高層建筑巖土工程勘察的關鍵技術探討

林林琴

(泉州水務工程建設集團有限公司，福建 泉州 362000)

1 工程概況

擬建工程場地位于泉州市洛江區萬安街道辦事處塘西十八坎山，與周邊規劃路網基本平行，其北側為新城路(已建)、空地，南側為一期工程(已建)，西側為宏益路(已建)、其它商業用地，東側為空地。擬建萬盛·鳳凰城由廈門上城建筑設計有限公司負責設計，建筑占地面積11 500.48m2，總建筑面積196 945.64m2，項目設計場區地面標高控制在31.4至31.6m之間，地坪標高則設計為31.7m。

該項目在進行鉆孔之前都需要進行貫入實驗(個別鉆孔沒有標準貫入試驗條件，其總數>1/2)，并選取72個鉆孔采取巖、土試樣，達到總孔數(173孔)的1/3，符合規范要求。項目決定于2019年03月21日開始進行地質勘察，為期10天，全程配備15臺GXY-1工程鉆機輔助施工。在對上部土層進行鉆進時，主要采取無泵投球取芯技術；而當鉆進至強風化花崗巖區域時，則需要轉變鉆入技術，改用雙動雙管取芯法鉆進；而當鉆進至中等風化花崗巖區域的時候，則需要使用金剛石鉆頭進行施工，每次進尺深度控制在2m以內。為了順利開展后續所有施工操作，施工人員必須開展現場標準貫入實驗，提前采樣施工區域內的巖石、土壤以及水，并參照設計規定開展場地剪切波速測試。

1.1 場地巖土工程地質條件

1.1.1 場地地形、地貌

本項目位于剝蝕殘丘地形區域，該區域本為地勢偏低的荒地，因此需要在施工過程中回填一定數量的碎石、塊石。勘察過程中施工場所的開挖工作已經進行至地下室標高，整個地形呈南高北低分布，北部臨近新城路，南部則靠近已經建成的一期項目，西側則靠近宏益路，東側尚未開發。勘察得知，該項目施工場所較為平坦開闊，孔口高程最高可達29.09m，最低則有21.31m，可見孔口高程均值達到22.15m。

1.1.2 場地各巖土層工程性能及分布特征

參照前期地形勘測得出的結果可知，項目施工現場巖土層以第四紀土層為主，基底母巖主要是燕山早期花崗巖。勘察發現，該地區巖土層自上而下可以分成6層，即殘積土、全風化巖、強風化巖等，不同的土層的特征以及施工注意事項明顯不同：

(1)填(石)土①(Q4ml)：該項目本就處于地勢較低的荒地處，因而在施工前進行回填的時候，殘留了大量的碎石、塊石，受到這一影響該地層又可被細分為填石①1、素填土①2兩個地層。

(2)粉質粘土②(Q4dl)：該土層主要呈灰黃色或淺灰色，質地為可塑、硬塑狀，主要構成成分是粉粘粒，且內部粘粒所占比重較高，土層強度中等，表面有光澤，整體韌性高。然而，該土層力學強度偏低，工程性能不佳，最終實驗所得擊數范圍值控制在7至14之間，標準值為10.8擊。

(3)殘積砂質粘性土③(Q4el)：該土層主要呈灰黃色、灰白色或黃褐色，其質地為硬塑、堅硬狀，其主要是由中粗粒花崗巖風化形成，具體成分多為粘土礦物與石英顆粒，內部含有一定的云母碎片；

(4)全風化花崗巖④(γ52)：該土層主要呈灰黃色、褐黃色或灰白色，土層飽和，質地堅硬，主要是由花崗巖風化而成，內部含有大量的長石、石英、粘土礦物以及一定量的暗色礦物風化物，該土層一旦碰水就會徹底瓦解，因此該土層屬于V類土壤，壓縮性能一般，但力學強度、工程性能等具備顯著優勢。

(5)強風化花崗巖⑤(γ52)：參照實驗結果以及巖層呈現的狀態可以將其分成兩個亞層。

2 勘探孔的布置與孔深的控制

2.1 勘探孔的布置

綜合考慮勘察任務、勘察等級、高層建筑的建設規模等多項基礎條件合理布設勘探孔，主要有如下幾點：嚴格依據現行勘察規范布孔，保證位置、數量、孔的尺寸均達到要求；勘探孔需具有較強的覆蓋能力，即控制整個建筑場地，以免出現局部勘察數據殘缺的情況；提高勘探孔的利用效率，對于可行性研究及初步勘察階段所布設的勘探孔，除了在兩個階段得到應用外，盡可能使其在詳細勘察階段也可以投入使用，從而提高勘察效率；詳細勘察時著重考慮建筑的平面形狀和荷載分布，根據此方面的情況合理布孔，若有濕陷性黃土等特殊地質宜設置適量探井。

