浅析《建筑与市政地基基础通用规范》GB55003-2021

2023-01-11余丽华梁绍巍中国市政工程中南设计研究总院有限公司湖北武汉430000

中国房地产业 2022年8期

文／余丽华、梁绍巍中国市政工程中南设计研究总院有限公司湖北武汉 430000

引言：

2022年1月1日起，中华人民共和国国家标准《建筑与市政地基基础通用规范》GB55003-2021(以下简称“新规”)开始执行。全国建筑与市政行业从业人员掀起了一股学新规的热潮，笔者在学习新规的过程中，有一些个人的感悟与总结，通过此文与业内同仁进行交流与分享。

1、概述

新规是以保障工程质量安全，保障人身安全健康，保护环境，节约资源等“目标要求”和满足受力、稳定等“功能要求”为指导层，以覆盖建筑与市政地基基础工程全过程或主要阶段为范围，以变形控制等性能要求和允许变形及检查验收等“可接受方案条款”为实施层的专业全文强制标准。全文总共分为八个章节，其中第一章总则与第二章基本规定主要为整个地基基础工程的目标要求和功能要求，是指导层。第三章到第八章的条款主要为可接受方案条款，从框架上作为实施层。整本规范主要阐述了地基(包括天然地基、处理地基与桩基)，基础，基坑工程与边坡工程的全过程工程内容，涵盖勘察、设计、施工、验收与检测等。整本规范的强制内容既有法规层面的指导意义，又具有较强具体实施的可操作性。

新规的编制涵盖了现行的28 本规范标准，通过对比整理，新规对现行的《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011中28 条强条，《膨胀土地区建筑技术规范》GB50112-2013 中的3 条强条，《建筑地基基础工程施工质量验收标准》GB50202-2018 中1 条强条，《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013 中4 条强条，《建筑基坑工程监测技术标准》GB50497-2019 中2 条强条，《复合土钉墙基坑支护技术规范》GB50739-2011 中1 条强条，《建筑地基基础工程施工规范》GB51004-2015 中4 条强条，《高填方地基技术规范》GB51254-2017 中1 条强条，《高层建筑筏形与箱型基础技术规范》JGJ6-2011 中3 条强条，《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012 中13 条强条中的12 条，《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008

中12 条强条，《建筑与市政工程地下水控制技术规范》JGJ111-2015 中1 条强条，《冻土地区建筑地基基础设计规范》JGJ118-2011 中3 条强条，《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012 中5 条强条等全部纳入。其他如《岩土工程勘察规范》GB50021-2001(2009年版)、《湿陷性黄土地区建筑标准》GB50025-2019、《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB50086-2015、《土方与爆破工程施工及验收规范》GB50201-2012、《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2014、《地下建筑工程逆作法技术规程》JGJ165-2010、《湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程》JGJ167-2010、《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ1-2008、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-2008 中部分与地基基础相关并且与通用规范编制协调的强制性条文予以纳入。

2、重点条文解读

第一章节总则中笔者重点关注了1.0.1 条中的主要编制原则，新规除强调了安全质量方面的内容外重点强调了保护生态环境和促进绿色发展的概念。这一点与传统的规范标准有较大的变化。原《建筑地基基础设计规范》一系列的规范编制原则喜欢强调技术先进、经济合理，虽然这也无可厚非，但随着我国经济的发展，社会发展的需要也在不断调整与进步，未来的发展方向中生态环保和绿色的概念一定是处于非常重要的地位，而对于其他先进技术的考量、经济方案比选等因素则可以适当调整到下一级别的层级。党的十八大以来，习近平总书记顺应时代和实践发展的新要求，坚持以人民为中心的发展思想，也是鲜明提出了要坚定不移贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念，引领我国发展全局发生历史性变革。我们可以看到新颁布的一系列通用规范以及项目规范都是严格按照国家发展思路进行编制，从整个大的框架体系编制原则上进行改进进步。另外1.0.3 条中强调工程建设所采用的技术方法和措施是否符合规范要求应由相关责任主体判定。进行这种判定的主体是我国现行法律法规的要求。《中华人民共和国建筑法》《建设工程质量管理条例》以及相关的法律法规，突出强调了工程监管、建设、规划、勘察、设计、施工、监理、检测、造价、咨询等各方主体的法律责任，既规定了首要责任，也确定了主体责任。在工程建设过程中，执行强条是各方主体落实责任的必要条件，是基本的、底线的条件，各方主体有义务对工程建设管理采用的技术方法和措施是否符合本规范规定进行判定。

