赵振财
武汉市勘察设计有限公司 湖北 武汉 430000
摘要：在城市现代化发展进程中，城市用地日益紧张，为有效缓解这一局面，高层建筑成为城市建设及发展的主要方式。高层建筑较低层建筑的安全性与稳定性要求更高，因此，在进行高层建筑工程施工过程中，须对岩土勘察及地基处理严格规范，不仅要提供精准的勘察分析数据，还要保质保量地完成地基处理技术，以满足人们对高层建筑工程质量的更高要求。
关键词：高层建筑；基层换填技术；地基处理技术
引言：拟定合理勘察计划有利于勘察工作的顺利开展，减少人为因素对于勘察结果的影响，在精细勘察的基础上，分析研究勘察成果得出经济合理的地基处理技术方法，对于加快工程推进速度、提升高层建筑工程施工质量和获取良好的经济效益有着积极的意义。
1.工程案例概述
该项目包括20栋高层住宅（20~31层）、17栋多层住宅（4~6层）、8处有附属商业（1~2层）、1栋物业用房（1层）、1栋文化活动站（2层），设1层地下室相连通，地下室底板标高为88.50m。项目总占地面积为101673.41m2，总建筑面积为394916.39m2，地下室建筑面积为91013.08m2。拟建高层采用框剪结构。本工程重要性等级为一级，场地复杂程度等级为二级，地基复杂程度等级为二级，综合确定本工程勘察等级为甲级，拟建建筑属抗震设防类别为标准设防类（丙类）。在设计及施工前须通过各阶段的勘察分析，为工程设计及施工提供科学的地质依据，根据各建筑物地质条件而采用不同的基础形式，为工程质量及建筑造价提供更好的保障。
2.岩土勘察内容分析
2.1初步勘察阶段
初步勘察是通过野外地质调查、钻探、原位测试及室内试验等综合方法收集并获得的资料，进行分析研究，为拟建场地总平面布置和初步设计提供基本资料；对可能采取的地基基础类型进行初步分析评价，为初步设计提供参考资料；对详细勘察阶段工作提出建议。在高层建筑岩土勘察中，精准的勘察资料是接下来分析的首要条件，因此须做好工程现场的调研。首先，布设勘探点，本案例结合拟建建筑物位置采用网格状均匀布设钻孔，共布置钻孔46个，其中控制孔22个，一般孔24个。勘探孔深度根据相关规范要求及工程场地地质条件确定，本次勘探孔孔深在29.20~48.00m。
2.2详细勘察阶段
完成前期初步勘察阶段的工作任务后，需要进入详细勘察阶段，提出详细的场地岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数，对建筑地基作出岩土工程评价，对地基类型、基础形式、基坑开挖、地下水控制等提出建议。结合该工程项目的基本特征，在工作开展期间，需要注意以下3点：第一，勘探孔主要沿拟建建筑物轮廓的边线、角点、内部和沿基坑内部、边线进行布置，勘探孔分控制性钻孔和一般性钻孔，控制性钻孔数不少于钻孔总数的1/2。第二，钻孔深度控制：4~6F建筑物、附属商业、纯地下室控制性钻孔预计孔深20.00m；一般性钻孔预计孔深18.00m。且保证钻入稳定硬塑土层不小于12m。高层建筑：按嵌岩桩基础勘察进行，全部钻孔入完整石灰岩不小于5.00m，控制性钻孔预计孔深为33.0~40.0m，平均孔深约37m；一般钻孔预计孔深为31.0~38.0m，平均孔深约35m。第三，现场钻探施工、采取试样、原位测试、水位观测、室内试验均严格按规范要求进行。
3.地基处理技术应用要点分析
3.1换填垫层法处理技术
用换填垫层法技术起到地基土补强的作用。技术应用原理是，利用机械设备或人工将需要换填的原土层取出，随后再向其中填充上碎石、素土等材料，使基层强度能够满足高层建筑的设计、施工要求。
