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高层建筑岩土工程勘察关键点分析

发表时间：2020/11/30 来源：《基层建设》2020年第22期作者：王桥

[导读] 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。

        广东明源勘测设计有限公司 517000
        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特点，分析了高层建筑岩土工程勘察关键点，并提出了几点高层建筑岩土工程勘察优化措施。
        关键词：高层建筑；岩土工程勘察；关键点
        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。
        一、高层建筑岩土工程实践中的勘察特点
        为了使高层建筑岩土工程勘察工作能够落实到位，并保持其良好的勘察工况，则需要对这类工程实践中的勘察特点进行分析。这些特点具体包括以下方面：
        1.实践中的荷载大
        相比一般的建筑，高层建筑无论在层数，还是在高度方面，都在不断的增加，且其在实践中的施工工艺复杂、整体的施工难度大。在此期间，为了保持高层建筑良好的结构稳定性，确保其应用安全性，则需要在钢筋混凝土、钢结构等支撑构件的支持下予以应对。此时，这类建筑所在区域的地基将会承受较大的压力。因此，在高层建筑岩土工程勘察过程中，需要对这类建筑实践中所产生的较大荷载进行充分考虑，促使其勘察作业开展更具针对性。
        2.实践中的基础埋深大
        在高层建筑建设过程中，为了实现对大风、地震等影响因素的科学应对，则需要在其施工过程中保持较大的基础埋深，从而提高这类建筑物的整体结构稳定性。同时，为了提高土地资源利用效率，也需要高层建筑能够将自身的基础埋深设置在合理的范围内，确保其地下空间开发有效性。因此，高层建筑岩土工程勘察中需要通过对地形地貌特、水文状况、岩土体结构等要素的考虑，确定这类建筑实践中最佳的基础埋深，且在其较大的基础埋深作用下，提高高层建筑长期使用中的结构稳定性。
        二、高层建筑岩土工程勘察关键点
        1.准备阶段关键点
        高层建筑岩土工程勘察首先应关注前期准备阶段，要求为后续现场实际勘察形成有效指导和约束。一般在执行岩土工程勘察任务前需要对相关资料进行有效整理，对勘查计划及任务书进行详细分析，同时归纳好所有需要批准的文件，以此确保自身岩土工程勘察工作合规合法执行。岩土工程勘察人员还需重点关注设计图纸，在设计单位的配合下，明确高层建筑具体构建要求，进而可辅助明确岩土工程勘察任务。为了更好地提升后续岩土工程勘察的有序性，相关人员往往还需要重点进行实地考察，以了解现场地形状况及周边环境状况，重点掌握可能存在的干扰因素，以便避免可能在后续形成的岩土工程勘察阻碍因素。
        2.明确勘察目标
        在高层建筑岩土工程勘察中，勘察目标的明确同样也是关键点，可促使后续岩土工程勘察工作能严格按照相应要求执行，避免出现严重的岩土工程勘察混乱局面。对于岩土工程勘察目标，相关人员往往需要首先明确可能对高层建筑后续施工建设带来的影响和威胁因素，尤其对不良地基更是需要全面详细分析，了解不良地基的具体性质及其分布范围，进而从不良地基着手，探讨如何进行优化处理，以保障高层建筑具备较强稳定性。针对高层建筑所处区域的岩土层同样也需要详细勘察了解，分析其变形模量及承载力状况，以便更好地明确基础施工加固方式。针对地下水状况进行详细分析，勘察地下水的分布状况及运行状况，结合既有资料和数据信息，明确地下水的季节性变化状况，进而评估是否可能在后续施工阶段产生较为严重的威胁和干扰问题。在明确岩土工程勘察目标后，就可针对这些关键点开展后续具体工作，以便获取较为详细全面的参数信息，辅助基础结构的施工处理。
        3.钻孔
        高层建筑岩土工程勘察工作绝大部分借助于钻孔勘察方法，这就需要将钻孔作为关键点，利用规范可靠的钻孔处理方案，以便获取更为全面详尽的数据信息资料。在钻孔把关中，勘察人员首先需要确定钻孔深度，结合整个高层建筑总高度及地下基础结构施工深度要求，同时考虑当地岩土性质，确定最优钻孔深度，一般需要保障深度在压缩层下限以下，进而才能更好地分析明确受力层状况。为更好地确定钻孔深度，还需要结合基础埋深、土层压缩系数、基底压力系数及基础宽度等指标进行准确计算。当然，在钻孔深度确定中，需充分考虑到地下水方面的影响状况，对地下水浮力及压力进行综合分析，保障钻孔深度符合实际状况。此外，还需要充分考虑到钻孔间距的优化确定，保障钻孔间距符合高层建筑相关规定，一般需要保持相互之间的距离在15~35m，对于一些特殊要求的高层建筑，应进一步缩小钻孔间距，以便获取更为全面准确的信息资料。

