高層建筑巖土地基處理技術研究

裴巧玲

（西安建筑科技大學華清學院， 陜西 西安 710043）

1 高層建筑巖土地基加固處理的必要性

近年來，隨著我國城市化進程的不斷加快，推動了建筑業(yè)的發(fā)展，各類建筑工程大幅度增多，其中又以高層建筑居多。由于我國的建設用地比較有限，從而使得部分高層建筑不得不在巖土地基上進行建造，而此類地基比較特殊，所以在高層建筑施工前，需要對巖土地基進行加固處理。對于高層建筑巖土地基而言，加固處理是不可或缺的一項重要工作，施工單位必須對此項工作予以高度地重視，并采取科學合理、切實可行的方法和措施，確保巖土地基經(jīng)過加固處理后能夠達到預期中的效果。部分施工單位在以往的高層建筑施工中，對巖土地基的處理工作沒有予以足夠的重視，由此使得地基上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量受到嚴重影響。而通過對巖土地基進行加固處理，在處理技術合理的前提條件下，選取有效的材料，并對加固時間進行控制，可以達到預期的處理效果，隨著巖土地基穩(wěn)定性的提升，其上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量得到了保障。綜上，在高層建筑建設施工中，對巖土地基進行加固處理尤為必要。

2 高層建筑巖土地基處理技術

2.1 巖土地基的處理方法

大體上可將巖土地基的加固處理方法分為兩大類，即軟弱部分的處理和壓縮性低部分的處理。對前者進行處理的主要目的是使其適應堅硬的部分，對于此種情況，可以采用的處理方法和措施有以下幾種：局部開挖、換填，也可以通過梁板跨越的方法進行處理。工程實踐表明，這種處理方法效果較好，唯一的不足是造價較高。對后者進行處理的主要目的是解決不均勻沉降問題，常用的處理方法有石屑褥墊層法。使用該方法對巖土地基進行處理的過程中，需要對墊層的厚度進行合理確定，不宜過厚，也不能過薄，石料可以選用碎石或級配良好的卵石，若是選用石屑，墊層的厚度應當控制在30cm以內(nèi)。

2.2 工程實例

2.2.1 工程概況。某高層建筑位于該市中心繁華地段，由主樓和裙房兩部分組成，其中主樓為27層，裙房為2層，總建筑面積約為2.15萬m2。主樓設有地下室。該高層建筑的場地較為平坦，地基土層自上而下的基本情況如下：最上層為新近的沉積土，土層的厚度約為0.4-2.7m左右，其下為膨脹土，土層的厚度約為4.7-26m左右，再下層為碎石土，土層的厚度約為0.5-2.7m左右，最下層為灰?guī)r，巖溶較為發(fā)育，并且存在數(shù)量較多的溶洞，其最大直徑約為2.0m。由物探結(jié)果可知，基巖的埋深情況為南面淺、北面深，高層建筑主樓部分所處的基巖面起伏較大，最大的幅度約為 13.8m左右，而裙房部位所處的基巖面相對比較平緩。由于本工程中的裙房只有 2層，并且沒有地下室，所以基礎的埋深深度較淺，設計單位給出的方案為十字交叉梁基礎，其底部不與基巖面發(fā)生直接接觸，而是在基底下鋪設砂墊層，使地基達到均勻性的要求。因為高層主樓部分的箱基埋設的深度較深，加之巖土地基本身較為復雜。因此，下面重點對這部分地基的處理技術進行分析。

2.2.2 處理方案與技術要點。在該高層建筑主樓的西北角處存在基巖深溝，為使地基能夠避開深溝，經(jīng)過研究后，決定將主樓向南平移 12m，地基基礎選用的是箱式基礎。隨后結(jié)合施工圖紙，對基坑進行開挖，當挖至-5.0m的深度后，對基坑進行釬探，由釬探結(jié)果得知，地基下部基巖的起伏變化比地質(zhì)勘察報告中給出的數(shù)值大很多，由此可能會導致箱基的受力狀態(tài)不均勻，從而影響到上部主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。不僅如此，在鉆孔釬探時，還發(fā)現(xiàn)了土洞，與箱基底部的距離大約在10m左右，土洞的寬度為1.5-2.0m。如果高層建筑建成投用后，地下水位出現(xiàn)變化，則會導致土洞被水沖刷而擴大，雖然與箱基底部存在一定的距離，但隨著上部結(jié)構(gòu)荷載的不斷增大，可能會對箱基造成影響。針對這一情況，經(jīng)過研究后，決定采取如下方法進行處理：

