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(gè)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(duì)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(píng)價(jià) 文章編號(hào)：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(diǎn)，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(hù)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(duì)擬建建筑物的場(chǎng)地開展巖土工程勘察工作，利用科學(xué)的勘探方法對(duì)巖土進(jìn)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(jì)都要求更詳細(xì)準(zhǔn)確的了解地層結(jié)構(gòu)，掌握其變化，這不僅是計(jì)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(jì)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(gè)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(fù)荷情況進(jìn)行合理估計(jì)；基礎(chǔ)埋深可以根據(jù)建筑的實(shí)際高度進(jìn)行預(yù)估；壓縮層深度有多種計(jì)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(jì)算參數(shù)是基礎(chǔ)寬度?？辈炜咨疃鹊木唧w計(jì)算公式與以上三個(gè)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(shí)，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(shí)，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(diǎn)應(yīng)保持15～35 m的距離，這意味著高層建筑勘察點(diǎn)的鉆孔間距要比一般建筑的小，比安全等級(jí)高的建筑更要小。在實(shí)踐過程中，鉆孔間距需要根據(jù)建設(shè)環(huán)境的情況進(jìn)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(diǎn)，以便進(jìn)行控制。一般情況下，如果場(chǎng)地底層結(jié)構(gòu)簡單，地區(qū)建筑經(jīng)驗(yàn)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(duì)待。

2巖土工程勘察評(píng)價(jià)

2.1基坑支護(hù)及施工降水

對(duì)基坑進(jìn)行挖掘和支護(hù)施工時(shí)，需要先分析挖掘深度和場(chǎng)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(diǎn)，對(duì)于土質(zhì)條件好的可以取距離的最小值進(jìn)行勘察點(diǎn)布置，反之取最大值。對(duì)于施工降水，工作人員應(yīng)掌握?qǐng)龅貐^(qū)域水文地質(zhì)資料，必要時(shí)采用科學(xué)的測(cè)試手段對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行水文地質(zhì)勘察，以獲取相應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)。如：土的有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度參數(shù)和不排水抗剪強(qiáng)度參數(shù)。此外，通過測(cè)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(duì)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(hù)方法及施工降水的隔水方法。

2.2地基的液化勢(shì)及濕陷性

當(dāng)建筑使用樁基作為地基時(shí)，勘察人員需要加強(qiáng)對(duì)液化勢(shì)的評(píng)估深度，且不論場(chǎng)地各個(gè)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(duì)其液化勢(shì)進(jìn)行深度評(píng)估，為提供樁側(cè)阻力做準(zhǔn)備。樁基埋深大于15 m深度時(shí)，可以采取剪切波速法、標(biāo)貫判別法和三軸試驗(yàn)法進(jìn)行液化判別。由于高層建筑基礎(chǔ)埋深深度較大，在對(duì)其進(jìn)行濕陷性評(píng)估時(shí)需要注意以下兩個(gè)方面：（1）二級(jí)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(shí)，總濕陷量計(jì)算公式中的修正系數(shù)β會(huì)使計(jì)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(shí)，必須注意以下兩個(gè)方面的內(nèi)容：（1）對(duì)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(jìn)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(fù)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(jì)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(duì)的是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，缺少巖土工程師所具有的巖土知識(shí)和工程經(jīng)驗(yàn)，因此，在設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)方案時(shí)，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該與巖土工程師進(jìn)行合作，參考其專業(yè)建議，以設(shè)計(jì)出更好的經(jīng)濟(jì)方案。結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計(jì)時(shí)，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(jì)出幾個(gè)方案進(jìn)行評(píng)估選擇，權(quán)衡選擇最經(jīng)濟(jì)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(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)更改，以確保勘察工作更好地進(jìn)行，使勘察結(jié)果更為準(zhǔn)確。