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当然，如高层建筑所处区域的地层结构相对简单，或该区域周边存在大量的新建项目，可为该高层建筑提供相关基础地层资料，则可适当延长钻孔间距，但是不能超过35m。
        4.试验检测
        高层建筑岩土工程勘察需要以试验检测环节为关键点，在确保试验检测较为规范可靠的基础上，才能有效提升相应结果的参考价值，所得数据信息可更好地服务于后续高层建筑岩土工程勘察任务。基于此，岩土工程勘察人员首先需要做好试件的管理，保障试件的收集及保管规范，能具备较强代表性，避免出现混乱或试件不全问题。针对各个不同土层应进行试件的差异化管理，避免因为试件混乱影响到最终高层建筑岩土工程勘察结果的可信度。在相关试验检测工作中，还需重点关注具体试验方法及相关仪器设备的优选运用，以确保检测结果更为精确，降低该方面可能出现的偏差。试验检测环节的优化控制还需重点考虑到相关试验检测人员，要求相关人员具备较强的专业性。对于相关仪器设备能熟练运用，同时还应掌握相关计算分析程序应用技术，为试验检测结果的有效应用创造理想条件。比如在评估地基液化势状况时，需在规范运用静探法及剪切波速法的基础上，准确应用相关数据资料进行计算分析，凸显岩土工程勘察的作用价值。
        5.岩土工程评价
        5.1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。
        5.2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。
        5.3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。
        5.4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15m，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。
        三、高层建筑岩土工程勘察优化措施
        现阶段高层建筑岩土工程勘察的要求更高，面临的水文地质条件也更为复杂，如此必然需要进一步优化岩土工程勘察工作，除了重点关注上述各个关键点外，还需要在未来考虑到以下几个要点内容：
        （1）针对高层建筑岩土工程勘察市场需要加大监察力度，确保相关单位及具体工作人员能具备较强的专业能力，避免因为整个行业的不当发展，影响到高层建筑岩土工程勘察工作的执行效果。针对从事岩土工程勘察工作的技术人员需要定期进行培训，要求其熟练掌握和运用岩土工程勘察相关技术，理论知识也需要不断更新。
        （2）高层建筑岩土工程勘察技术需要不断创新，在传统钻孔取样方式进一步完善和优化的基础上，需要运用一些先进技术和仪器设备，尤其是对超声波检测及红外检测等手段，都需要注重加大研究力度，以确保更好地适应越来越复杂的地基类型，同时还可保障勘察准确度。
        （3）为促使岩土工程勘察资料发挥出最大应用价值，还需要重视行业内的资源共享，尤其是对相邻地区间的高层建筑工程项目施工建设，可结合既有岩土工程勘察资料降低自身工作难度。
        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：
        [1]崔维灿.高层建筑岩土工程的勘察重点和难点[J].建材与装饰，2018（01）：227.
        [2]刘伟，胡文文.关于高层建筑岩土工程勘察的要点探讨[J].四川水泥，2017（09）：262.
        [3]庄文泽.论高层建筑岩土工程勘察的几个要点[J].住宅与房地产，2016（18）：121.