高层建筑岩土勘察及地基处理技术应用

冯光刚

广东省珠海工程勘察院 广东 珠海 519000

现阶段，在城市建设中高层建筑这种建筑形式得到了广泛的应用。由于城市使用面积有限，土地价值不断增高，同时城市人口数量不断增多，为了满足城市人口的住宅需求，往往通过高层建筑为人们提供更多的居住空间。但是现阶段我国的高层建筑存在着一定的问题，其中最为重要的就是高层建筑的地基问题，高层建筑地基工作有着较大的难度，并且有着十分重要的作用，若是高层建筑地基出现问题，则有可能影响高层建筑的施工进度，甚至为高层建筑埋下严重的安全隐患。想要规避高层建筑的地基问题，就要做好高层建筑岩土勘察分析，规避各项风险因素，提升高层建筑的安全性与稳定性。

1 高层建筑岩土勘察的作用

通过分析现阶段的高层建筑施工技术能够从中发现，高层建筑岩土勘察共有三方面的作用：首先高层建筑岩土勘察能够明确施工地区的地质情况。岩土勘察的主要目的是勘察地下区域，了解地下区域的具体情况根据实际的地质情况使用针对性的施工技术，这样才能够保证施工安全与稳定。例如地下水若是过于丰富，则要提升承载力。其次，高层建筑岩土勘察能够验证设计方案。通常情况下，在建筑项目的招标投标阶段，就已经完成了高层建筑的设计方案，但是这一阶段的设计方案通常仅作为参考，具体实施还要结合实际情况。岩土勘察能够提供施工地区的地质情况，使施工部门决定是否能够按照设计方案展开施工[1]。最后高层建筑岩土勘察有利于选择施工技术，针对不同的地质情况，选用适当的施工技术，在整体施工中事先明确施工区域的地质情况，选择合适的施工技术，保证整个工程能够顺利完成，避免出现地质情况与施工技术不匹配的问题。

2 高层建筑岩土勘察的原则

2.1 预防原则

在高层建筑岩土勘察中勘察质量不仅决定着整体施工是否能够顺利开展，同时也是保证施工现场、施工人员以及建筑后续使用是否安全的决定性因素。结合现阶段的高层建筑建设情况来看，不良地质对建筑安全带来了非常严重的安全隐患，使高层建筑面临着众多的安全风险。针对这一情况，勘察部门要定期的针对高层建筑不良地质因素展开分析，避免出现滑坡、坍塌等安全问题。现阶段在高层建筑施工之前，通常会针对岩土勘查工作展开初步勘察与详细勘察，之后进行取样、化验、分析，在这一过程中借助力学实验展开分析评价，若是检测结果异常，则要安排施工人员进行处理，避免不良地质问题影响建筑安全[2]。

2.2 稳定原则

在高层建筑地质勘查中，要注意边坡所属的地质条件，不同的边坡地质条件会伴有不同的岩性与构造情况，这有可能导致高层建筑出现倒塌等安全隐患，并且一旦出现这些问题，将会带来非常严重的地质破坏，对城市居民的生命财产安全造成严重的威胁。在边坡治理工作中，施工企业要根据边坡稳定性原则，全方位的对边坡结构进行勘察，除了进行初步勘察与详细勘察以外，也要进行专项操作取样试验，交由实验室分析，保证高层建筑岩土勘查工作的完整性与有效性[3]。

2.3 安全原则

岩土勘察的主要目的之一是为了保证生产安全，基于安全生产理念下，高层建筑施工要不断地优化岩土勘察方式，确保建筑施工质量与建筑施工进度。传统的岩土勘察中存在着较多的不足，需要围绕安全规划与安全施工展开分析，立足于现有的工程方案进行全面的优化与改进，这样才能够制定完善并且可行的高层建筑建设方案。如果在安全方案规划中只凭主观臆断，那么则有可能因为准备不充分规划不全面影响施工进度，甚至出现施工安全事故[4]。

3 高层建筑岩土勘察技术

3.1 多瞬面波技术

多瞬面波技术是利用面波在介质中传播速度上的差异，使用传感器收集面波的分布状况，收集相关的信息绘制成曲线图，分析曲线图中曲线的变化，由此得到高层建筑施工区域内的岩土特点以及特性，分析该地区的地质环境。这项技术具有以下几项非常明显的特点：首先，这项技术结合了物理学特征以及面波的特征，能够完成不同介质与深度的勘测任务，并且勘测的结果也较为准确。其次这项技术在使用过程中能够分为瞬态法与稳态法等，在勘察过程中能够结合实际情况来选择适合的方法展开勘察，在使用的过程中具有较强的灵活性[5]。

