高层建筑岩土工程勘察关键点研究和探讨

摘 要：岩土工程勘察是建筑的设计和施工基础，能够保证建筑施工的安全性和经济性。高层建筑的岩土勘察和一般的建筑相比，要求更高。该文介绍了高层建筑岩土工程勘察的基本要求和工作内容，提出岩土工程的评价和勘察的几点对策。

关键词：勘察 关键 高层建筑 岩土工程

中图分类号：TU470.2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）05（a）-0060-02

作为高层建筑建设过程中不可或缺的一个环节，岩土地层的勘察工作非常重要。虽然勘察没有参与到建设过程中去，但勘察的全面和深入关乎到高层建筑的基础安全，对整个工程建设具有重大的影响。所以，要重视岩土工程的勘察工作。

1 高层建筑岩土工程勘察的基本要求

1.1 地基承载力

地基承载力的评价原则有两个，一是满足极限稳定值，二是不能超过容许沉降量。确定地基承载力是一个复杂的工作过程，要依据地区情况进行荷载试验，并通过公式和原位测试计算后方可得出。如果承载力不满足要求，就应该对地基进行深入处理，在处理前要指定明确的设计参数。

1.2 变形和倾斜

对地基土在纵横两个方向的不均匀性进行勘查，为地基变形验算打下基础。

2 高层建筑岩土工程勘察的关键问题

2.1 钻孔深度

勘查规范有所规定，在使用箱基或筏基时，勘察孔的深度要大于压缩层的下限，一般情况下孔深能够控制主要的受力层。其具体的计算公式为：D=d+αβb。其中，D指代勘探孔的深度，d指代基础埋深；α指代土层的压缩系数，取值见表1；β指代高层建筑基底压力系数，甲级取1.1、乙级取1.0；b指代基础的宽度。在使用桩基或墩基时，勘察孔的深度应该达到压缩层的计算深度，一般情况下孔深进入持力层3～5 m。

分析以上规定可以得知，勘察的深度由三个因素决定，分别是基础埋深、淤积桩长、压缩层深度。对基础埋深而言，由于数据可以预估，因此能够当作已知值。对预计桩长而言，根据荷载的大小、当地的地质情况资料、附近建筑经验，来预估桩的分布、类型、桩长等。对压缩层深度而言，国标地基规范、地方规范等都有不同的计算方法，但主要的计算参数都是基础宽度。实际上，这种计算方法并不科学，比较直观可靠的方法是应力控制法。而且，在计算过程中，应该注意以下几点：第一，考虑到地下水的浮力对附加压力的消减作用，土层如果在水位线以下，在计算土层的自重应力时应该采用有效的重度。第二，计算桩平面以下的土层厚度，要考虑到布桩的方式。第三，如果是复合地基，考虑加固后土体扩散应力的影响。第四，确定应力时，以建筑的平面中心位置作为依据。

2.2 钻孔间距

规范规定高层建筑的勘探点间距为15～35 m，该间距的规定比一般建筑和安全等级高的都要小。在实际工作中，钻孔间距的确定主要以现场场地的情况为判断标准，保证钻探的目标地层能够反映出土质在水平方向和垂直方向上的情况，能够反映地下水的情况。另外，也要考虑即将建设的建筑物，在荷载、边角处进行勘测点控制。

一般情况下，孔距可以拉大的条件是：场地地层结构简单、地区建筑经验丰富。比如：某一方向布孔较少，孔距可以超过规定的上限35 m；在孔距可加或者可不加的情况时，根据地层分析如果没有必要可以不加。国外一些报告显示钻孔间距可达50 m。

2.3 压缩试验试样加荷

计算地基沉降量时，如果采用分层总和法，就要用到各个土层的压缩模量。其试验规定，试样的最后一级压力应比土层的计算压力大100～200 kPa。实际上，压力的取值应通过计算决定。

3 高层建筑岩土工程评价

3.1 桩侧壁摩阻力

对于液化土层的极限侧阻力，其标准值最好进行折减；对于在湿陷性黄土上确定单桩承载力，要考虑侧桩的负摩擦力。除此之外，还要注意土层的正常侧摩阻值，为工程试验提供必要的数据。

3.2 地基基础方案

地基基础的设计方案，目前一直是由结构工程师决定的。但是，在勘察报告中除了准确的数据以外，岩土工程师提出的建议都是很有用的，因为它们具有丰富的经验和敏锐的感知。另一方面，结构工程师在设计方案时会加入自己的习惯，所以应该多设计几个方案，通过利弊的比较最终确定出经济合理的那个方案。

3.3 基坑支护

对基坑进行开挖和支护时，以开挖深度和场地条件为依据，在开挖边界内布置勘探点。勘探点的布置应该综合考虑，孔的深度不要太大。另外，通过测试手段为开挖提供设计参数，例如：通过土层结构和岩土性质，提出土的有效应力参数；通过地下水的分布特征，分析施工过程中水位变化对建筑物的影响，并制定支护方案、降水隔水措施。

3.4 地基的液化势和湿陷性评价

桩基施工时，液化势的评价深度应该加大，而且每一层土的液化势都要评价，不论是否满足水位埋深、基础埋深等控制条件，从而为桩侧阻力做好准备。当深度大于15 m，液化判断可以采用静探法、剪切波速法、标贯判别法、三轴试验法等，根据实际情况进行选择。

4 高层建筑岩土工程勘察的对策

4.1 加强勘察市场的监督管理

第一，加强审查勘察报告，尤其是勘察孔的数量、质量等资料，重点把关基础方案的选择、场地的稳定性评价、施工建议等。第二，勘察单位要建立健全质量管理体系，加强政府部门和社会监督机构的监察管理。第三，推动岩土工程建立体制的出台和实施，确保勘察市场稳定发展。

4.2 加强岩土技术人员专业技能

我国缺乏岩土工程技术人才，专业方向不对口，对岩土工程的理论、方法知之甚少，是导致岩土工程体制缓慢发展的原因之一。所以，要对岩土工程技术人员和管理人员进行专业培训，以适应岩土工程的市场发展需要。

4.3 重视环境和工程的共同作用

工程建设对环境的影响不容忽视，在工程施工的过程中产生的环境问题例如岩土不良，要及时进行科学论证，并采用治理措施。

4.4 使用新技术、新设备

在工程施工过程中，积极采用新技术、新设备能够提升岩土的施工质量，加快工程进度，从而保证在市场竞争中具有较大的优势。例如：将计算机技术利用在岩土工程的施工治理上，既解决了岩土的预测和防治问题，又节省大量人力、物力、财力。

4.5 推行岩土工程的监理体制

一直以来，我国岩土工程的监督管理工作由政府部门承担，其管理体制上存在很多弊端，和经济社会的发展脱节。所以，要建立专门的岩土工程监理机构，对岩土工程市场进行监督管理，从而规范岩土市场。

5 结语

高层建筑的岩土勘察工作内容多，要求钻孔的深度大，平面布置要合理；要求土工试验保证参数符合规定；要求科学全面地评价岩土工程；要求岩土治理方案要经济实用、科学合理。

参考文献

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