额设计,量力而为,而不是听任设计人员开放式的自由发挥。在保证使用功能、质量安全的前提下,按照可研报告中的单位经济指标和初步设计方案,充分理解建设意图,合理编写设计任务书,严格要求在一定限额内完成设计,这样就从技术层面制止了工程超概算的可能。
2)在项目概算的框架内,把握“安全高于一切、功能大于美观、设施重于装饰”的原则,既不能一味强调“高、大、上”而突破工程概算,也不能盲目追求节省而牺牲了使用功能。片面追求豪华,“面子工程”“形象工程”“献礼工程”等一直为广大人民群众所诟病,而片面节省经费,不中看也不中用、竣工即改造的案例也不在少数,亦被群众所怨声载道。
3)设计方案对使用后的日常性运行费用的影响也是很大的,建设阶段投资和运行费用相加才是建设项目全寿命周期的总费用。设计中是否尽可能采用自然光、自然通风,是否采用新技术、新工艺、新材料增加节能率,是否便于减少运行维护成本等,都应该在设计阶段予以全面把控。
1)设计深度的问题。当今建筑设计业内有些习惯做法,如果建设单位不做明确要求,大多数设计院会把一些自身资质范围内不含的专业工程或一些专业性比较强的分项工程甩项,图纸注明由业主自理或专业公司二次设计,比如基坑支护、钢结构、幕墙工程、装饰工程、景观亮化工程等,这就给工程建设增加了很多的不确定因素。如果二次设计分项较多,容易出现超概算、设计思路不统一、设计审核确认耗时长、分包施工单位多造成管理难度加大、相互推诿、责任不清等问题,影响工程质量、安全、工期和造价[2]。
2)设计人员缺乏经常性学习,深入施工现场较少,参观学习经典工程案例不够,专业经验得不到提高,知识更新明显跟不上建筑技术发展水平,并且对设计任务书理解力不够,不明确之处不求甚解,凭个人想象。这就造成施工图问题百出,做法老旧,明显与用户实际需求不贴合,对于新材料、新工艺的应用缺乏引领性、示范性。
例如某高校高层学生公寓项目,卫生间设计相当不恰当,仍然套用了陈旧的大便槽做法,造成卫生间臭气熏天,楼内空气环境受到很大影响,饱受困扰的广大学生意见强烈,不得已又重新改造成自动冲洗蹲式大便器,才使问题得到解决。
3)设计各专业之间缺乏协作精神,各自为战,互相之间沟通交流较少,造成各专业图纸之间相互影响,不仅影响工期,而且造成变更较多,提高了工程造价,有些甚至影响了使用功能和建筑特色。
例如,某工程设计1层~3层的连续楼梯,立面设计是跃层挑空的,外部观感气势宏大,身处其中有较强的空间感,但是结构专业在外立面2层处(立面挑空的中间)加设了一道梁,主体完成后装饰阶段才发现此问题,从结构安全角度考量,保留了这道梁,为避免给人莫名其妙的感觉,采取了在梁上面的2层立面空间加装大屏幕的补救措施,虽然起到了一定作用,但破坏了设计本来的立面效果和空间感,造成了该项目的一大遗憾。
设计施工图是施工的首要遵循,施工是设计成果的实物表现过程,两者是密切联系、相互交融的,绝不可相互孤立、分割开来[3]。在此过程中,有两方面问题是设计与施工人员必须关注的。
1)设计阶段:各专业工程师的设计方案、技术保证措施一定要多从施工角度加以思考,首先使设计方案的可执行性强,再者兼顾施工的安全、便捷。
例如某接建工程,地上6层、地下1层,为便于新旧楼使用功能的统筹布局,接建与原建地下1层要贯通使用,设计人员从基础做法、结构做法到防水连接做法都出具了施工图(见图1)。而施工单位提出,如果按设计方案施工,在新旧楼基础板底防水层搭接时,一是需要把旧楼(图中B座)防水底板下挖出施工操作面,清理出防水层再进行搭接,施工难度较大;二是旧楼已经使用16年之久,防水层现状无法预见,因此无法确保旧楼地下1层板底防水层不被破坏,很有可能造成原有建筑底板渗水。经参建各方及专家多次论证,一致认为虽然从理论技术层面是可行的,但对于施工来说实操性较差,可能造成原建建筑漏水的隐患,为慎重起见,取消了新旧建筑地下1层连通的做法,虽然保证了不会出现漏水的可能,但也给该项目造成了功能上的缺憾。