3.2 高密度电阻率技术

高密度电阻率技术是由常规电法技术的基础上发展得来的，这项技术能够根据岩土之间存在的差异性，使用电场分析岩土之间的各项差异，根据得出的结果来分析岩土中存在的特性。这项技术在使用的过程中也具有几项明显的优势：首先能够一次性地完成电力布置，操作简单并且容易操作，受环境的影响程度较小，能够有效地减轻电极对勘察结果造成的影响。同时这项技术能够实现野外的全自动化作业，能够便捷、快速地进行探测，探测的结果也较为准确。这项技术的探测形式非常多样，能够获得具体的岩层信息[6]。其次 在进行岩土勘测的过程中遇到了复杂的建筑环境时，使用高密度电阻率技术能够实现自动化的收集，也能精准地收集相关的信息，进行实时的分析与处理，得到的结果便于观察与总结。

3.3 恒波反射技术

恒波反射的技术原理与多瞬面波技术的原理相似，都是利用了物理学与面波的特性，但是两者之间不同的是，横波是分析地震波在介质中传播速度上的差异来获得信息。如果产生了较为明显的差异，就能够形成反射波，这时可以使用相关的设备来收集反射波，计算波长与波速等数据，由此来判断施工区域中的岩石特性以及地质结构等信息，除了风化岩石层的反射波能量较弱以外，其他的岩石反射能量都很强烈，便于技术人员进行分析与观察

4 高层建筑岩土勘察的主要任务

4.1 落实勘察前的准备工作

在开展高层建筑岩土勘察之前为了避免影响后续施工，勘察企业要制定完善的勘察前准备工作。首先详细分析建设单位提供的勘察计划任务书，明确勘察范围；其次设计单位要提供高层建筑设计平面图，结合设计图制定勘察技术与进度要求等；最后勘察单位与施工人员前往实地考察，调查施工区域内的环境情况，检查是否携带齐全的勘查工具，做好全面充分的准备[7]。

4.2 明确实践中的勘察任务与目的

为了提升高层建筑岩土勘察的针对性，充分地发挥出高层建筑岩土勘察的价值，就要明确施工任务与施工目的。高层建筑岩土勘察的施工任务有以下几点：通过勘查分析不良地质的性质、范围、深度以及对建筑造成的影响；分析建筑地基的地层分布、结构类型、深度以及工程特点，为高层建筑选址提供有效的信息参考；勘察地基内的岩土层，分析计算变形模量以及承载能力；勘察建筑施工区域的地下水分布情况、地下水深度以及积极性变化情况；计算建筑地基范围内地质的抗震等级，为高层建筑设置土层剪切速度以及场地类型提供数据参考。

4.3 布置勘察孔

为了提升高层建筑岩土勘察的准确性，提升勘察工作的潜在价值，充分地发挥出勘察效果，就要合理布置勘察孔。根据岩土工程勘察规范，以及高层建筑岩土工程勘察规程中的要求，合理布置勘察点，初步确定勘察孔，控制孔间距与深度。在布置勘察孔时要结合勘查区域内的地形地貌特征以及建筑结构等因素，保证勘察孔的布置科学合理。在布置勘察孔时，尽量沿拟建物周边布设，在核心筒与凹凸变化部位单独布孔[8]。

4.4 控制勘察孔深度

在高层建筑岩土勘察作业中，勘察孔的孔深控制是一件非常重要的环节，能够为获取准确的勘察结果提供保障。通过技术规范要求，在高层建筑岩土工程勘察中，结合实际情况控制勘查孔的孔深。勘察人员要保持高度的责任感，严谨细致的进行控制工作，对桩型与池地层相同的建筑单体进行孔深控制，对于轴力特别大的区域，要考虑是否需要增加孔深。

4.5 其他勘察要点

注重实践中的原位测试，在现场进行地脉动测试、波速测试以及地质安全评估，保证高层建筑岩土勘察结果的准确性。在高层建筑施工中，由于轴力大并且包含地下室，因此要进行室内实验，为高层建筑的安全提供保障。针对勘察区域试样采集，严格遵循样本采集要求，保证试样采集的有效性。高层建筑岩土勘察也要考虑地震效应，高层建筑优化抗震性能提供有效的依据。

