高层建筑岩土工程勘察重点难点

2019-01-23杨冠军

智能城市 2019年10期

杨冠军陈跃

（华北有色工程勘察院有限公司，河北石家庄 050021）

随着我国城市化不断加深，城市发展不断加快，基于我国人口大国的国情，对高层建筑的需求不断加大，伴随着需求加大增长的是对高层建筑质量要求的提升，因而，高层建筑岩土工程的勘察显得尤为重要。但在实际勘察过程中会遇到一些容易疏忽的细节、难以攻破的难关，针对高层建筑岩土工程勘察的重难点进行讨论、分析。

1 高层建筑岩土工程勘察要点

高层建筑岩土工程勘察程序复杂，下面针对四个方面对高层建筑岩土工程的要点进行阐述。

（1）勘察深度。勘察深度的确定要依照以下四个方面：①遵循建筑法律法规，综合考虑建筑层数与建筑的结构特点确定；②建筑施工前应对建筑地基的岩石特征进行全面准确的了解、分析，为之后的关于沉降与防倾斜等的计算做出充足的准备；③合理确定勘察点的间距和深度，沿海地区建议采用深基础，如桩筏基础或桩基础，勘察点之间的距离保持在15～24 m，打孔深度确定为枕桩半径的3～5倍且需＞5 m，或是直接确定为箱筏基础下3～5 m；④特殊地质和特殊建筑勘察时需做单桩单孔勘察，并对钻孔进行超前钻，以观察各个桩孔下的地质情况，确保桩头和持力层下受力深度内没有溶洞和夹层等不良地质情况。

（2）基础承载力。高层建筑高度大、重量大，对地基的承载力和抗沉降变形能力要求高。因此，应针对勘察结果选择一到两个适合做基础持力层的岩土层，查明各地层厚度和软弱地层的分布情况。全面勘察岩石的质量等级、完整程度，并综合实验室的岩土试验结果，对岩土层和持力层的承载力能力进行全面综合的分析，预估沉降变形量，为后期建筑设计做数据支持。

（3）基坑挖掘。现代建筑的流行趋势是对地下空间的利用，因为建筑层数越来越高，地面空间越来越紧张，合理使用地下空间不仅可以节省空间，更可以为居住提供便利，沿海地区也是如此。且因我国国情，沿海地区经济发展更好，因而，对地下空间需求更高。地下空间的利用需要将基坑进一步加深，这涉及软土区域，挖掘的过程中可能发生坑底隆起、坑外土坡变形等问题。同时，因高层建筑一般建在人口活动密集的繁华地带，基坑的挖掘要保证对周边建筑、市政设施、居民生活产生最小的影响。

（4）水文地质的勘察。岩土工程勘察中还有一个十分重要的环节就是水文地质的勘察。不同地质可能面临不同的水文情况。水文地质勘察首先要结合地质勘察结果和建筑物的特征确定勘探点，然后根据相关规范条例确定勘探深度，根据确定好的勘探点收集信息。有代表性的区域要进行现场试验确定设计参数。此外，需了解施工地点周边地表水系的分布情况，防止施工过程中发生突涌、流沙、管涌等问题，影响施工顺利开展。

2 高层建筑岩土工程勘察重点

（1）勘察孔深。孔深不仅要满足承载力的要求，更要满足防变形沉降的要求。一般情况下，开孔应深入稳定的持力层下5～8 m，来确保桩端所在的持力层没有不良地质影响。

（2）勘察钻孔间距。依据建筑施工标准布设钻孔，在勘察过程中根据实际情况进行调整，保证钻孔间距合理。对于特殊地质，如花岗岩不均匀地风化体、持力层高度差距大的地方、岩脉等需加密钻孔，以便了解其分布情况。

（3）原位测试。岩土工程地质勘察中的原位测试常采用动探和标贯的方法，对于软土地质辅以双桥静力触探和旁压试验，以便全面了解施工地点地质特征，估算承载力、岩土层的沉降量等参数，为桩型选择和基坑设计打下基础。此外，还需对岩石进行波速测试、抗压试验、地脉动测试等分析测试。

（4）室内试验。室内试验包括渗透系数试验、常规力学参数测试、三轴剪切试验、高压固结试验、固结快剪等。因高层建筑对变形和承载力要求较高，室内试验是十分必要的。

3 高层建筑岩土工程勘察难点

（1）因难以精确测量地下水位，使水文信息难以全面收集。地下水位科学、准确的测量一直是高层建筑岩土工程勘察的难点。这体现在：因钻孔多为泥浆护壁，需要进行洗井处理方可精确地探测地下水水位，但是勘察周期往往较短，如果每个钻孔都要进行洗井处理则工作量太大，工期范围内难以完成，这使得很难得到地下水水位的准确数据。此外，很多地方的水文信息勘察是随用随测，没有实现长期、定期测量，短时间的勘察结果不具有代表性，不能全面地体现当地雨旱两季地下水水位的变化情况。当前对于基坑要求较深的建筑，地下水位常以地区经验和地区规范预估，难以测得准确、具有代表性的实际数据。

（2）比重试验难以得到应有的重视，试样采集等级偏低。因实际勘察过程中常出现采样量不足、密封性差、运输过程中彼此干扰等问题，使得试样采集也成为高层建筑岩土工程勘察的一个难点。这受勘察单位主观影响大，很多单位忽视比重试验的重要性，凭经验值上报数据，但经验值往往与试验值相差大，尤其是对于渗透流稳定的分析与评估，不准确的试验数据会使最终结果产生非常大的误差，造成不良的影响。各勘察单位和技术人员一定要加强对试样选取和比重试验的重视程度，积极推广先进技术与设备，提高勘察质量。

（3）抗震要求。对地震频发带，高层建筑必须要具有强抗震能力，在勘察地质情况之外，还要考虑地震对其的影响，判断其能否满足抗震要求，进行地脉动测试、剪切波速测试，确保数据准确、即时、科学。一些地形复杂的地段，还要涉及地下水、地下溶洞等的处理。确保建筑处于不易发生地震地段、岩土抗震能力较好。

（4）受力复杂。因岩石内部结构复杂，且受多种因素影响，勘察工作只能通过钻孔展开，因而，想要清楚了解岩石的实际情况是非常困难的。岩石结构尚依靠推测进行，想了解岩石的受力情况就变得更加困难，而岩石的受力情况直接影响建设设计方案，对施工能否顺利进行及高层建筑的建设质量都有非常大的影响。因此，了解清楚岩石受力情况既是高层建筑岩土工程勘察中的难点也是重点，需得到格外的重视。

（5）勘察流程过于复杂。高层建筑岩土工程勘察是一项综合度很高的工作，它涉及多个勘察步骤。复杂的勘察步骤为高层建筑岩土工程勘察带来了难度。其意味着琐碎的质量监测，也意味着更长的工期。此外，复杂的流程带来的数据处理、综合分析与取舍也为高层建筑岩土工程勘察带来了难度。

（6）限制条件多。建筑施工的勘察工作不是一项简单的科学技术问题，它必须考虑施工产品的经济效益和安全性能等其他因素，要权衡好多方的关系。这需要勘察单位和人员不止掌握勘察手段，更对施工流程、建筑材料成本有一定了解。在满足各方面限制因素之后，提出完善的方案。