2)施工阶段:在该阶段,一般会出现设计与现场施工的脱节现象,造成实物与设计的偏差,影响工程质量、进度及观感,这就需要建设、设计、监理、施工等参建单位密切配合,准确把握设计意图,共同努力把蓝图符合度较高的建设成实体建筑。设计师要在设计交底过程中,把自己的设计意图及思路准确地传达给施工人员,并且要经常深入现场,技术跟踪与支持,特别是建筑设计,要把方案较为准确地建造出来,只靠现场施工人员是很难保证不出现偏差的。
比如某项目,外立面装饰做法有干挂石材、外墙砖、真石漆、金属格栅、夹筋砖等多种做法,从其选材、颜色、比例等方面都是方案设计师多次深入现场共同商定的,较准确地展现了方案设计意图,整体观感得到普遍好评。
工程竣工投入运行后,建设项目是否达到了预期目的,需要从几个方面予以评价[4]:
1)使用功能:要重点评价工程使用后是否达到了预期效果;是否满足了各项使用功能;在此基础上,还要评价用户的满意度,是否好用,各项功能的实现是否最合理等等。
2)绿色环保:建筑平面是否最优,充分利用了自然光、自然通风;是否运用了新材料、新工艺,减少了能耗,节约了资源;是否达到了设计要求的节能率;是否最大限度的减少了污染,包括水污染、空气污染、光污染等等,达到人与自然和谐共生,可持续发展。
3)经济指标:建筑全生命周期的经济性分析评价应包括工程建造全部成本和运行费用、维修成本的总和,既要评价建安成本经济指标,又要持续统计各项运行维护费用并加以对比;要分析评价一次性投资的高低与绿色建筑的节能指标之间的关系,力争寻求最恰当的对应关系。
4)投资效益:项目的投入与产出相比较,能否获得预期的效果和利益;项目建成使用对国民经济有效增长、结构优化是否有足够的贡献;项目的建设和运行对社会发展、资源、生态、环境、就业、分配等方面带来什么影响。
首先,要尽可能选择专业水平高、经验丰富的勘察、设计单位;其次,建设、设计、监理、施工人员都应不断加强专业知识地学习,增加对新材料、新工艺的了解,不断积累实践经验,更新知识结构,提高专业水平。
设计人员要强化责任感和使命感,考虑问题要细致严谨,避免随意性;增强对建设要求和设计任务书的理解力;提高各专业间协作配合的积极性、主动性;建立工程管理程序,要求设计师经常深入工程施工现场,发现问题、解决问题,一方面解决问题直观、迅捷,另一方面积累实践经验。
建设单位要对拟建项目的功能定位、建设意图、建设标准等要求准确传达给设计人员;设计任务书的编制务必要全面、细致;为避免超概算,加强投资控制,应当明确提出限额设计的要求。
积极推行设计总包制,保证设计理念的统一性,酌情允许特殊专业设计联合体或经认可的设计分包,尽量避免设计图纸中出现二次设计、专业厂家设计等不确定因素,力争工程招标前的设计图纸应当是满足施工要求的全部图纸。
政府职能部门应积极构建系统、科学的项目后评价制度体系,完善后评价体系保证措施,促进各项评价工作的实施,根据评价结果找出问题所在,分析问题原因,寻求最佳解决办法,为以后的工程设计指明方向。
工程勘察、设计对工程建设的重要性毋庸赘言,要充分认识到其对建设项目的先决作用,不断寻找存在的问题,不断创新思维,探求更好的解决办法,建立更加完善的体制、机制,使工程勘察、设计更好地服务于工程建设,取得良好的投资效益。