在具体的施工中，需要做好换填材料的选择，本工程选择的换填材料主要以碎石为主，对于一些换填深度超过1m的区域，还会在换填期间增加一层合成材料，起到加强基础刚度的作用。另外，换填时也需要采用分层填筑的方式进行施工，待满足95%压实度要求后再进行下一层填筑，提升基础的稳定性。在本案例中针对素填土1位于基底以下厚度少于2m的地段可采用换填垫层法处理，处理后的承载力特征值可达150~220kPa，可作直接作为多层住宅、附属商业、物业用房、文化活动站的持力层或高层建筑地基的桩间土。
3.2深层搅拌桩处理技术
深层搅拌桩是复合地基处理技术的一种，适用于粘性土、粉土、砂土、淤泥质土、淤泥、素填土等土层[1]，施工时要求场地内地下无大石块、树根、地下管线等。空中无障碍物如高压电线，其净空距地面应满足安全要求，具有施工简便、快捷、无振动、基本不挤土、低噪声等特点，深层搅拌桩的固化材料有石灰、水泥等，一般都采用后者作固化材料。其加固机理是将水泥掺入粘土后，与粘土中的水分发生水解和水化反应，进而与具有一定活性的粘土颗粒反应生成不溶于水的稳定的结晶化合物，这些新生成的化合物在水中或空气中发生凝硬反应，使水泥有一定的强度，从而使地基土达到承载的要求。在本案例中对基底以下厚度大于2m的素填土可采用深层搅拌桩法或高压旋喷桩法进行处理，处理后的承载力特征值可达150~220kPa，可直接作为多层住宅、附属商业、物业用房、文化活动站的持力层或高层建筑地基的桩间土。
3.3高压喷射注浆处理技术
在地基处理方法中，高压喷射注浆法也是经常使用到的处理方法，该技术在应用过程中，其作用原理在于借助钻机在指定位置进行钻孔，到达需要加固的岩土层，如素填土层、粉质粘土层等，随后将注浆管道预埋到指定位置，利用压力设备对于拌合好的注浆材料进行加压，使其可形成高压浆液喷射到外界。在到达冲击地基的土体位置处时，土料会和地基材料充分融合在一起，这样等待材料凝结后，便会形成质地坚硬的复合地基，借此来提升结构本身的承载力和地基结构的稳定性。本工程中基底以下厚度大于2m的素填土可采用这一技术，对于建筑物的地基进行加固处理，从而提升结构本身的应用强度，为后续工程的顺利推进奠定坚实的基础[2]。
3.4CFG桩处理技术
CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的高粘结强度桩和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接，无论桩端落在一般土层还是坚硬土层，均可保证桩间土始终参与工作。由于桩体的强度和模量比桩间土大，在荷载作用下，桩顶应力比桩间土表面应力大。桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少桩间土承担的荷载。本案例若拟建高层建筑经验算不能采用天然地基时，应首先考虑采用复合地基，可考虑采用CFG桩对其基底下土层进行加固处理，形成复合地基，再采用复合地基作为基础持力层，基础形式可采用筏板基础。按不同的面积置换率，用CFG桩处理后的复合地基承载力能达到400~600kPa，且具有变形较小、稳定快、施工简单易行、工程质量易保证、工程造价一般为桩基的1/3~1/2、经济效益和社会效益非常显著等优点[3]。
结论：
简而言之，以某工程项目为例，针对建筑场地岩土工程初步勘察阶段、详细勘察阶段进行细致分析，结合地基处理中常用的土层换填技术、复合地基的搅拌桩等处理技术的应用要点，通过研究和分析勘察成果后采用合理的地基处理技术，目的在于提升高层建筑工程施工质量和获取良好的经济效益。
参考文献：
[1]申波.岩土工程中地基与桩基础处理技术要点分析[J].中国金属通报，2019(4)：140-141.
[2]刘森森.岩土工程中地基与桩基础处理技术要点分析[J].绿色环保建材，2018(6)：143+145.
[3]杨洪.关于岩土工程地基勘察及处理技术探讨实践思考[J].冶金与材料，2018，38(1)：36-37.