闪长岩强风化带做高层建筑天然地基的可行性研究

周恩革

广西建工集团第四建筑工程有限责任公司，广西桂林 545007

在目前的大多数城市高层建筑中，对于一些复杂的地质条件，都是采用桩等人工基础。采用这种地基施工比较复杂，而且稳定性不够好。通过对闪长岩强风化带的物理性质进行研究，修改了原有的基础桩方案，通过采用一种天然的地基，能够取得很好的效果，首先在某城市的高层建筑建造中就已经被应用到。在我国社会经济快速发展的时代背景下，城市化进程的加快，城市人口越来越多，如何更好地分配这些城市人口，需要通过加高城市建筑的高度，满足城市人口的需求。建筑的施工需要占据大量的地面面积，就需要通过增高建筑的高度来减少占地面积，其中地基的选择就显得尤为重要，在通过不断的勘察和测试过程中，探索出一种天然的地基作为高层建筑的地基，一些专家通过对闪长岩强风化带的物理学性质进行深入研究和分析，了解到这种地基对于高层建筑的建造有着重要的作用，不仅可以减少施工的难度，而且可以加快施工的进度，提升工程的经济效益。

1 有关闪长岩的相关内容阐述

闪长岩是一种全晶质中性深成岩，属于花岗岩石材中的主要种类之一。闪长岩的岩石较深，多呈现灰黑色，闪长岩的压强强度是130～200MPa，抗弯强度为19～25MPa。目前闪长岩在建筑工程施工和作为装饰材料方面已经被广泛应用。根据闪长岩强风化带作为高层建筑的天然地基，通过对一组建筑的研究来进行分析。建筑施工的地下除过一些粘性土层和碎石之外，下面一层就是闪长岩风化层，其中风化层在垂直方向上具有各种形式的风化存在。因此，在进行探究分析的过程中，对闪长岩风化带的划分，就要从野外钻探时现场进行观察，设置相应的标准作为参考，在勘测的过程中，岩层分为很多层，有黄土层、黏土层、碎石层和闪长岩强风化带、闪长岩全风化带等，勘测出的黄土层颜色是黄褐色，有一定的湿度，密度属于中等，有一些碎石零星分布；黏土层中含有铁锰结核，局部混有一些杂石；闪长岩强风化带呈现绿色，呈现土状；闪长岩全风化带混有一些粗砂状，呈现土状，局部含有很多的母岩硬块，厚度达到0.5～6.3m。

2 对闪长岩强风化带的研究

闪长岩强风化带中含有的碎石比较多，给试验工作带来一定的影响，需要采用根管参与，其中闪长岩风化带中含有的粗砂-砾砂比较多，同时工程施工中所应用到的材料与这些砂的性质相近，在这些砂石中存在的留原岩，其压缩性和抗剪性能十分好，而且比起粗砂和砾砂的性质要好很多。然后根据 《岩土工程勘察规范》中的有关要求，利用相关的实验设备和操作的流程进行试验，由于在该层岩石中存在多种形式的风化，导致风化的状态不统一，也不均匀，在最初的贯入阶段，深度不能达到15cm，试验的效果也就不会很明显，因此，在该建筑区的实际施工过程中，需要将钻机钻进情况结合岩石做出有效划分。另外，对岩基载荷力度的试验分析，主要根据《建筑地基基础设计规范》中的相关规定，进行设计选择，其中主要应用到变形模量的计算，根据沉降的线弹性力学理论公式计算，得出变形模量可以取38.1mPa。

（1） 对天然地基的试验。对天然地基变形试验，根据相关的规范要求在基底层施加一定的压力，通过分层方式进行试验计算，对其沉降量进行分析和计算，通过计算角点和中心点的沉降量来研究地基的承载力情况。根据相关的勘测结果，当承载力取标准值时，基础地面的压力达到700kPa，对于当前的这种高层建筑来讲，倾斜值需要保持在0.0015，需要判定倾斜值是否能够完全满足相关的规范和规定，相关的设计部门将建筑物的容量沉降量控制在300mm，通过试验和计算，证明沉降量也是符合一定要求的，这个试验能够验证利用天然地基作为高层建筑物的地基是可行的。

对地基承载力的试验和计算，通过将闪长岩强风化带地基作为建筑物的天然地基，需要对这种地基的承载力进行试验和分析，其中还需要考虑到安全问题，需要将地基承载力的设计值控制在最小1595kpa，根据一些设计部门提供的结构与荷重方面的分析，通过试验证明，采用天然地基是可行的。

