高層建筑巖土工程勘察現狀分析及其對策

余洋

（山西省勘察設計研究院有限公司，山西太原 030013）

近年來，我國的高層建筑越來越多，高度也越來越高。與之所帶來的是，在設計中對建筑的抗震、抗風要求越來越高，建筑物使用壽命增加，投資也越來越大。高層建筑的安全性和使用壽命與巖土工程勘察的質量息息相關，因此在勘察中保證必須的時間、人力和財力，查明場地的工程、水文地質條件，對場地的穩定性和地基的安全性等進行分析論證，為巖土工程設計服務。

1 高層建筑巖土工程勘察的特點

高層建筑巖土工程勘察一般需要多個階段的勘察，且要求勘察精度也較高，這就需要在勘察前必須詳細了解和吃透勘察技術要求，并取得擬建建筑物的有關資料后，才能針對性地制定出安全經濟的勘察方案。因此，其勘察工作強調勘察工作分階段、逐步深化。只有在勘察資料較充分且總圖已完全確定時，可以合并為一階段勘察按詳細勘察的要求進行勘察。

2 高層建筑巖土工程勘察的幾個要點

2.1 勘察準備

高層建筑巖土工程勘察前，應收集資料并進行工程地質調查，當已有的資料不足導致無法對一些重大問題作出明確判斷時，應采取必要的工程地質測繪或少量的鉆探、測試等工作。勘察準備的重點主要是在了解場地穩定性的基礎上，對建筑的可行性和適宜性作出初步判斷和評價，同時為后期的勘察重點指明方向。

2.2 初步勘察

2.2.1 初步勘察的主要目的和任務

高層建筑初步勘察的目的和任務主要是對場地的穩定性作出評價，具體包括斷裂穩定性、邊坡穩定性、巖溶穩定性、地震穩定性和特殊性巖土穩定性。上述五個方面的穩定性是初步勘察中需要解決的重點穩定，作出評價的同時應提出治理或避讓的措施建議。

2.2.2 勘探孔的布設

初勘時，高層建筑勘探孔的布設以控制整個建設場地的工程地質條件為原則。通常勘探線的間距以100m 為限，勘探點的間距以50m 為限，勘探孔的深度以滿足場地穩定性和地基變形評價計算的要求。

2.3 詳細勘察

2.3.1 詳細勘察的任務和目的

高層建筑詳細勘察的目的和任務主要是為設計提供計算地基承載力、變形、穩定性、土壓力所需的資料和各項參數，并對高層建筑的地基或基礎方案，場地不良地質和特殊土治理，基坑支護設計、地下水控制和抗浮設計等提出合理化建議。

2.3.2 勘探孔的布設

在詳細勘察階段，進行勘探孔的布設時，要對設計總平面圖有著深入的分析，而且要對建設場地的實際情況進行深入了解。勘探點的平面布設，首先要考慮的建設場地的地貌單元和建筑物的平面形狀，對于結構單體跨越不同地貌單元的部分，要增加勘探點的數量。

勘探點的平面布設對一些特殊部位要重點考慮，尤其是對那些存在較大的凹凸變化的區域、建筑荷載差異較大的區域均應加設勘探點。

對于附帶地下車庫的高層建筑，在勘探孔的平面布設要綜合考慮主樓與地下室合理布孔。

2.3.3 勘探孔深度

高層建筑勘探孔的深度與擬建建筑物的基礎形式、基底壓力和地基處理方式等有關。一般來講，天然地基勘探孔的深度以滿足地基變形計算為原則，樁基工程勘探點的深度以進入樁端下一定深度為原則，復合地基勘探點的深度以樁端持力層的地層分布為原則。除此之外，勘探孔的深度還應考慮基坑的開挖深度以及特殊土的影響。如：自重濕陷性黃土地基，應考慮負摩阻對樁長的影響；液化地基，液化折減對樁長的影響等。

2.3.4 原位測試

高層建筑巖土工程勘察的原位測試，除經常進行的標貫、動探之外，還應采取多樣的原位測試手段。原位測試指標不僅可以查明巖土層分布的特點，還可以為設計計算提供各項依據，以及對樁端持力層的選擇提供建議等。巖土工程勘察中，最常見原位測試手段有靜探、波速、地脈動等。對超高層建筑，還需按設計要求進行專門的現場載荷試驗和地震安全評估。此外，在軟土地區，十字板剪切試驗也是很好的輔助手段；對巖溶和殘積土較發育的地區，宜采用物探的方法查明溶洞和孤石的分布等。

2.3.5 室內試驗

因高層建筑基底壓力大、地下室埋深較深，在室內土工試驗時，除進行常規的試驗外，還需要做高壓固結試驗或滲透性試驗等。有些高壓固結試驗還需根據土的應力歷史，提供地基土的先期固結壓力，以及壓縮指數和回彈再壓縮指數等。抗剪強度試驗也多采用三軸試驗，此外，有些工程還要求動三軸試驗、動剪切試驗等。