5 高层建筑地基处理特征

高层地基处理技术具有较强的繁琐性。由于我国土地面积较为广阔，不同地区的地质情况都存在较大的差异，如果建筑施工区域地质情况较差，就可以采用地基处理技术对地质进行处理，但是由于地质情况存在差异，所使用的处理技术也很多种类，导致建筑处理技术较为复杂。高层建筑地基处理具有联系性。地基处理与建筑施工的哥哥环节都有着较多的联系，如果建筑地基出现问题会导致高层建筑失去稳定性，存在较多的安全隐患，影响建筑整体质量。在对高层建筑进行地基处理时，需要对地基存在的风险进行评估，降低施工过程中存在的风险。高层建筑地理处理存在困难性，施工人员在对地基进行处理过程中，需要较多施工工序，给施工人员施工带来了较多的难度。

6 高中建筑施工中应用地基处理技术的必要性

高层建筑自身重力较大，需要地基有较强的承载力，还有部分地基抗剪强度不符合的设计规定，可能会造成安全事故的发生。地基处理技术能够有效提高地基的承载能力，为高层建筑以及施工人员提供安全保障。地基处理技术能够避免高层建筑出现沉降的现象，合理控制高层建筑的沉降范围，提高高层建筑整体的质量。同时，地基处理技术能够有效提升地基抗震能力，保证高层建筑整体的稳定性，避免高层建筑中存在安全隐患。地基处理技术种类较多，施工人员在应用地基处理技术时，需要根据地基的实际情况，选择合适的地基处理技术，充分满足高层建筑地基的需求。地基处理技术需要符合高层建筑土质，这样才能够有效达到加固地基加固，维持地基稳定性的目的。

7 高层建筑施工中地基处理技术

7.1 选择施工机械

在基坑开挖时需要使用多种施工机械，由于地质的不同，使用的施工机械也有着一定的差异性。通常情况下选择的主要内容是混凝土泵与混凝土搅拌机，这两种机械有着非常大的使用区别，为了满足施工条件，通常是根据需求确定机械，选择范围包括长螺旋机、混凝土输送泵与混凝土搅拌机等(图1)。在使用机械时要注意噪声防控，尽量降低施工噪声，可以选择噪音较少的设备或搭建隔音设施，避免影响周边居民的正常生活[9]。

7.2 地基施工质量控制

高层建筑的建筑工程质量控制是非常重要的。正常情况下质量控制要注重两方面，一是对单桩承载力的要求，二是避免窜孔现象。

在施工中导致单桩承载力不足的主要原因可能是破坏了桩底的砂层，降低了CFG柱的承载力，对单桩承载力造成负面影响。对于这一情况，要围绕提升单柱的承载力提出解决措施，可以适当增加桩长，使CFG柱能够进入到沙层中，控制单桩的变形情况。在CFG柱进入到沙层中也要进行控制，不宜太深，根据地质条件进行控制，这样不仅能够强化桩体的稳定性，同时能够提升单桩承载力。

窜孔是一种非常严重的施工质量问题，造成窜孔的原因由于连续的打桩，进行多个桩基建设，在完成第一个桩基后，若是地质存在问题，在第二次打桩时，第一个桩基会出现下沉，出现这种问题的主要原因是土地缺乏承载力，可以采取长螺旋钻管进行施工。

7.3 地基处理技术的应用

在高层建筑施工中，不仅要保证施工人员的专业素养以及施工机械的质量，同时也要使用正确施工工艺，按照规范化操作展开施工。在测量定位时，明确钢管大小后进行打孔，在钢管中浇注石灰，将钢筋插到孔中，提升桩的稳定性。在钻孔中需要控制钻头钻数与时间，搅拌混凝土时，严格的控制混凝土配比，由混凝土搅拌机进行传送。施工中要排除地下干扰物与障碍物，若未及时排除，可能出现桩位偏离问题，因此要做好提前预防。

8 结束语

岩土勘察是高层建筑施工中的一项重要环节，高层建筑地基处理也要根据岩土勘查结果开展，根据建设区域的具体情况科学合理地选择施工工艺以及施工设备，保证高层建筑的安全性与稳定性。建设单位要进行严谨的岩土勘察，明确施工区域的各项信息为高层建筑施工提供有效的参考依据。