高层建筑岩土工程勘察现状及要点分析

李作明

二十一冶建筑设计研究院(有限责任公司)

高层建筑岩土工程勘察现状及要点分析

李作明

二十一冶建筑设计研究院(有限责任公司)

随着近些年来我国经济的高速发展，城市的规模逐渐扩大，人口越来越往城市集中，使城市的用地越来越紧张，甚至可以用寸土寸金来形容。基于此，导致如今大量30层及以上的高层建筑不断涌现，部分城市甚至出现了超高层建筑物的大量出现，这给我国的岩土工程勘察工作提出了严峻的挑战。其实高层建筑的岩土工程的勘察除与普通建筑勘察具有共性之外，因其自身的特点，其要求更高，测试的手段要求更多样，测试和评价的重点亦不尽相同，本文通过结合工程实际情况，准确把握勘察工作重点，以高度的责任心全面考虑实际情况的应用，尽善尽美，从而为高层建筑的设计、施工提供有力的参考依据。

高层建筑；岩土工程；勘察现状；要点分析

1 我国高层建筑主要特点分析

高层建筑层高较高，层数较多，为追求更大与便利的使用空间，高层建筑具有较大的跨度，因此基础荷载偏大。比如某高层建筑勘察时，设计建筑高度接近100m，最大轴力达到1.8×107Pa，随着荷载增加，对地基承受力提出较高的要求。高层建筑呈现出瘦高形状，因此其基础必须有足够的埋深才能保证建筑结构设计满足抗震与抵御风荷载的能力。

2 我国高层建筑工程岩土勘察工作的现状

2.1 勘察前的准备工作不足

岩土勘察工作是一项时间较短，但任务却十分繁重的工作，必须做好充足的勘察前准备，如勘察工作需要使用的材料、仪器以及测绘图纸等，都应该准备充足。但是在实际的岩土勘察工作中，常常存在准备不足、材料缺乏等现象，致使勘察人员难以以某一阶段的资料进行分析，增加岩土工程施工的安全隐患。

2.2 岩土勘察的设备过于落后

先进的勘察设备是确保岩土勘察数据准确性的关键因素，但是目前国内的岩土勘察设备，大多比较陈旧和落后，对岩土勘察工作的准确性与全面性造成影响。由于勘察采用的软件功能不全面、转化能力较差，导致勘察人员难以得到充分、精确岩土勘察数据，常需要进行二次勘察，不仅耗时长、效率低，而且会大幅度增加工程勘察的投资成本。

3 高层建筑岩土勘察要点

3.1 勘探点布设

矩形高层的布设形式为双排形式，而不规则高层建筑的布设形式为凸出角点或者凹进阴角形式；层数，荷载及体形变化较大处布置；甲级高层还应在中心点或电梯或核心筒部位布置；单栋高层：甲级：≥5个，乙级：≥4个，控制性勘探点≥勘探点总数的1/3。

3.2 勘察间距

通常勘察间距为15～35m。甲级间距最小，而乙级间距最大；在岩土工程中，对于冲沟区域、沉积地带、暗沟位置，对于间距可以适当加密；浅层岩溶发育地区：钻探+物探(浅层地震勘探，孔间地震CT或孔间电磁波CT)；钻孔间距可以结合实际情况进行适当加密处理。

3.3 钻孔深度

1)控制孔深度大于地基变形计算深度；2)箱形基础和筏形基础控制孔深度：不具备变形计算条件时，dc=d+αc×β×b；β甲级取1.1；乙级取1.0；3)一般孔深度＞主要受力层深度，箱形基础和筏形基础一般孔深度为：dg=d+αg×β×b；4)对于基岩地区或者浅层溶岩发育区域，应该严格控制孔钻至完整和较完整基岩3～5m；甲级取大值，乙级取小值。不同土质土类系数如表1所示。

表1 不同土质土类系数

3.4 取样和原位测试

1)竖向间距：基底下1b深度内1～2m，(地层简单时)可适当扩大距离；2)每个场地的每一主要土层，取样和原位测试数量≥6个(件)；3)在建筑工程地基主要受力层范围内，如果夹层或者透镜体的厚度大于0.5m，则可以进行取样测试或者进行原位测试；4)如果建筑工程地基岩土性质不均匀，则应该适当增加取样测试数量或者原位测试数量；5)岩石样各层数量≥6个；6)在对地下室侧墙以及基坑边坡稳定性进行计算时，或者对锚杆进行设计时，必须确保土层样品数量在6个以上。

4 高层建筑岩土地基处理案例分析

某高层建筑住宅小区，其中，3#～4#楼的建筑安全等级为二级，并且没有地下建筑，3#楼的建筑面积为7355m2，4#楼的建筑面积为2444m2，3#～4#楼结构形式均为框架结构类型。

4.1 稳定性验算分析

在该高层建筑岩土工程勘察中，对于地基基础的测算方式如下：①对高层建筑的倾斜程度进行测算；②高层建筑沉降量较大，因此，需要对该高层建筑地基沉降量进行测算；③对该建筑物基础稳定性进行测算。其中，对于建筑稳定性进行验算最为关键。现如今，国际上对于建筑物基础方面的研究不够深入，这就会导致在高层建筑地基稳定性验算方面水平有限，因此，必须对这方面进行深入研究。

4.2 不均匀地基加固处理技术

坚持因地制宜原则，通常情况下，同一个建筑工程可能会有不同的建筑物，而不同建筑的性质也是不同的，因此，对于建筑地基，应该坚持因地制宜的原则，结合不同建筑实际情况对地基进行加固处理；2)合理选择地基形式，在建筑工程施工中，同一个建筑可能需要建设在不均匀地基上，但是不能够建设在岩土性质不同的地基上；3)适当提高地基刚度，有些建筑是建设在不均匀地基上，对此应该采取相应的加固措施，提高地基刚度。

4.3 基础方案

在建筑工程施工中，对于天然地基，应该进行可行性分析。通过对施工现场天然地基浅基础进行分析，可以明确掌握地基是否符合工程建设的需要。通常情况下，天然地基浅基础是由软土所构成的，承载能力比较低。另外，天然地基可能会有溶洞，这就会导致土地强度降低。除此以外，天然地基的地下水比较丰富，因此，不能采用换土的方式对地基进行处理。

对建筑工程人工复合地基浅基础进行可行性分析。在对本工程3#～4#楼进行施工时，应该结合地基实际情况采用深层搅拌桩加固处理方法，以层④作为桩端的持力层，预计桩长为11.7～15.6m，实际搅拌深度应该充分结合施工现场实际情况进行调节。

[1]岩土工程勘察规范[S].(GB50021一2001)(2009版).

[2]李强.高层建筑岩土勘察分析及地基处理技术应研究[J].山东工业技术，2014，33(24)：52-52.

[3]李文韬，聂书斌，纪迎超.建筑工程岩土工程勘察要点分析[J].建筑知识，2016(06)：91～93.