高层建筑岩土工程的勘察重点和难点

彭雪震

摘要：本文主要研究高层建筑岩土工程勘察重点和难点，分析了高层建筑的结构特点和高层建筑岩土工程勘察工作的主要内容，在此基础上对高层建筑岩土工程勘察重点和技术难点进行了讨论。

关键词：高层建筑；岩土工程；勘察

岩土工程是高层建筑施工的关键环节，通过岩土工程勘察工作，为项目建设提供相关资料，确保项目建设能够利实施。但是高层建筑岩土工程勘察工作在实际开展中，面临着比较复杂的场地条件，进一步研究高层建筑岩土工程勘察重点难点，对保证岩土工程勘察质量有着重要意义。

1.高层建筑岩土工程勘察

1.1高层建筑

高层建筑高度大，建筑层数多，能够提供更大的室内有效建筑空间，结构跨度大，对基础承载能力要求很高，基础承受最大轴力大，整体表现为瘦高型结构。为了保证高层建筑的安全性与稳定性，基础需要有较大埋深，确保基础强度能够满足建筑结构抗震和抗风载荷性能。高层建筑基础以箱形基础和筏形基础最为常见，埋深至少在建筑整体高度的1/15以上。近些年城市高层建筑大规模建设，为了追求美观，建筑外形设计更加复杂多样，高度越来越高，地下空间应用程度随之增加，多栋建筑地下室互相连接，成为承载上部载荷的整体。

1.2高层建筑岩土工程勘察工作内容

1.2.1基础承载力

高层建筑对基础承载力要求较高，高层建筑的岩土工程勘察工作中需要勘察基础底面的承载力、软弱地层分布、厚度。尤其是岩石基础，需要对岩石的完整性、质量等级进行全面勘察。

1.2.2基坑开挖

超高层建筑基础深埋地下，需要开挖较大深度的基坑，基坑开挖施工过程中，需要对施工区域内地下水情况、岩土分布、力学特征进行勘察，为深基坑支护降水设计提供必需的地质模型和参数。

1.2.3变形倾斜

检查高层建筑基础岩土分布情况，测量岩土变形参数，进行基础沉降变形计算验算。

1.2.4环保抗震

勘察高层建筑基坑周围既有建筑、地下构筑物、管道、交通情况，方便制定施工监测计划和环保方案，分析判断高层建筑场地类别、地震效应情况，提供覆盖厚度、土层剖面等地震相关动力参数。

2.高层建筑岩土工程的勘察重点和难点

2.1高层建筑岩土工程的勘察重点

2.1.1勘察孔

如表1，根据勘察场地实际情况，和总平面图进行比对，了解结构单体不同地貌单元的跨越情况，适当增加勘探点布设密度，对设计单位提供的勘察技术要求进行全面分析，轴力大、高差变化大、高度高的建筑要加设勘探点，建筑外周布设勘探孔。

2.1.2孔深控制

按照技术规范要求，控制勘察孔深。同一座建筑，控制孔深度需要遵循相同持力层标准，需要改变桩型和持力层标准的特殊情况，优先选择持力层深度大的桩型，建筑需要设置外扩地下室，孔深控制遵循和主建筑相同的标准，如果地下室有水池或者结构轴力特别大，可进一步增加孔深。

2.1.3原位测试

常见的高层建筑现场测试手段主要有动探和标贯，除此之外，还应该根据现场实际情况，选择更加先进的现代化科技手段，对施工区域岩土层分布特点进行全面分析，为桩型选择、持力层设计提供基础资料。高层建筑在进行原位测试基础上，还要进行波速测试和地脉动测试以及地震安全评估，基础有软土层，还需进行静力触探、十字剪切等辅助物探检测。

2.1.4室内试验

高层建筑基础一般都设置地下室，为了保证基础承载力和安全性，需要进行严格的室内实验，在常规固结试验基础上进行高压固结试验，超高层建筑试验压力甚至要上升至1600kPa。同时调查了解土体应力历史，测定先期固结压力、压缩指数，剪切试验要在三轴试验基础上进行动三轴试验、无侧限抗压试验，并分析高低层建筑的差异化沉降情况。

2.2高层建筑岩土工程的勘察难点

2.2.1勘探点定位

调查施工区域地层结构和分布情况，在此基础上对布点进行预估，不同土质条件需要遵循岩土工程勘察技术规范设置对应密度的勘探点，遭遇河塘沟渠、填土层、砂土层等特殊性岩土，需要进一步增加勘探密度。为了消除地下水对基础的影响，需进行地下防水专门勘察，组织专家全面调查施工区域的水文地质条件，最后一个勘察孔施工结束后统一测量所有勘探点水位。多个高层建筑同时施工，需要考虑到施工区域建筑整体规划，了解楼层分布、主裙楼差异，承力部分需加设勘探点。布设勘探点时，需要根据建筑用途，判断建筑对基础承载力、地下设施的不同要求，对布设方案进行适当调整，布设结束之后，勘探点图形不规则，凸凹位置需要进行适当修补，增设勘探点，内部结构中心如电梯井设置勘探点，岩土样本采集中发现特殊土体如盐渍土，异常区域也要设置勘探点。

2.2.2试样采集

样本采集是高层建筑岩土工程勘察工作最为关键的环节，样本质量和代表性直接影响最终高层建筑岩土工程勘察结果和建筑实体的建设施工。为了保证勘察样本采集质量，要求勘察工作人员严格遵循岩土勘察和样本采集规范程序，减少人为差错，如原状样高度不够、密封度差、数量不足等问题造成的室内试验结果偏差。岩土工程勘察结果误差是客观存在的，现阶段，很多岩土工程勘察单位对试验的投入力度不足，很多试验项目都没有勘察，转而使用估值法和经验法代替，导致勘查结果误差超过技术规范和标准的精度要求，影响高层建筑施工的正常进行。工作人员需要重视试验检测工作，积极探索利用新型设备和新技术，从而进一步提高试验数据精确度。地震效应也是高层建筑岩土层勘察工作的關键，勘察单位需要在判断场地类别和覆盖层厚度的基础上，进行地基类别、剪切波速测量，保证地震效应勘查结果准确性。

2.2.3地下水控制

为了避免地表水进入基坑和地下水渗出，使用落底式截水帷幕，根据抗渗稳定性验算结果确定穿越深度，并按照场地土层分布实际情况，选择三周深搅拌桩、高压旋喷桩等组合桩型，并在上部土层施工形成三轴深搅拌桩封闭体系，一些施工区域受施工空间、障碍物影响无法施工三轴深搅拌桩，可以使用三重管高压旋喷桩代替，遭遇卵砾石可以转而施工三重管高压旋喷桩形成地下连续止水帷幕，切断含水层。考察含水层分布以及坑底抗渗流稳定性，在此基础上选择合适的排水方案，其余地段则进行管井降水处理，短时少抽，防止沉降进一步发展。基坑工程施工时间比较长，为了避免施工过程中降雨、生活污水进入基坑或者地下水渗出导致基坑底部积水给基坑底施工造成干扰和安全威胁，基坑外周需要设置排水沟，排除场地内积水。

3.结语

高层建筑岩土勘察工作涉及较多的内容，场地条件比较复杂，技术要求高，工作难度较大，进一步分析高层建筑岩土勘察工作重点和难点十分必要。endprint