高层建筑施工的岩土工程勘察重点的探讨与分析

发表时间:2021/8/31   来源:《城镇建设》2021年第4卷4月第11期   作者:王广1 周玉倩2
[导读] 高层建筑施工一般是超过八层以上的建筑,高层建筑施工的特点包括荷载量大、基底压力大等。因此,高层建筑施工对筏基荷载有着较高的要求。

        王广1           周玉倩2
        1身份证号:23108319871212****
        2身份证号:12022419841012****


        摘要:高层建筑施工一般是超过八层以上的建筑,高层建筑施工的特点包括荷载量大、基底压力大等。因此,高层建筑施工对筏基荷载有着较高的要求。这就要求加强对岩土工程的勘察,为地基建设提供可靠的参考资料。笔者在本文中,就围绕着岩土工程勘察的重点这一问题进行了详细的探讨。
        关键词:岩土工程;勘察;工作重点
        对于高层建筑施工项目来说,岩土工程勘察是一项重要的工作,其工作的开展,应首先确定勘察的重点。在本文中,笔者结合自身的工作实际,认为勘察的重点包含钻孔间距、钻孔深度确定和压缩试验试样加荷等三点,另外本文还分析了岩土工程评价的问题,有基坑支护、施工降水、桩侧壁摩阻力和地基基础方案等。
        
        一、岩土勘察工作的重点内容(一)钻孔间距问题按照有关的规定,高层建设项目的岩土勘察间距控制在15~35m,这就表明高层建筑施工的岩土勘察间距小于普通建筑。一般而言,建筑的安全等级越高,则勘察间距也就越小。但是在实际的勘察工作中,勘察间距应按照场地的实际情况来确定,根据建筑安全等级来确定勘察间距,缺乏科学性。
        在布置勘察位置时,应结合建筑条件,具体是要考虑不同的地貌特点地形特点等。在地形的交接位置,一般多设置几个勘测点。对于结构简单的场地,且施工经验丰富的区域,可适当加大孔距[2],如有周边工程资料可参考,在计划勘察的深度内,地层又比较稳定的,对于经验丰富的勘察队可适当允许加大孔距来节省工程成本;而对于地基较深的高层建筑施工,地表以下构造复杂的,应结合实际情况加密钻探孔,缩小孔距。
        (二)钻孔深度问题勘察深度受三个因素的影响,一是桩基长度,二是基础埋藏深度,三是压缩层深度[3]。对于基础埋设,设计人员可根据建筑物高度、桩长度,以及区域地质资料、荷载大小等,通过分布方式、桩类型等,初步确定桩长度。按照有关的规定,如建筑采用的为桩基与筏基,则勘察孔深度比压缩层的下限大,而对于压缩层的深度,具有多种估算方法,包括勘察规范、地基规范和地方规范等,均需列出简明的计算公式或方法。但是从实际情况看,计算参数均为基础宽度,随着伸缩层荷载的变化而变化,如按规定,可能需将勘察孔深度控制在70m,但实际上可能仅需50m即可。
        笔者根据自身的经验,认为应力控制阀具有可靠性、实用性和直观性,也就是自基地或者桩端平面算起,附加压力=土层自动压力的10%~15%,加上无相邻荷载、土层和荷载的影响,可取其中的较大值,但是如果荷载较大、土层软,且具有相邻荷载影响时,就应取其中的较小值[4]。在计算过程中,应注意以下几个问题:第一,地下水的影响,如果地下水的浮力能力削减附加压力,则应按照水位以下土层厚度计算土层的自重应力;第二,计算桩端平面下的压缩层厚度,应综合考虑布桩方式;第三,如果使用负荷地基,则应考虑加固后土地对应力扩散产生的影响;第四,根据建筑平面中心位置的应力来确定计算的相关值[5]。与此同时,大量的计算证明,对于筏基或箱基来说,压缩层厚度通常小于2倍的基础宽度。换句话说,勘察点的深度:如果是天然地基:控制孔深=压缩层厚度+基础埋深;一般孔深=0.17倍的基础宽度+基础埋深。

