城市高层建筑中岩土勘察及地基处理技术

杨瑜泽

（中冶集团武汉勘察研究院有限公司，湖北 武汉 430080）

近年来，在城市化进程的推动下，建筑业得到快速发展，各类建筑工程项目随之增多。地基基础是高层建筑最为重要的组成部分之一，为确保建筑地基的稳定性，在施工前，需要进行岩土勘察，并根据勘察报告对地基处理技术进行选择。

1 城市高层建筑中的岩土勘察要点

1.1 明确岩土勘察内容

在高层建筑岩土勘察中，要明确以下工作内容：（1）实地勘察建筑所在地的地质、水文、已有建筑的具体情况；（2）对掌握的勘察资料进行整理，分析评价岩土情况，研判工程项目所在地的岩土对高层建筑可能产生的影响；（3）判断高层建筑所建区域的劣势地块，制定处理方案，规避劣势地块对高层建筑质量和安全的影响；（4）根据已掌握的水文地质资料，分析水文地质对高层建筑施工的影响，做好预防工作，避免出现地基坍塌事故；（5）勘察周围建筑情况，分析该工程建设施工是否会对周围建筑、周边环境产生影响；（6）勘察结束后要及时撤出仪器设备，根据掌握的资料编制高质量的勘察方案。

1.2 全面分析岩土工程勘察资料

在高层建筑岩土勘察中，要以真实可靠的资料为依据做好岩土分析工作，具体包括以下方面：（1）地层地质分析。根据勘察中掌握的高层建筑工程建设位置、周边环境资料，分析该区域的地层地貌特点，掌握地质情况，为优化施工方案、选用施工技术提供可靠依据，以保证高层建筑工程质量。（2）地基岩土分析。重点整理、分析工程基础处的岩土资料，分析岩土特征，根据实地勘察情况和分析结果对建设方案进行优化调整。（3）水文地质分析。根据已掌握的水文地质一手资料，编制水文地质报告，报告中要注明地下径流情况，并从优劣势两个层面出发分析水文地质条件对施工安全性的影响。

1.3 评价地质状况

高层建筑岩土勘察要对地质状况进行全面评价，采用实例分析法提高地质状况评价的准确性。具体的评价内容包括：（1）评价地质结构的稳定性与适宜性。在评价中，要根据高层建筑所在区域历年来的地质灾害资料，分析地质灾害发生概率和危害程度。若发生泥石流、滑坡等灾害，则说明该区域的地质结构不稳定。根据分析结果进行实验假设论证，决定该区域是否适宜修建高层建筑，并提出建议。（2）评价基础处岩土情况。根据已掌握的地质结构资料，分析该区域地基土的优劣。若该区域稳定土层结构在51.45m以上，且土层分布均匀，则说明该区域岩土为优质地基土，适合高层建筑建设。（3）评价围岩分类。在岩土勘察后，对该区域的岩土进行取样分析，选取深层的岩土样本带到实验室进行分析，根据分析结果评价该区域是否适合深度挖掘。

2 城市高层建筑地基处理技术

2.1 工程概况

某建筑工程项目地处该市繁华地段，总建筑面积约为4.265万m2，该项目由3栋高层组成，其中2栋的层数为18，另外一栋的层数为15。3栋建筑均有一层地下室，为设备用房和停车场，局部为人防。建筑按照50年的使用年限进行设计，建筑等级为二类，抗震设防烈度为6度。3栋建筑均为框架剪力墙结构，基础为独立柱基础加筏板基础。由工程现场岩土勘察报告可知，该工程施工场地的土体类型为软土，场地类别为二级，地块相对稳定。3栋建筑地下室的部分柱基础及剪力墙持力层选用强风化花岗岩，筏板基础持力层选为强风化岩和黏土，地基处理技术确定为毛石混凝土。

2.2 地基处理施工要求

（1）在强风化岩石上进行独立桩基础施工，用强度等级为C20的毛石混凝土浇筑基坑超挖部分，浇筑至设计基底标高；根据图纸设计要求，采用错台设置的方式浇筑毛石混凝土，结合实际情况调整每台高度，应控制在70～90cm。

（2）在原状土层（强风化岩石）上建设高层柱和剪力墙，在施工之前要清除建筑基础；若设计底板标高为5.3m，则不可全部挖除，需保留基础高度不得低于40cm；在遇到柱基时，需清理干净原柱基的周围环境，保证在岩石层上施工柱基，并用C20毛石混凝土补齐超深的基础底板。

（3）对存在较大坡度的建筑基础场地，可采用错台处理方式进行回填，每台宽、高不得小于1m、0.5m；地下室出现局部超深情况，采用风化砂回填，回填时要分层碾压，各层厚度控制在30cm，回填后碾压密实，要求地耐力超过120kPa。在回填覆土施工验收合格后，方可进入下道施工工序。

