城市高層建筑中巖土勘察及地基處理技術

楊瑜澤

（中冶集團武漢勘察研究院有限公司，湖北 武漢 430080）

近年來，在城市化進程的推動下，建筑業得到快速發展，各類建筑工程項目隨之增多。地基基礎是高層建筑最為重要的組成部分之一，為確保建筑地基的穩定性，在施工前，需要進行巖土勘察，并根據勘察報告對地基處理技術進行選擇。

1 城市高層建筑中的巖土勘察要點

1.1 明確巖土勘察內容

在高層建筑巖土勘察中，要明確以下工作內容：（1）實地勘察建筑所在地的地質、水文、已有建筑的具體情況；（2）對掌握的勘察資料進行整理，分析評價巖土情況，研判工程項目所在地的巖土對高層建筑可能產生的影響；（3）判斷高層建筑所建區域的劣勢地塊，制定處理方案，規避劣勢地塊對高層建筑質量和安全的影響；（4）根據已掌握的水文地質資料，分析水文地質對高層建筑施工的影響，做好預防工作，避免出現地基坍塌事故；（5）勘察周圍建筑情況，分析該工程建設施工是否會對周圍建筑、周邊環境產生影響；（6）勘察結束后要及時撤出儀器設備，根據掌握的資料編制高質量的勘察方案。

1.2 全面分析巖土工程勘察資料

在高層建筑巖土勘察中，要以真實可靠的資料為依據做好巖土分析工作，具體包括以下方面：（1）地層地質分析。根據勘察中掌握的高層建筑工程建設位置、周邊環境資料，分析該區域的地層地貌特點，掌握地質情況，為優化施工方案、選用施工技術提供可靠依據，以保證高層建筑工程質量。（2）地基巖土分析。重點整理、分析工程基礎處的巖土資料，分析巖土特征，根據實地勘察情況和分析結果對建設方案進行優化調整。（3）水文地質分析。根據已掌握的水文地質一手資料，編制水文地質報告，報告中要注明地下徑流情況，并從優劣勢兩個層面出發分析水文地質條件對施工安全性的影響。

1.3 評價地質狀況

高層建筑巖土勘察要對地質狀況進行全面評價，采用實例分析法提高地質狀況評價的準確性。具體的評價內容包括：（1）評價地質結構的穩定性與適宜性。在評價中，要根據高層建筑所在區域歷年來的地質災害資料，分析地質災害發生概率和危害程度。若發生泥石流、滑坡等災害，則說明該區域的地質結構不穩定。根據分析結果進行實驗假設論證，決定該區域是否適宜修建高層建筑，并提出建議。（2）評價基礎處巖土情況。根據已掌握的地質結構資料，分析該區域地基土的優劣。若該區域穩定土層結構在51.45m以上，且土層分布均勻，則說明該區域巖土為優質地基土，適合高層建筑建設。（3）評價圍巖分類。在巖土勘察后，對該區域的巖土進行取樣分析，選取深層的巖土樣本帶到實驗室進行分析，根據分析結果評價該區域是否適合深度挖掘。

2 城市高層建筑地基處理技術

2.1 工程概況

某建筑工程項目地處該市繁華地段，總建筑面積約為4.265萬m2，該項目由3棟高層組成，其中2棟的層數為18，另外一棟的層數為15。3棟建筑均有一層地下室，為設備用房和停車場，局部為人防。建筑按照50年的使用年限進行設計，建筑等級為二類，抗震設防烈度為6度。3棟建筑均為框架剪力墻結構，基礎為獨立柱基礎加筏板基礎。由工程現場巖土勘察報告可知，該工程施工場地的土體類型為軟土，場地類別為二級，地塊相對穩定。3棟建筑地下室的部分柱基礎及剪力墻持力層選用強風化花崗巖，筏板基礎持力層選為強風化巖和黏土，地基處理技術確定為毛石混凝土。

2.2 地基處理施工要求

（1）在強風化巖石上進行獨立樁基礎施工，用強度等級為C20的毛石混凝土澆筑基坑超挖部分，澆筑至設計基底標高；根據圖紙設計要求，采用錯臺設置的方式澆筑毛石混凝土，結合實際情況調整每臺高度，應控制在70～90cm。

（2）在原狀土層（強風化巖石）上建設高層柱和剪力墻，在施工之前要清除建筑基礎；若設計底板標高為5.3m，則不可全部挖除，需保留基礎高度不得低于40cm；在遇到柱基時，需清理干凈原柱基的周圍環境，保證在巖石層上施工柱基，并用C20毛石混凝土補齊超深的基礎底板。

（3）對存在較大坡度的建筑基礎場地，可采用錯臺處理方式進行回填，每臺寬、高不得小于1m、0.5m；地下室出現局部超深情況，采用風化砂回填，回填時要分層碾壓，各層厚度控制在30cm，回填后碾壓密實，要求地耐力超過120kPa。在回填覆土施工驗收合格后，方可進入下道施工工序。

