熊启波
中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,四川 成都 610000
摘要:随着经济和社会的发展,城市化进程加快,高层建筑逐渐增多。在高层建筑建设中,岩土工程勘察是其重要的内容,岩土工程勘察在一定程度上决定了工程项目能否正常进行。岩土工程勘察经常面临许多复杂的工程环境,从而增加了勘察的难度。本文从高层建筑岩土工程勘察的要点出发,对岩土工程勘察的重点和难点进行了分析。
关键词:高层建筑;岩土工程;勘察
引言
随着人们生活水平的提高和城市化进程加快,造成城市土地资源稀缺,高层建筑已成为一种重要建筑形式。岩土工程勘察是高层建筑建设过程中直接确定建筑设计和施工的重要环节。由于对岩土工程勘察高度重视,我国的岩土工程勘察已取得一系列应用效果。它明确了工程勘察工作中的重点,运用了科学的调查方法,并为工程勘察结果的可靠性和有效性提供了重要的数据支持。
1 高层建筑岩土工程勘察要点
1.1勘察钻孔深度
在高层建筑岩土工程勘察中,首先,勘察人员必须根据拟建高层建筑的层数和结构特征结合规范和区域已有经验确定勘探的深度。其次,勘察人员必须充分了解区域和项目场地的地质构造、地层情况,以便能够充分掌握地质条件并结合项目场地岩土的特性确定勘探深度,以满足计算建筑物的沉降量和倾斜的要求。第三,对于特殊的高层建筑,有必要根据各建筑物的轮廓和荷载科学地确定勘探点的距离和深度。例如,对于昆明、上海等冲湖积相软土地区的建筑物,高层建筑通常使用摩擦桩,有效桩长一般为二十五米到四十五米之间,因此应根据场地地层条件和桩长确定勘探深度。最后,如果在勘察过程中出现特殊岩土(如软弱土、岩溶等)和不良地质作用,应严格按照相关的规范要求进行加密加深勘探孔或进行施工阶段勘察。
1.2勘察钻孔间距
在岩土工程勘察中,必须根据项目所在地区域地质情况结合规范,确定勘察钻孔,并严格遵守相关的布置标准。在布置钻孔时,既应按照高层建筑的轮廓线方格网布置,也应在电梯井或其他置放重要设备处加密勘察探钻孔间距。实际勘察中勘察钻孔间距需要结合现场勘探成果进行适当的动态调整。
1.3水文地质勘察
在岩土工程勘察中,水文地质勘察尤其重要,勘察过程中一是查明项目区域地表水系的分布情况;二是查明地下水的水位及其变化规律、地下水的类型、地下水的补给和排泄及地下水的渗透性等,特别是基坑开挖及支护影响范围内的地下水,需进行抽水试验,采集相关数据,通过相关试验获取相关的降水排水参数;二是充分了解地表水与地下水的关系,并采取必要措施进行防治,防止对基坑或基础施工造成破坏或不利影响。
1.4基坑专项勘察
在高层建筑的建造中,地下室建设是主要内容,并直接影响到该项目的整体质量,因此基坑专项勘察时高层建筑勘察的又一要点。在勘察阶段必须充分考虑该地区的地质条件和水文条件,并结合地下室分布范围查明基坑侧壁土质条件、岩土的物理力学性质和水文地质条件等,供支护设计单位进行专项设计后用于施工。
2 高层建筑岩土工程勘察的重点
2.1工程地质调查
在高层建筑岩土工程勘察中,工程地质调查时一项必须的重点工作。勘察人员需结合区域地质资料,通过踏勘查明项目所在区域地形、地貌特征及其与场地下伏地层、区域构造、不良地质作用的关系,划分地貌单元;调查场地及其周边已发生或可能发生不良地质作用和地质灾害的范围及其发展趋势;调查场地地下水的类型、补给来源、排泄条件、含水层特征、埋藏深度和水位变化等情况,调查地表水和地下水动态变化的联系;搜集和调查场地及周边有关气象、水文、区域地质资料以及周边项目勘察、设计和施工成果和经验;调查周边已建和在建项目对本工程的影响,并对场地稳定性做出定性评价。
2.2钻探和地层描述
现场钻探和地层描述工作是高层建筑勘察的重点之一。其中钻探工作要求对土层在主要持力层中或重点研究部位,回次进尺不超过0.50m,并满足鉴别厚度2.0-20cm的薄层要求。勘察钻孔钻进过程中需保证土层分层深度量测精确性、钻孔垂直度和岩土层的采取率。地层描述需保证及时性、标准化和定量化。如在软土地区,土层钻探取芯后如不及时进行描述,易因水份的散失造成土的状态发生变化。
2.3原位测试
就当前岩土工程勘察的现场测试而言,其主要使用原位测试手段有标准贯入试验(SPT)、重型圆锥动力触探试验(DPT)、静力触探试验、单孔剪切波速测试、地脉动测试、现场载荷实验和抽水实验等。为确保原位测试结果准确,各项原位测试须严格按照规范要求现场进行实施,在室内根据试验成果进行分析,为项目的基坑设计和建筑设计提供各土层准确的物理力学参数。
2.4室内试验
由于高层建筑中的楼层众多,在施工图设计阶段必须根据勘察单位提供的物理力学参数严格计算承载力和变形,因此勘察阶段的室内试验尤为重要,必须按照标准要求进行的取样、运输和室内试验。
3 高层建筑岩土工程勘察的难点
3.1地下水位精确测量难度大
由于地下水位对高层建筑建设具有极其重要的影响,特别是地下室抗浮方面。因此在岩土勘察中必须注意地下水位的调查。在钻孔水位测量过程中,由于大部分区域采用泥浆护壁以成孔,钻孔水位测量时候必须清洁钻孔,以免由于泥浆而导致测量结果不准确。由于在实际勘察中地下水位的监测周期短,从而造成勘察报告中的地下水位往往仅是勘察所在时间段内的地下水位情况,不能代表历史最高水位或极端气候下的地下水位情况。在一些城市中,由于没有长期的地下水监测数据,因此在调查过程中很难收集准确的水文数据,并且很难有效地确定项目区域的地下水位。
3.2抗震要求较高
高层建筑抗震设防要求较高,在断裂带或经常发生地震灾害区域,有必要提高建筑物本身的抗震性。在进行勘察工作时,重查明场地是否考虑震陷性软土和饱和砂土是勘察工作中的难点。在实际勘察工作中需加大软土和粉土的标准贯入测试,并采用地脉动测试查明场地卓越特征周期。
3.3试样采集和试验
在岩土工程勘察中,岩土试验采集、运输和试验也是勘察工作中的难点。在实际的勘察中,岩土样品受取样和运输时扰动导致试验结果偏差较大,从而导致数据离散性非常大。许多勘察单位和试验单位不注重室内试验,并且在勘察过程中没有严格执行取样实验,或在试验过程中未严格按照规范进行检测,甚至有些勘察人员是根据个人经验来判断,结果与真实数据往往有很大不同,从而导致各岩土层的参数准确性较低,不能为设计单位提供准确的地质参数。
结语
伴随着城市化进程的加快,高层建筑逐渐成为建筑工程的主要形式,由于其结构的特殊性,对高层建筑的勘察工作显得尤为重要。勘察单位必须根据实际情况进行精确的勘察,方可为工程设计、工程施工和工程监测等提供重要的参考资料。
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