（4）在原地下室底板施工中，若网点处桩基位于其上方，则可保留桩基，并将桩基继续在底板上进行施工即可，采用C20毛石混凝土填平超深部分。

2.3 地基处理前的准备工作

（1）技术准备。①根据设计要求进行开挖，直至挖到强风化岩层，要求开挖的尺寸符合错台要求。开挖后，由勘察方、设计方、建设方、监理方共同进行验收。②在浇筑毛石混凝土前，对每个柱基基础的尺寸、标高及其每层错台尺寸、高度进行确定，为施工的规范开展提供依据。做好基坑内的排水工作，清理干净基坑内的淤泥，要求基坑不得存有积水。③检查施工现场人、机、料的到位情况，向建设方和监理方上报工程技术资料进行审批。

（2）回填准备。①在验槽合格后，清理回填场内的杂物，包括建筑垃圾、淤泥、土块等；砌筑挡土墙之前，按照设计要求用混凝土浇筑低跨部分的基础垫层，控制好浇筑的位置与标高。②清理干净回填土挡土墙基底，以保证砌筑施工质量；根据回填的实际情况，确定填料的质量、数量和供应时间，要求在规定的时间和地点将填料运至现场，对填料进行质量验收，验收合格后回填施工。③在回填施工前，检查毛石混凝土强度，只有在强度达到设计强度75%的情况下才能进行。

2.4 地基处理施工技术要点

（1）基层处理。在毛石混凝土浇筑施工前，应当先处理基层，具体做法如下：在基层上准确定出基础的位置，按照错台施工的要求，合理确定最下级的尺寸，随后将基坑内的积水全部抽取干净，并以人工的方式清除基坑底部的松软土体。当基层处理完毕后，应当及时进行验槽，确认合格便可搭设模板。

（2）搭设模板。在对超挖的基础处理时，可以按照现场实际情况，确定是否需要搭设模板，若不需要搭设，则可直接浇筑毛石混凝土；错台应当每层收缩20cm，确保模板搭设到柱基础的底部，使比柱基础宽出20cm。该工程中采用的是组合钢膜，利用钢管脚手架对模板进行定位和加固。

（3）毛石混凝土浇筑。①在对毛石混凝土进行正式浇筑前，应当按照行走路线铺设好跳板，并由专业的测量人员放线，在现场定出基础垫层顶向上10cm的标高控制线。该工程中施工中使用的混凝土均为商品混凝土，当混凝土运至现场后，可以使用相应的设备送至浇筑位置，在运送混凝土的过程中应当控制其坍落度，以此来提高混凝土的早期强度。②混凝土施工过程中，应当先铺设一层厚度为10～15cm的打底层，在其上均匀铺好毛石后，便可开始浇筑混凝土，每一层浇筑完毕后，铺设一层毛石，确保毛石周围有厚度10cm左右的混凝土包裹。施工中应当控制毛石量，不得低于20%，上下层混凝土浇筑的间隔时间应当控制在2h以内，结合位置处的毛石应当露出一半左右，这样可以为下层浇筑提供便利，从而使混凝土结合得更加紧密。③施工时，毛石应当均匀铺放，小头朝下，大头朝上，其纹理应当与受力方向保持垂直，毛石的间距应当控制在10cm左右，与模板及槽壁的距离应当控制在15cm左右，这样能够使毛石被混凝土包裹。④在对风化砂回填前应当先砌筑挡土墙，高度以120cm左右为宜，风化砂先回填30cm，然后用夯击夯填，再填30cm，夯实到50cm，砌筑挡墙直至达到设计基底标高为止。夯击风化砂时，要依次夯打，不得留有缝隙；采用错台处理，宽度控制在1.0m左右。

2.5 施工安全措施

（1）加强施工人员安全教育，提高施工人员安全意识，要求施工人员在进入现场之前必须穿戴齐全安全帽、安全带和安全鞋；施工人员在施工中要加强自我保护，时刻留意车辆和施工机具，避免出现人员伤亡事故；在基坑施工中，非作业人员必须远离基坑，避免发生安全事故。

（2）严格按照用电安全规范连接打夯机的线路，不得随意搭接线路。在搭接线路时，要对打夯机安装保护接地线，并将胶圈加装到进线口处，使用定向开关和单独插座，保证打夯机的用电安全；施工人员要规范打夯机的操作，在打夯机的操作手柄上加装绝缘材料，并穿戴绝缘手套和胶鞋。打夯机使用时，前面2m内不允许站人，不允许拖拉打夯机；根据施工现场情况制定行夯路线，要求直线夯进，在使用过程中不得出现按压手柄、后拉或推进打夯机的情况，也不得出现无人操作或撒把不扶的情况。

（3）运输车要控制好行车距离，与边坡距离必须超过3m；施工现场不允许抛掷石块，要听从统一指挥，吊运石块和混凝土。

3 结论

综上所述，在城市高层建筑工程项目建设过程中，为确保地基基础的稳定性，应在正式开工前对施工场地进行岩土勘察，以此来了解并掌握地基的实际情况，为地基处理技术的选取提供依据。在处理地基时，应当依据岩土勘察报告，选取最为合理的技术，确保地基的处理效果，为建筑工程上部结构施工的顺利进行提供保障。