（4）在原地下室底板施工中，若網點處樁基位于其上方，則可保留樁基，并將樁基繼續在底板上進行施工即可，采用C20毛石混凝土填平超深部分。

2.3 地基處理前的準備工作

（1）技術準備。①根據設計要求進行開挖，直至挖到強風化巖層，要求開挖的尺寸符合錯臺要求。開挖后，由勘察方、設計方、建設方、監理方共同進行驗收。②在澆筑毛石混凝土前，對每個柱基基礎的尺寸、標高及其每層錯臺尺寸、高度進行確定，為施工的規范開展提供依據。做好基坑內的排水工作，清理干凈基坑內的淤泥，要求基坑不得存有積水。③檢查施工現場人、機、料的到位情況，向建設方和監理方上報工程技術資料進行審批。

（2）回填準備。①在驗槽合格后，清理回填場內的雜物，包括建筑垃圾、淤泥、土塊等；砌筑擋土墻之前，按照設計要求用混凝土澆筑低跨部分的基礎墊層，控制好澆筑的位置與標高。②清理干凈回填土擋土墻基底，以保證砌筑施工質量；根據回填的實際情況，確定填料的質量、數量和供應時間，要求在規定的時間和地點將填料運至現場，對填料進行質量驗收，驗收合格后回填施工。③在回填施工前，檢查毛石混凝土強度，只有在強度達到設計強度75%的情況下才能進行。

2.4 地基處理施工技術要點

（1）基層處理。在毛石混凝土澆筑施工前，應當先處理基層，具體做法如下：在基層上準確定出基礎的位置，按照錯臺施工的要求，合理確定最下級的尺寸，隨后將基坑內的積水全部抽取干凈，并以人工的方式清除基坑底部的松軟土體。當基層處理完畢后，應當及時進行驗槽，確認合格便可搭設模板。

（2）搭設模板。在對超挖的基礎處理時，可以按照現場實際情況，確定是否需要搭設模板，若不需要搭設，則可直接澆筑毛石混凝土；錯臺應當每層收縮20cm，確保模板搭設到柱基礎的底部，使比柱基礎寬出20cm。該工程中采用的是組合鋼膜，利用鋼管腳手架對模板進行定位和加固。

（3）毛石混凝土澆筑。①在對毛石混凝土進行正式澆筑前，應當按照行走路線鋪設好跳板，并由專業的測量人員放線，在現場定出基礎墊層頂向上10cm的標高控制線。該工程中施工中使用的混凝土均為商品混凝土，當混凝土運至現場后，可以使用相應的設備送至澆筑位置，在運送混凝土的過程中應當控制其坍落度，以此來提高混凝土的早期強度。②混凝土施工過程中，應當先鋪設一層厚度為10～15cm的打底層，在其上均勻鋪好毛石后，便可開始澆筑混凝土，每一層澆筑完畢后，鋪設一層毛石，確保毛石周圍有厚度10cm左右的混凝土包裹。施工中應當控制毛石量，不得低于20%，上下層混凝土澆筑的間隔時間應當控制在2h以內，結合位置處的毛石應當露出一半左右，這樣可以為下層澆筑提供便利，從而使混凝土結合得更加緊密。③施工時，毛石應當均勻鋪放，小頭朝下，大頭朝上，其紋理應當與受力方向保持垂直，毛石的間距應當控制在10cm左右，與模板及槽壁的距離應當控制在15cm左右，這樣能夠使毛石被混凝土包裹。④在對風化砂回填前應當先砌筑擋土墻，高度以120cm左右為宜，風化砂先回填30cm，然后用夯擊夯填，再填30cm，夯實到50cm，砌筑擋墻直至達到設計基底標高為止。夯擊風化砂時，要依次夯打，不得留有縫隙；采用錯臺處理，寬度控制在1.0m左右。

2.5 施工安全措施

（1）加強施工人員安全教育，提高施工人員安全意識，要求施工人員在進入現場之前必須穿戴齊全安全帽、安全帶和安全鞋；施工人員在施工中要加強自我保護，時刻留意車輛和施工機具，避免出現人員傷亡事故；在基坑施工中，非作業人員必須遠離基坑，避免發生安全事故。

（2）嚴格按照用電安全規范連接打夯機的線路，不得隨意搭接線路。在搭接線路時，要對打夯機安裝保護接地線，并將膠圈加裝到進線口處，使用定向開關和單獨插座，保證打夯機的用電安全；施工人員要規范打夯機的操作，在打夯機的操作手柄上加裝絕緣材料，并穿戴絕緣手套和膠鞋。打夯機使用時，前面2m內不允許站人，不允許拖拉打夯機；根據施工現場情況制定行夯路線，要求直線夯進，在使用過程中不得出現按壓手柄、后拉或推進打夯機的情況，也不得出現無人操作或撒把不扶的情況。

（3）運輸車要控制好行車距離，與邊坡距離必須超過3m；施工現場不允許拋擲石塊，要聽從統一指揮，吊運石塊和混凝土。

3 結論

綜上所述，在城市高層建筑工程項目建設過程中，為確保地基基礎的穩定性，應在正式開工前對施工場地進行巖土勘察，以此來了解并掌握地基的實際情況，為地基處理技術的選取提供依據。在處理地基時，應當依據巖土勘察報告，選取最為合理的技術，確保地基的處理效果，為建筑工程上部結構施工的順利進行提供保障。