高層建筑巖土工程勘察的若干問題思考

[摘要]巖土工程勘察是高層建筑建設(shè)過程中一個重要環(huán)節(jié)，在確保高層建筑施工的穩(wěn)定性和安全性上起著非常重要的作用。本文介紹了高層建筑巖土工程勘察的主要問題，提出了對巖土工程勘察的一些思考。

[關(guān)鍵詞]高層建筑；巖土工程勘察；評價 文章編號：2095-4085（2016）03-0025-02

高層建筑具有高度高、荷載大、基礎(chǔ)深的特點，因目前樓層越建越高，使得高層建筑的基礎(chǔ)埋深越來越大，繼而使巖土工程中的基坑支護和施工降水問題更為突出，影響建筑的安全性和穩(wěn)定性。因此，在建筑施工中，需要對擬建建筑物的場地開展巖土工程勘察工作，利用科學(xué)的勘探方法對巖土進行分析，確保巖土質(zhì)量。

1高層建筑巖土工程勘察的問題

高層建筑的結(jié)構(gòu)與地基的基礎(chǔ)設(shè)計都要求更詳細準(zhǔn)確的了解地層結(jié)構(gòu)，掌握其變化，這不僅是計算沉降預(yù)防傾斜所需，更涉及到建筑基礎(chǔ)類型的選擇、深基坑開挖、建筑主體設(shè)計和建筑施工的需要。

1.1鉆孔深度問題

建筑巖土工程勘察的深度主要跟以下三個因素有關(guān)：樁長、基礎(chǔ)埋深和壓縮層深度。樁長可以根據(jù)土質(zhì)情況、建筑負荷情況進行合理估計；基礎(chǔ)埋深可以根據(jù)建筑的實際高度進行預(yù)估；壓縮層深度有多種計算方法，但相比其他方法，應(yīng)力控制法比較客觀可信，主要的計算參數(shù)是基礎(chǔ)寬度。勘察孔深度的具體計算公式與以上三個因素有關(guān)，公式為：D=d+oβb。其中，D是指勘探孔的深度；d指的是基礎(chǔ)埋深；α指的是土層的壓縮系數(shù)；JB是高層建筑基底壓力系數(shù)；b為基礎(chǔ)寬度。要注意的是，當(dāng)施工采用樁一筏板為地基時，需要使控制性勘察鉆孔的深度比壓縮層的下限大，且保證一般性勘察孔的深度能夠控制主要受力層。若使用的是樁基或嵌巖灌注樁時，則勘察鉆孔的深度就需要加深。

1.2鉆孔間距問題

根據(jù)巖土工程勘察規(guī)范的規(guī)定，高層建筑勘察點應(yīng)保持15～35 m的距離，這意味著高層建筑勘察點的鉆孔間距要比一般建筑的小，比安全等級高的建筑更要小。在實踐過程中，鉆孔間距需要根據(jù)建設(shè)環(huán)境的情況進行確定，以此確保鉆孔勘察的地層能夠反映土層的土質(zhì)和地下水的情況。此外，在待建建筑物的電梯井、荷載和體型變化較大處也應(yīng)該布置勘察點，以便進行控制。一般情況下，如果場地底層結(jié)構(gòu)簡單，地區(qū)建筑經(jīng)驗豐富，鉆孔間距可以適當(dāng)拉大，甚至可以不加勘察孔，需要具體情況具體對待。

2巖土工程勘察評價

2.1基坑支護及施工降水

對基坑進行挖掘和支護施工時，需要先分析挖掘深度和場地條件，在挖掘邊界至挖掘深度1～2倍的距離內(nèi)安置勘察點，對于土質(zhì)條件好的可以取距離的最小值進行勘察點布置，反之取最大值。對于施工降水，工作人員應(yīng)掌握場地區(qū)域水文地質(zhì)資料，必要時采用科學(xué)的測試手段對場地進行水文地質(zhì)勘察，以獲取相應(yīng)的設(shè)計參數(shù)。如：土的有效應(yīng)力抗剪強度參數(shù)和不排水抗剪強度參數(shù)。此外，通過測試，還也可以獲得地下水的分布特征和滲流特征等參數(shù)，并以此為依據(jù)，分析施工過程中水位變化對建筑的支撐系統(tǒng)、鄰近建筑物及其他設(shè)施的影響，制訂基坑支護方法及施工降水的隔水方法。

2.2地基的液化勢及濕陷性

當(dāng)建筑使用樁基作為地基時，勘察人員需要加強對液化勢的評估深度，且不論場地各個土層是否滿足水位埋深和基礎(chǔ)埋深等控制條件，都需要對其液化勢進行深度評估，為提供樁側(cè)阻力做準(zhǔn)備。樁基埋深大于15 m深度時，可以采取剪切波速法、標(biāo)貫判別法和三軸試驗法進行液化判別。由于高層建筑基礎(chǔ)埋深深度較大，在對其進行濕陷性評估時需要注意以下兩個方面：（1）二級濕陷性黃土土層的總濕陷量非常小，幾乎不需要考慮；（2）在基礎(chǔ)埋深較大時，總濕陷量計算公式中的修正系數(shù)β會使計算結(jié)果趨于保守。

2.3樁側(cè)壁摩阻力

在確定樁基側(cè)壁摩阻力時，必須注意以下兩個方面的內(nèi)容：（1）對液化土層極限側(cè)阻力，需要在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)值基礎(chǔ)上進行適當(dāng)折減；（2）在濕陷性黃土建筑上確定單樁承載力，需要考慮濕陷土層內(nèi)樁側(cè)的負摩擦阻力。此外還需要注意施工段土層的側(cè)摩阻力正常值，即非液化、非失陷狀態(tài)下的樁側(cè)壁摩阻力值，并做好記錄，將記錄下來的數(shù)據(jù)提供給后續(xù)的工程試樁作為參考。

2.4地基基礎(chǔ)方案建議

一般而言，最終的建筑工程地基基礎(chǔ)設(shè)計方案由結(jié)構(gòu)工程師決定，但由于結(jié)構(gòu)工程師主要針對的是結(jié)構(gòu)設(shè)計，缺少巖土工程師所具有的巖土知識和工程經(jīng)驗，因此，在設(shè)計地基基礎(chǔ)方案時，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該與巖土工程師進行合作，參考其專業(yè)建議，以設(shè)計出更好的經(jīng)濟方案。結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計時，通過聽取不同巖土工程師的建議，結(jié)合自己的想法，設(shè)計出幾個方案進行評估選擇，權(quán)衡選擇最經(jīng)濟合理的地基基礎(chǔ)方案。

3結(jié)語

總體來說，巖土工程勘察工作的工作量十分巨大，而且也很繁瑣。需要施工人員根據(jù)實際情況進行適當(dāng)更改，以確保勘察工作更好地進行，使勘察結(jié)果更為準(zhǔn)確。