如果为桩基:控制孔深=基础埋深+桩端平面下压缩层厚度+桩长度;一般孔深=桩长度+基础埋深+5m。如果工程无可靠的资料,则至少需要一个钻孔满足地震场地划分,以满足对覆盖层勘察的要求。
        (三)压缩试验试样加荷分析根据分层总和法,在计算地基沉降量时,需得到各土层压缩模量,一般而言,压缩模量=一单元土层自重压力+有效自重压力+附加压力。
        而在进行岩土工程规定试验时,试样最后一级压力与计算压力相比,必须大出100kPa~200kPa。因此,笔者认为,这一压力取值也可通过计算得到。如计算压缩层深度采用应力控制法,则可按照计算过程来使用。
        二、岩土工程的评价分析(一)基坑支护与施工降水对于建筑工程的基坑支护与施工降水来说,应按照基坑开挖的深度与场地岩土工程的实际条件,确定开挖的边界,并将开挖深度的1~2倍内布置勘探点。如果土质条件较好,则可取小值,如果土质条件较差,则可取大值。勘察点的布置,应综合考虑各种因素,且孔深不宜过深。对于施工降水,应首先了解并掌握现场所在区域的水文地质条件,如果有必要,可进行水文地质考察,获取第一手资料,通过岩土测试来得到相应的设计参数。
        比如可按照土层结构与岩土性质,获取土层有效应力强度参数与不排水抗剪强度参数。通过勘察,确定开挖范围与地下水分布特征、渗流特征等,为设计提供可靠的资料。同时,在施工过程中,了解地下水水位的变化情况,以及相邻建筑物与设施对施工的影响,合理确定基坑支护方案降水与隔水措施。
        (二)地基的液化势与湿陷性评价如果地基采用的是桩基,则应适当加大液化势评价深度,对于每一个土层,均需进行液化评价,不管是否能够满足基础、水位等埋深,均作为控制的初判条件,通过这样的方式,为地基的液化势与湿陷性评价提供资料。
        我们知道,一般而言,高层建筑施工基础埋深比较大,因此,在湿陷性评价方面,应注意两个方面的问题:第一,Ⅱ级湿陷性黄土地基的湿陷量,极有可能比较下,这主要是因为△ZS>7ClTI时,As<~30em均在Ⅱ级内,从理论方面讲,其值不等于零即可。在结论中,标明总湿陷量值,特别是在其值<5时,就应该指出,避免给后续工作造成不必要的麻烦;其次,总湿陷量计算公式中修正系数B,如果基础埋深较大时,也应注意一些问题。
        (三)桩侧的壁摩阻力按照相关规范的要求,对于液化土层极限侧阻力标准值来说,应适当进行折减,而对于自重湿陷性黄土场地上单桩承载力来说,它的确定,主要需要考虑的因素是湿陷土层范围内桩侧负摩擦力。这两个参数值,可通过计算得到,但值得注意的问题是,在提供这两个参数值时,还应提供土层正常侧摩阻值、非液化和非湿陷值,进而为工程试桩提供有价值的、可靠的数据。
        (四)地基基础方案建议目前,在岩土工程勘察中,地基基础设计的方案一般由地基基础设计工程师拍板决定。但是这不利用工程的整体建设,岩土工程师在勘查报告中除了要标识可能出现的数值外,一般情况下还需根据自身经验、感知及提供的试验数据等,提出基础设计方案有关的建设性意见。这些建设性的意见将为设计人员在制定方案时提供重要信息,尤其是针对一些特殊地质问题的处理意见。同时,岩土工程师应考虑不同基础设计师会出于自身的设计习惯、技术因素和自然环境的影响采用不同的设计方案,因此岩土工程师应在方案建议时尽可能提供多种方案,以便设计人员筛选出最佳的方案。
        参考文献:
        [1]刘超.关于岩土工程勘察重点问题的探讨[J].黑龙江科技信息,2012,17:124-125.
        [2]赵信村.浅析岩土工程勘察的优化问题[J].建筑工程,2013,9:1124-1124.
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