高层建筑岩土工程勘察分析及地基处理技术应用研究

发表时间:2021/8/4   来源:《建筑实践》2021年第40卷9期   作者:  赵崇伟
[导读] 在城市用地日益紧张的背景下,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。
        赵崇伟
        淄博市建筑设计研究院
        摘要:在城市用地日益紧张的背景下,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 经济效益
        引言:高层建筑本身的高度较高,再加上层数较多,在城市中能为人们提供一个广阔的工作空间和生活空间。对于高层建筑的基础,常用的是箱形基础和筏形基础,在整个建筑基础中,其埋设的深度大概在1/15以上。在最近几年的发展中,因为高层建筑的建设规模持续扩大,人们为追求美观的外观,往往会在建筑结构设计上偏向于复杂多样化的设计,同时,建筑体的高度也持续上升,其地下空间的实际使用量也在持续增加,所以,建筑基础结构就成为建筑地下室相互衔接的关键环节。
        1.岩土勘察内容分析
        1.1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。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。
        1.2 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。
        1.2.1 基础承载力
        在开展高层建筑岩土工程的实际工作中,还需要关注基础承载力的勘察,因为高层建筑对于基础承载力具有极高的标准要求,所以在开展高层建筑岩土工程勘察中,就需要准确勘察建筑基础的底面承载力大小,尤其需要仔细分析软弱地层的具体分布情况,并且需格外重视软弱地层的厚度问题。在整个基础承载力勘察中,还需全面勘测岩土的质量、岩石的完整度及岩石等级等对应的信息资料。
        1.2.2 变形倾斜和抗震
        针对高层建筑岩土分布情况的实际勘测,相关的勘测人员还需要进行准确的测量,对处理形变参数的大小进行严格控制,同时需要准确地计算基础成交量,并且能充分重视变形倾斜等对应的问题。在高层建筑基坑周边环境的勘察过程中,需全面勘察建筑的地下建筑物管道分布情况及对应的交通情况,以便后续施工勘测及对应环保方案的有效执行。抗震性能方面,主要是考虑到建筑区域的地质类型,并能分析其抗震的实际覆盖厚度和对应的抗震效应结果,从而准确地测量地层剖面图,同时还能了解相关的抗震动力参数。
        1.2.3 基坑开挖
        因为高层建筑基础在地下会埋设较深,所以在进行基础施工中,需大力开发建筑地基。在实施基坑的开挖与施工环节,需确保整个施工区域范围中地下水勘察的实际质量,在岩土的力学特点、分布等方面,让勘察工作人员引起足够的重视,为后续的高层建筑基坑降水设计提供对应的数据参数依据,这样才可确保整个建筑地基结构设计的合理性与有效性。
        2. 高层建筑岩土工程勘察的重点
        (1)在进行底层结构勘察中,需要仔细调查地下水的水文条件,掌握地下水的实际分布情况及水位高低,了解其对桩基及深基坑施工带来的影响。


        (2)为了解纵向与横向方面底层结构的实际变化情况,在开展岩土工程的实际勘察环节,就需要将相邻2个勘察点的距离缩小,且勘察点之间的距离还应与实际的勘察情况结合起来进行灵活性的设置,一般来说,2个勘察点的间距应控制在15~35 m。
        (3)在地层结构的实际勘察中,施工方需要明确自身的工作职责,在前期准备完善的基础上进行勘察作业,同时,在勘察工作阶段性完成之后,还需做好及时全面的检查,分析各种可能存在的问题,并积极进行整改与完善,以保证勘察结果的真实性与可靠性。
        (4)合理控制勘察点的实际深度。一般来说,勘察点的实际深度,还需要考虑到建筑本身的基础深度及压缩层对应的深度,只有经过两者深度的比较,才可以确定最佳的勘察深度。
        3.高层建筑岩土工程勘察的难点
        3.1 水位测量难度大,地质环境复杂
        针对高层建筑岩土工程勘察,需要客观地评价与分析地质环境及对应的地基建造条件。如果岩土及土层本身有湿陷性土质及盐渍,难免影响其地基的实际建设效果,严重时还会影响高层建筑的地基稳固性。各种地质数据勘察点之间内在的距离及逻辑关系的收集,也会给勘察指标的准确性带来极大程度的影响。
        所以,相关技术人员就需要做好相应的勘察,针对全阶段的勘察数据做好采集、分析及处理,明确其监管,这样才可以确保勘察全过程的标准化及科学化。在地下水位及分布情况测量中,需同时进行多个勘察点的测量,避免因时间差距过大导致地下水位出现明显的变化。
        针对测量的时间间隔,也需要严格按照标准和要求来执行,地下水位的实际测量应在钻孔后24 h内完成,以确保地下水位的实际情况接近最理想化的勘察标准。在水位测量的实际过程中,需要综合标高、钻孔坐标等对应的组合方式,从而实现对测量误差的合理控制。
        高层建筑地下水位的测量误差需要控制在2 cm的范围内,因为地下水测量环节出现偏差与疏漏,都可能引发施工中诸多不便问题。
        3.2 试件采集和地震效应的影响
        在工程的主体任务中,岩土勘察的试件采集及分析是其面临的重要环节。为让勘察的结果能最接近于真实情况,还需要严格按照实验室化验的标准,做好对应的采集与保存处理。
        在具体的实践环节,经常会出现采集的试件还原度不高的问题,且其密封性较差,数量不足,导致土层中的水分出现流失的情况,通过化验分析,其对应的结果和实际的岩土情况也会出现较大误差。分析当前的勘察实际情况,大部分负责勘察的施工单位和企业,在试件采集过程及后续的比重试验中都缺少必要的投入。在勘察过程中,甚至会出现利用经验估值法的方式来完成对相关指标的判定处理,很少会选择实测的方式。即便在岩土工程勘察的环节,存在的个别小的误差也处于可接受的范围,但若这一部分指标涉及的内容包含渗透流稳定分析工程,则会直接影响地下水流及地基整体稳定性对建筑基础可能造成影响的错误判断,最终降低岩土工程勘察的科学性及客观性。同时,在进行岩土工程勘察中,还需要对地震效应带来的影响加以分析。高层建筑对于抗震等级具有极高的要求,相对应的岩土工程和地基建设,也需要与地基的具体类别、剪切波速等参数类型相互结合,才能满足综合的评定要求。
        4结束语
        综上所述,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。
        参考文献
        [1]杨瑜泽.城市高层建筑中岩土勘察及地基处理技术[J].工程技术研究,2020,5(11):54–55.
        [2]柏江源.浅析城市高层建筑岩土工程勘察地基处理技术要点[J].南方农机,2020,51(9):250.
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