①基巖處理。由于基巖表面具有較大的坡度，加之局部存在隆起的石芽，同時，基巖表面還存在程度較大的傾斜面，由此導致基底上層的薄厚不均，因此，在充分考慮基巖面土層厚度變化等情況，可能造成箱基不均勻沉降的前提下，決定采用以下處理方法：通過小炮將隆起的基巖炸去1.3m，并在其上施作厚度為1.0m的砂墊層，然后以分層的方法進行夯實，從而使其與箱基底部保持平齊。為避免箱基底部不均勻沉降問題的發(fā)生，在基底鋪設厚度30cm的石屑褥墊層。在巖土地基處理中，褥墊層法是簡單常用的方法之一，可達到良好的處理效果。褥墊層法施工所選用的材料包括碎石、粗砂、石屑、級配卵石等，根據(jù)具體的地基處理要求，選用不同的施工材料。在調(diào)整地基壓縮性時，可選用粗砂、碎石作為褥墊層材料；在處理軟硬不一的地基時，可選用石屑、級配卵石作為褥墊層材料，避免地基出現(xiàn)不均勻沉降變形。在澆筑混凝土基礎墊層時，若褥墊層材料為碎石、石屑，則要適當降低混凝土的水灰比，避免因褥墊層滲入水泥造成材料膠結(jié)，阻礙材料自由運動，導致巖土地基施工質(zhì)量偏差。若褥墊層材料選用粗砂、級配河砂、卵石等，可采用正常的混凝土水灰比。

②土洞處理。在本工程中存在土洞，對此需要采用相應的方法進行妥善處理，在鉆孔釬探確定土洞位置后，采用密布鉆孔的方式，查明土洞的大小，然后通過壓水測試，檢驗鉆孔水道是否暢通，進而對土洞的性質(zhì)進行確定。檢測后發(fā)現(xiàn)，土洞為活土洞，即走水的土洞。在對此類土洞進行處理的過程中，應當遵循疏導地下水的原則，具體的處置措施如下：從基坑底部向下開挖，直至挖到洞頂為止，然后將洞內(nèi)的泥沙全部清除干凈，并以分層的方法，在洞底鋪筑厚度為2.3m左右的塊石，再其上鋪筑厚度為3.3m左右的碎石，達到洞頂高度后，填入灰土并進行夯實處理。

③地質(zhì)勘察。在高層建筑物施工之前，要針對復雜的地質(zhì)條件進行勘察，全面掌握巖土地基情況，為建筑結(jié)構(gòu)設計提供詳盡的地質(zhì)報告。在地質(zhì)勘察中，要適當提高布孔密度，延伸探測深度，使探測深至巖層面500mm。在初步獲取地質(zhì)勘察資料之后，還要在基坑開挖施工階段進行再次勘探，重點探測地質(zhì)構(gòu)造復雜的部位，加密鉆孔，全面掌握復雜地質(zhì)情況。此外，還可采用地震波等物理方法對建筑場地的地質(zhì)情況進行探測，根據(jù)探測情況布孔，進行物探。在實際勘察中，可結(jié)合運用物探與地質(zhì)勘探方法，更加清晰地掌握巖土地基地質(zhì)構(gòu)造。

3 結(jié)論

綜上所述，在高層建筑施工建設中，常常會遇到巖土地基，為有效避免此類地基對施工帶來的影響，應當結(jié)合實際情況，選取相應的方法，對巖土地基進行妥善處理。本文以工程實例為依托，對巖土地基處理技術進行分析，經(jīng)過處理后，使影響程度降至最低。在未來一段時期，應當加大對巖土地基處理技術的研究力度，除對現(xiàn)有的技術進行改進和完善之外，還應當開發(fā)一些新的處理技術，從而使其能夠更好地為高層建筑建設服務。