研究采用桩基础的效果，如果采用桩基础，桩端持力层与闪长岩风化带之间的试验，根据建筑工程设计参数和施工现场的水文情况和地质情况，对于桩的应用，应该适宜选择大口径的灌注桩，将桩的长度设定为21m，通过试验能够确认采用基础桩是完全可行的。

（2） 天然地基与桩基础的对比。将闪长岩强风化带作为基底箱形基础，需要根据建筑施工的地质条件，基坑开挖的深度需要达到19.5m，但是，利用桩基础时，基坑开挖的深度是14m，因此，对于这两种方案，都是需要进行专门的边坡稳定和支护设计工作。闪长岩的风化带在垂直方向上的风化会呈现各种不同类型的风化，对于形成固定的状态会造成一定的影响，对于桩的影响也是比较大，很容易造成桩的畸形，桩的质量也就不容易保证。还有另外一个方面就是对于地基的施工，需要选择不同的桩，这样也会增加施工成本。例如，当地基变小时，使用的长桩，造价相对比较高，如果采用短桩，压缩的部位就会大幅度的下移，会增加建筑物的沉降量，而且强度验算不能满足设计要求。但是，使用天然地基之后，能够加强箱基刚度，也会使施工更加方便，造成成本也是相对比较低，通过比较之后，能够确定天然地基的应用还是具有很大的优势，能够保证施工建筑的质量和施工进度，减少施工成本，能够取得很大的经济效益。

（3） 试验的结果分析。闪长岩强风化带的压缩性比较低，承载力很大，其中夹杂的中等和微等的风化带属于不可压缩层，可以将该层作为建筑物的地基，属于一种天然地基层，这种施工方案不需要对地基进行处理，能够有效提升施工的进度，降低施工的难度，充分保证施工的质量和施工效率，也能够有效保证施工单位的经济效益；将岩石风化带作为天然的建筑物地基，对风化不均匀的位置需要采取各种方式进行综合勘察和考核，在随着科学技术的不断发展，对于强风化带的研究需要从宏观和微观的角度进行综合分析，采用一些科学的方法进行分析和研究，注重增加工程的可信度，在很大程度上需要进行现场试验或者是系统化的理论研究，进行可行性分析，能够使其作为高层建筑施工中的重要基础。

3 高层建筑天然地基施工分析

对于当前城市中的高层建筑越来越多，高层建筑由于荷载量比较大、结构复杂，对地基的要求也是相对比较高，地基方案的设计需要综合考虑到各方面的因素，主要包括安全性、可行性、经济性等的问题，通过设计各种方案进行比较和分析，进行实际考察和勘测，不断优化地基方案，为高层建筑地基的设计提供一定的基础和经验。（1） 高层建筑的高度、荷载力、埋深和持力层之间是相同的，但是，高层建筑的内部平面和布局还是具有很大的差异，在荷载水平和分布特征上存在很大的差异，因此，对于地基条件的选择需要根据高层建筑的实际结构情况进行设计和选择。（2） 地基的承载力也是影响高层建筑质量的另外一个因素，地基的承载力包括地基的持力层和沉积层，地基基础的变形也会影响到建筑质量。在确定天然地基方案时，需要对地基的结构荷载能力和基础刚度进行分析，做好对建筑架构荷载的调整，将上部结构之间的连接加强，需要从地基的荷载力、软弱下卧层和地基的基础变形方面进行充分考虑，选用适宜的天然地基。（3） 高层建筑地基的选择需要根据当地的地质条件情况做好分析和调研工作，通过实践和研究，考虑到施工的成本和经济效益和社会效益方面，通过不断实践和勘测，从中总结出一些实践经验，在实际的施工过程中，需要对天然地基进行合理设计，可以通过将基础底板的面积设计的大一点，将悬着的部分做成空的箱体，能够有效减轻箱底的压力，控制好沉降。

4 结语

综上所述，闪长岩强风化带由于其特殊的物理性质，能够作为高层建筑的天然地基，而且在承载力和基础刚度方面有着重要的作用。闪长岩强风化带的压缩性比较低，承载力比较高，在建筑天然地基的应用过程中，能够有效加强施工的进度，降低施工的难度，对于建筑工程的施工能够有效降低施工的成本。在工程施工的过程中，可以通过相关的标准进行实际勘测和考察。

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