第二章节基本规定作为整本规范的指导层，具有极其重要的地位，可以认为是整本规范的核心。笔者学习过程中重点关注到了2.1.1 条中的功能要求，其中第4 款提出地基基础应具有足够的耐久性能。这一点在以往的工程实践中是容易被忽视但又极其关键的一点。举个通俗的例子大家即能有深刻的体会：例如工程中用于抗浮的措施常常采用抗浮锚杆，工程结构的设计工作年限50年，而抗浮锚杆往往是一些钢筋、锚索、钢绞线等等，直接与大气、土环境接触时，寿命大打折扣，在发生锈蚀等情况后，抗浮锚杆失效，完全无法匹配上部结构的工作年限。过往的工程案例中也有相关事故可循，所以设计人员应在方案确定阶段就应重视起耐久性的设计，对方案的把握与选择有更全面的考虑。另外笔者关注到2.1.3条中强调“设计计算应原理正确、概念清楚”这句话。众所周知，岩土相关的专业是一个极其复杂的课题，现在广泛使用的一些计算理论、计算公式也都是一些经验公式，许多参数取值也都是一些经验参数取值，与岩土相关的地基基础工程很大程度上可以认为是一个经验性的行业。那么越是在这种理论科学不够完善的情况下，越是考验工程人员定性分析的能力。许多东西可能无法计算精准，但基本的判断一定不能有误。关于这一条款，笔者认为，作为工程设计人员，应不断提升自己概念设计的思维，避免在一些方案性决策性的决定中失误。同样值得关注的还有2.2.2 条关于设计的规定。这一条新规对应《建筑地基基础设计规范》GB5007-2011中第3.0.5 条，均为强条。新规取消了第5 点关于设计安全等级、设计使用年限，重要性系数等要求。其余4 条基本保持不变。可以看到地基基础规范里同时存在两种设计方法。一种是基于概率可靠度理论的极限状态设计法，一种是安全系数设计法。前者是用于结构本身(混凝土、钢筋、钢索及它们之间的咬合)的强度，配筋等计算。后者是用于与土相关的承载力校核，如土的承载力、桩或锚的摩擦力、端阻力等)。由于土为大变形材料，当荷载增加时，随着地基变形的相应增长，地基承载力也在逐渐加大，很难界定出一个真正的“极限值”，另一方面，建筑物的使用有一个功能要求，常常是地基承载力还有潜力可挖，而变形已经达到或超过按正常使用的限值。因此，地基设计是采用正常使用极限状态这一原则。所选定的地基承载力是在地基土的压力变形曲线线性变形段内相应于不超过比例界限点的地基压力值，即允许承载力。这样也就可以理解了条文中的标准组合、基本组合之分。最后关注一下新规2.2.4 条，对于地基、基础设计应包括的内容做出了一个规定。注意此条款中的地基、基础指的是狭义意义上的地基基础，不包含基坑工程与边坡工程，与整本规范大标题做一个区分。本条款要求覆盖全过程，同时对变形计算、稳定性验算和抗浮设计要求提高，不区分等级、情况全部应计算。这一点与原设计规范略有不同，应当注意。

第三章勘察成果要求章节对应的条款相对精简，只列出了设计需要的最基本的对勘察的要求，包括一般要求与特定要求。其余的勘察相关内容均需与勘察通用规范进行协调衔接，在地基基础通用规范中无过多描述。但仍应重视勘察的重要性，这一点在第二章2.1.2 条中已做总体要求。从实际情况来看，我国的建筑与市政工程行业对勘察的重视程度远远不够，技术水平多年来也未有较大的进步与提升。我们采用的勘察手段仍然是一些基本的、传统的、精度较低的手段，这一方面与国际上发达国家有很大的差距。但即便是技术不够先进的情况下，各地工程也未真正切实做到勘察到位，所以本次通用规范的编制，对勘察也提出了强制性要求，需要相关主体共同执行。

第四章天然地基与处理地基章节中4.3.4 条提到“当地基土为欠固结土、湿陷性黄土、可液化土等特殊性岩土时，复合地基设计采用的增强体和施工工艺，应满足处理后地基土和增强体共同承担荷载的技术要求。”这一条主要强调的是欠固结土、湿陷性黄土、可液化土中进行复合地基设计时，需要采用挤密、振密等方法形成复合地基增强体的同时增加桩间土密度，防止使用期间桩间土产生较大的固结沉降或湿陷量，形成由增强体承担全部或绝大部分荷载的状态。但是，在实际设计过程中较难把握，在方案阶段应尽量规避。同时4.3.5 条对压实填土地基做出了强制性要求，这主要是因为近年来有大量的填土场地，多数情况是未经填方设计直接利用，危害性大，容易出现事故。

