高層建筑巖土工程勘察現狀及要點分析

李作明

二十一冶建筑設計研究院(有限責任公司)

高層建筑巖土工程勘察現狀及要點分析

李作明

二十一冶建筑設計研究院(有限責任公司)

隨著近些年來我國經濟的高速發展，城市的規模逐漸擴大，人口越來越往城市集中，使城市的用地越來越緊張，甚至可以用寸土寸金來形容。基于此，導致如今大量30層及以上的高層建筑不斷涌現，部分城市甚至出現了超高層建筑物的大量出現，這給我國的巖土工程勘察工作提出了嚴峻的挑戰。其實高層建筑的巖土工程的勘察除與普通建筑勘察具有共性之外，因其自身的特點，其要求更高，測試的手段要求更多樣，測試和評價的重點亦不盡相同，本文通過結合工程實際情況，準確把握勘察工作重點，以高度的責任心全面考慮實際情況的應用，盡善盡美，從而為高層建筑的設計、施工提供有力的參考依據。

高層建筑；巖土工程；勘察現狀；要點分析

1 我國高層建筑主要特點分析

高層建筑層高較高，層數較多，為追求更大與便利的使用空間，高層建筑具有較大的跨度，因此基礎荷載偏大。比如某高層建筑勘察時，設計建筑高度接近100m，最大軸力達到1.8×107Pa，隨著荷載增加，對地基承受力提出較高的要求。高層建筑呈現出瘦高形狀，因此其基礎必須有足夠的埋深才能保證建筑結構設計滿足抗震與抵御風荷載的能力。

2 我國高層建筑工程巖土勘察工作的現狀

2.1 勘察前的準備工作不足

巖土勘察工作是一項時間較短，但任務卻十分繁重的工作，必須做好充足的勘察前準備，如勘察工作需要使用的材料、儀器以及測繪圖紙等，都應該準備充足。但是在實際的巖土勘察工作中，常常存在準備不足、材料缺乏等現象，致使勘察人員難以以某一階段的資料進行分析，增加巖土工程施工的安全隱患。

2.2 巖土勘察的設備過于落后

先進的勘察設備是確保巖土勘察數據準確性的關鍵因素，但是目前國內的巖土勘察設備，大多比較陳舊和落后，對巖土勘察工作的準確性與全面性造成影響。由于勘察采用的軟件功能不全面、轉化能力較差，導致勘察人員難以得到充分、精確巖土勘察數據，常需要進行二次勘察，不僅耗時長、效率低，而且會大幅度增加工程勘察的投資成本。

3 高層建筑巖土勘察要點

3.1 勘探點布設

矩形高層的布設形式為雙排形式，而不規則高層建筑的布設形式為凸出角點或者凹進陰角形式；層數，荷載及體形變化較大處布置；甲級高層還應在中心點或電梯或核心筒部位布置；單棟高層：甲級：≥5個，乙級：≥4個，控制性勘探點≥勘探點總數的1/3。

3.2 勘察間距

通常勘察間距為15～35m。甲級間距最小，而乙級間距最大；在巖土工程中，對于沖溝區域、沉積地帶、暗溝位置，對于間距可以適當加密；淺層巖溶發育地區：鉆探+物探(淺層地震勘探，孔間地震CT或孔間電磁波CT)；鉆孔間距可以結合實際情況進行適當加密處理。

3.3 鉆孔深度

1)控制孔深度大于地基變形計算深度；2)箱形基礎和筏形基礎控制孔深度：不具備變形計算條件時，dc=d+αc×β×b；β甲級取1.1；乙級取1.0；3)一般孔深度＞主要受力層深度，箱形基礎和筏形基礎一般孔深度為：dg=d+αg×β×b；4)對于基巖地區或者淺層溶巖發育區域，應該嚴格控制孔鉆至完整和較完整基巖3～5m；甲級取大值，乙級取小值。不同土質土類系數如表1所示。

表1 不同土質土類系數

3.4 取樣和原位測試

1)豎向間距：基底下1b深度內1～2m，(地層簡單時)可適當擴大距離；2)每個場地的每一主要土層，取樣和原位測試數量≥6個(件)；3)在建筑工程地基主要受力層范圍內，如果夾層或者透鏡體的厚度大于0.5m，則可以進行取樣測試或者進行原位測試；4)如果建筑工程地基巖土性質不均勻，則應該適當增加取樣測試數量或者原位測試數量；5)巖石樣各層數量≥6個；6)在對地下室側墻以及基坑邊坡穩定性進行計算時，或者對錨桿進行設計時，必須確保土層樣品數量在6個以上。

4 高層建筑巖土地基處理案例分析

某高層建筑住宅小區，其中，3#～4#樓的建筑安全等級為二級，并且沒有地下建筑，3#樓的建筑面積為7355m2，4#樓的建筑面積為2444m2，3#～4#樓結構形式均為框架結構類型。

4.1 穩定性驗算分析

在該高層建筑巖土工程勘察中，對于地基基礎的測算方式如下：①對高層建筑的傾斜程度進行測算；②高層建筑沉降量較大，因此，需要對該高層建筑地基沉降量進行測算；③對該建筑物基礎穩定性進行測算。其中，對于建筑穩定性進行驗算最為關鍵。現如今，國際上對于建筑物基礎方面的研究不夠深入，這就會導致在高層建筑地基穩定性驗算方面水平有限，因此，必須對這方面進行深入研究。

4.2 不均勻地基加固處理技術

堅持因地制宜原則，通常情況下，同一個建筑工程可能會有不同的建筑物，而不同建筑的性質也是不同的，因此，對于建筑地基，應該堅持因地制宜的原則，結合不同建筑實際情況對地基進行加固處理；2)合理選擇地基形式，在建筑工程施工中，同一個建筑可能需要建設在不均勻地基上，但是不能夠建設在巖土性質不同的地基上；3)適當提高地基剛度，有些建筑是建設在不均勻地基上，對此應該采取相應的加固措施，提高地基剛度。

4.3 基礎方案

在建筑工程施工中，對于天然地基，應該進行可行性分析。通過對施工現場天然地基淺基礎進行分析，可以明確掌握地基是否符合工程建設的需要。通常情況下，天然地基淺基礎是由軟土所構成的，承載能力比較低。另外，天然地基可能會有溶洞，這就會導致土地強度降低。除此以外，天然地基的地下水比較豐富，因此，不能采用換土的方式對地基進行處理。

對建筑工程人工復合地基淺基礎進行可行性分析。在對本工程3#～4#樓進行施工時，應該結合地基實際情況采用深層攪拌樁加固處理方法，以層④作為樁端的持力層，預計樁長為11.7～15.6m，實際攪拌深度應該充分結合施工現場實際情況進行調節。

[1]巖土工程勘察規范[S].(GB50021一2001)(2009版).

[2]李強.高層建筑巖土勘察分析及地基處理技術應研究[J].山東工業技術，2014，33(24)：52-52.

[3]李文韜，聶書斌，紀迎超.建筑工程巖土工程勘察要點分析[J].建筑知識，2016(06)：91～93.