3 我國高層建筑巖土工程勘察的現狀

3.1 從業人員素質參差不齊

巖土工程勘察是一項既注重經驗又注重技術的工作，涉及土力學、工程地質學、水文地質學以及工程鉆探等多個學科的內容，對從業人員的專業理論水平和實際工作經驗有著很高的要求。尤其是對于從事高層建筑巖土工程勘察的人員來說，各項要求水平更好。然而，目前我國從事勘察各個工作的人員在理論素養與專業水平方面參差不齊，許多從事勘察工作的并不是本專業畢業的科班人員，更有甚者根本沒有受過大學或大專等教育。從業人員的素質參差不齊，導致出據的勘察成果資料很不專業，甚者錯誤、漏洞百出，結果很容易導致工程質量事故。

3.2 勘察設備落后

在高層建筑巖土工程勘察中，勘察成果的質量與勘察設備的先進程度有著非常重要的關系。尤其是現在很多先進的原位測試設備的應用，對勘察成果中各項數據取值的精確性起到非常關鍵的作用。然而，我國從事巖土工程勘察的大多數企業勘察設備的配備極不完善，或配備的設備落后，導致勘察成果提供的數據不全面或精確度較差，嚴重影響了勘察成果的質量。

3.3 勘察市場亂象叢生，違法分包嚴重

隨著市場化經濟的不斷推進，從事巖土工程勘察的企業也越來越多，很多勘察企業僅有一兩人就在市場上從事勘察工作，導致低價中標、違法分包等現象頻頻出現。加之現在很多建設單位，故意壓價，對勘察單位編制的勘察方案“指手畫腳”，隨意刪減工作量。還有很多項目初步設計方案還未成型，甲方就匆匆要求進行勘察工作，導致勘察方案缺乏針對性，更不用說勘察成果的合理性了。這些種種的“市場亂象”嚴重影響了高層建筑的巖土工程勘察的勘察質量，嚴重阻礙了勘察市場的健康良性發展。

4 提高高層建筑巖土工程勘察水平的對策

4.1 加強技術創新，提升綜合素質

巖土工程勘察企業首先要公司能夠創建一個供技術人員學習和交流的平臺，通過平時的培訓和交流拓寬技術人員的知識面，提高勘察的業務水平和綜合素質。另外，我們在勘察過程中，也要大力引進新設備、新技術和新工藝，提高勘察過程中數據的準確性和精確性，通過技術創新促進勘察企業的發展。

4.2 完善管理體制

在巖土工程勘察過程中，政府要加強對勘察行為的檢查和監督，堅決杜絕勘察數據造假事件的發生；同時對勘察市場予以規范化、合法化，嚴禁低價中標、違法掛靠。在外業的監管上，可以考慮引入監理機制，實行勘察現場旁站制度，從過程控制上對勘察行為實行有效監管。對重要的勘察報告實行專家論證，尤其是對于濕陷性土層較厚、液化等級較高的特殊性場地，應對地基基礎方案的選擇、抗浮水位的建議、場地穩定性評價及其施工方面的建議進行重點把關，避免因勘察報告中的巖土工程評價錯誤而造成工程質量及安全事故。

4.3 重視踏勘和前期準備

在編制勘察綱要前，要做好現場踏勘和收集資料的工作。勘察綱要要有重點和針對性，在勘察過程中要真正能夠解決實質性問題。尤其是對于地質條件復雜的場地或重要性的工程，應進行必要的工程地質調查，繪制工程地質圖。

4.4 重視取樣質量和原位測試數據

取樣和原位測試是巖土工程勘察最基本也是最主要手段，是巖土層各項數據的取得主要來源。在勘察過程中，要保證取樣的質量和原位測試的規范性，才能保證勘察數據的真實、可靠。同時，利用計算機技術對巖土測試中的各項數據進行分析整理，提高數據的準確性和工作效率。更重要的是，利用BIM 等計算機軟件技術可以分析模擬出復雜的巖土工程問題的演化過程，同時可以演示其治理效果。

5 結語

總之，隨著我國高層建筑巖土工程勘察技術的不斷發展，勘察工作的從業者應該通過平時的理論學習和實際工作所積累的經驗，不斷提升自己的工作能力，并從事的巖土工程勘察的過程中，將理論知識、工作經驗與具體的工程實際情況相結合，精心組織、精心勘察。從前期準備階段的資料收集和現場踏勘，到中間的方案編制和現場工作，以致最后的成果編寫，層層把關，從根本上保證高層建筑巖土工程勘察的質量。