2.2 勘探孔的深度

全面收集與施工現場及周邊有關的勘察資料，根據其中的信息對現場情況形成初步的認識，預測高層建筑可能采用的基礎型式，或積極與建設、設計單位溝通，從中明確可能選用的基礎型式，再根據基礎結構特點合理確定孔深；勘探孔需有足夠的深度，即能夠用于查明地層的結構特點、評價地基承載性能、覆蓋層厚度等；基坑工程勘察與高層建筑勘察同步進行，參照基坑開挖深度，使基坑鉆孔深度至少達到該值的2倍，根據實際需求和所掌握的現場條件適當增加孔深，且鉆孔需穿過軟弱土層、飽和砂層。

3 正確選用原位測試方法

隨著行業技術的發展，巖土層物理力學性質指標的獲取方法較多，其中原位測試頗為典型，其在難以取得原狀土的地層中具有可行性。例如，采用淺層、深層載荷試驗的方式，揭示出巖土承載力、土的基床系數等關鍵參數，利用此類參數反映現場的地質條件。

因此，應用原位測試方法具有必要性。高層建筑施工中，應兼顧巖土參數的要求、場地巖土條件、勘察作業條件等，因地制宜應用原位測試方法。具體的可選形式較多，例如標準貫入試驗、靜力觸探試驗、淺層及深層載荷試驗、波速測試、現場抽水試驗等，各自的適用范圍、操作方法以及應用效果均有差異，需根據實際情況合理選擇，充分發揮出原位測試方法在揭示地質條件方面的應用優勢[2]。

4 合理安排室內試驗

實驗試驗具有規范性，也能夠獲取巖土層物理力學性質指標，但具體至高層建筑中，因其建筑規模較大，對試驗方法提出更高的要求，在挑選試驗方式時需注重對各項影響因素的分析，保證試驗方法的可行性，并由專員操作，提升規范性。若高層建筑的勘察等級為特級或甲級，選取的土試樣的質量等級需達到Ⅰ級，按照規范對其做三軸壓縮試驗。若現場為飽和軟黏性土，則要控制好試驗的時間，宜在自重壓力預固結后試驗。簡言之，高層建筑巖土工程勘察中若選擇的是室內試驗的方法，則要結合實際情況，確定合適的試驗項目、操作要點、指標用途、計算方法等，在此前提下，增強室內試驗的針對性和目的性，高效完成勘察工作，得到可用于反映實際情況的勘察數據。

5 精準把握勘察評價的要點

5.1 場地穩定性評價

高層建筑的層數較多，工程體量較大，若場地缺乏穩定性或受損均會造成嚴重的影響。對此，必須充分考慮現場情況，明確會對地基穩定性造成影響的不良地質作用，根據此類影響因素客觀評價地基的穩定性，明確場地是否具備建造高層建筑的條件以及不具備作為建造高層建筑條件時的具體原因，或是在該處建造高層建筑過程中以及后續使用時可能存在的不利因素，經過多方位的考慮后得到準確的評價。例如，對于抗震危險地段或有泥石流等自然災害的地段，則整合用于反映地質危險性的因素，提醒建設單位，以免因為對現場場地條件認識不足而盲目建造高層建筑；對于有活動地裂縫地段，及時與建設單位溝通，使其形成準確的認識，并提出避讓距離以及有效的措施。

5.2 基礎方案評價

評價內容包含現場工程地質、水文及周邊環境，并參考類似高層建筑工程的經驗判斷基礎型式和持力層的可行性，根據現場情況提出建議；此外，諸如基礎設計、巖土參數的確定也是不容忽視的工作內容。無論哪方面的評價，其均要有足夠的針對性，并且評價的內容合理、準確、全面[3]。

5.3 地下水評價

高層建筑基坑施工中常存在地下水的干擾，正確處理地下水是保證基坑結構穩定性的關鍵，同時地下水的處理還會對側向荷載計算造成影響。因此，詳細勘察地下水，明確其類型、分布范圍以及水量，評價其是否會對高層建筑工程帶來影響，再提出合適的防排水措施，最大限度減小對工程的不良影響。

6 結 語

在高層建筑的各項工作中，巖土工程勘察為基礎內容，其對高層建筑的設計與施工具有指導作用。本文則提出一些會對巖土工程勘察帶來影響的因素，希望可以給同仁提供參考，以便在后續的勘察中充分顧及各項關鍵因素，采取控制措施，持續提高勘察水平。