第五章桩基章节非常重要，尤其对于沿海地区，江浙地区等大面积软土、土质复杂的地区来说，桩基设计是必须引起高度重视的部分。这一点无论是新规还是原有的桩基规范都有体现。关于新规，作者主要关注了其中几条。5.2.4 条关于单桩竖向承载力特征值的确定中，新规与老规的区别在于对安全系数K 的取值不再明确。老规定中K 取值定为2，但实际工作中确实遇到了不少情况K 值取到2 有一定的难度或不适用性，例如桩基单桩竖向抗拔承载力特征值，广东沿海地区许多质量检测单位认为在做检测时，试验条件难以达到，也无此必要，按照经验取值，往往取到1.3、1.4 即可。所以笔者认为，新规对K 值不再明确规定，也是有一定的实际实践应用考虑在其中，同时也响应了第一章总则中1.0.3 条中关于所采用的技术方法和措施是否符合本规范要求，由相关责任主体判定的原则。使得规范条文的可实施性更强，更贴合实际。另外关注了5.2.5 条及5.2.6 条，关于单桩竖向极限承载力标准值和单桩水平承载力特征值的确定。对于市政行业设计人员来说，做设计前的载荷试验还是相对较少，大多数时候，试桩还是放在了施工前，而设计阶段多半采用经验公式得出数值进行设计。这两条强条在执行层面应该如何实施，目前还值得探讨，包括一系列的涉及谁来做，谁来出费用，如何协调进度安排等等问题。相信这些问题在后续出台的规范标准中会有一个说明与指导。另外关于5.3.2 条有一点思考。5.3.2 条提到“饱和软土地基中采用挤土桩或部分挤土桩时，应采取减少挤土效应的处理措施”。挤土沉桩在软土地区造成的事故不少，主要原因：一是预制桩的接头被拉断、桩体侧移和上涌，沉管灌注桩发生断桩、缩颈；二是临近建(构)筑物、道路和管线受破坏。因此，设计时要因地制宜选择桩型和工艺，对于预制桩和钢桩的沉桩，应采取减小孔压和减轻挤土效应的技术措施，如施打塑料排水板、应力释放孔、引孔沉桩、控制沉桩速率等。另外延伸思考，可以想到饱和软土的特性，一个土层触变恢复特性，一个固结效应，一个水膜作用，所以在饱和软土地基中采用挤土桩或部分挤土桩的时候，应该选择合适的时间再去试桩，要考虑一个最少休止期。

第六章基础章节中主要关注一些构造要求。例如6.2.4条，此条内容对应《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011 中8.2.1 非强条部分内容。本次列为强条。为了保证扩展基础整体刚度、防渗能力和耐久性，在满足受弯、抗冲切和受剪承载力要求的前提下还应满足混凝土强度等级、纵向钢筋最小配筋率、保护层厚度等构造要求。同时新规对混凝土强度要求做了一个提升，由C20 提高到C25。6.3.5 条中对筏形基础、桩筏基础的混凝土强度等级要求也提升到最低不应低于C30。

第七章基坑工程章节7.1.5 条对一、二级基坑支护监测做出了强制性要求，而未对三级基坑做出要求。国标《建筑基坑工程监测技术规范》4.2.1 条有规定了三级基坑“应测”项目，比如坡顶水平及竖向位移等。那么关于三级基坑是否应测，这个问题后续还需要关注。7.2.3 条中关于稳定性验算的公式与原行业标准略有不同，原规范采用的是两者相除与安全系数比较，新规把K 值乘到了力的一边与抗力进行比较，本质基本一样。这里通用规范对整个基坑有关的规范第一次总结性明确了各种验算。明确了抗隆起：悬臂式支挡结构可不验算（实际工程设计时若坑底是软土建议还是复核计算一下），其余支护形式都需要进行验算；整体滑动稳定：所有支护形式都必须验算；抗倾覆：悬臂式及单支点支护结构规范要求必须进行验算，对于多支点支护结构规范未明确是否进行抗倾覆验算。（对于多支点支护结构，实际工程设计时会以最下层支点进行抗倾覆验算。）另外7.3.3 条关于地下水回灌是通规新增加的内容，行标之前是没有这个规定，如果基坑设置有回灌井，建议在设计说明中应明确提出要求。

第八章边坡工程章节主要关注到8.1.4 条，要求永久性边坡工程竣工后的监测时间不应少于2年。在原来的国标规范中要求的是一级永久边坡监测不宜少于2年，此次通用规范编制对这一点提高了要求，所以往后的挡土墙等设计中应注意提出相应监测时间要求。另外8.3.1 条和8.3.2 条中对于混凝土强度等级要求为不应低于C25，这里相对老规范也是一个提高，原有的规范中为C20，在材料应用方面应着重注意。

3、感悟与总结

通读整本规范后，有几点深刻的感受。首先，整本通用规范的框架体系与传统的国家规范标准框架体系有一个非常大的变化。新规借鉴经济发达国家(地区)建筑技术法规的内容构成和层级，结合我国强制性规范编制特点制定总体框架，确定主要内容、主要依据及其逻辑关系结构。例如更注重以功能、性能为基础，这一点也是为了适应国际技术法规，本规范的框架与美国的建筑法规框架保持一致。总体来说切实做到了借鉴经验，结合国情。其次，整本通用规范给读者的感受是高屋建瓴，层级上位，定性完整、定量成熟、构架合理、抓大放小。例如可接受方案条款既具有约束力保障又不限制创新发展。另一个深刻的感受在于通用规范逐步将强条向“法律法规”进行过渡，同时强调与其他规范的协调、衔接等问题。例如本规范虽然有勘察成果章节，但具体的参数取值、试验方法等要求参照勘察通用规范，又比如一些冲切弯剪等计算是参照结构设计通用规范等。编制组在规范与规范的衔接方面考虑全面。最后，通过深入学习起草说明了解到许多条款的制定都来源于参编专家们日常工作中的事故处理总结与警示，让工程从业人员有更贴切的感受，非常贴合实际工作。