浅谈高层建筑岩土工程勘察

(整期优先)网络出版时间:2019-09-19
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浅谈高层建筑岩土工程勘察

师文斌

深圳地质建设工程公司518023

摘要:改革开放以来,社会经济呈现出迅猛发展的趋势,城市规模不断拓展,城市人口数量与日俱增,建筑用地的紧张程度也在不断提高,一二线城市相继出现“寸土寸金”的状态。于是办公楼、住宅楼越建越高,高层、超高层建筑不断涌现,超过50层的高层建筑成为了时代发展的必然需要。在此大环境下,岩土工程的勘察工作面临着更严格的要求。为此,此次研究中将结合个人这些年来积累的岩土工程勘察的工作经验,就高层建筑勘察工作地开展提出自己的意见。

关键词:高层建筑;岩土工程勘察;要点

1高层建筑特征

以用途为划分依据,高层建筑有住宅建筑与公共建筑之分。一般而言,高层建筑在跨度、体型、结构、建筑荷载等方面均有其不同于一般建筑的特点,概要如下:

1.1荷载大

公共高层建筑的建设旨在营造便利的、广阔的使用空间,其层数多、层高较高、跨度一般较大,这种建筑目的就造成建筑物荷载大。以个人过去勘察过的某高层建筑项目为例,拟建建筑高于150m,最大轴力超过27000KPa,因为荷载大,所以给地基承受力提出了较高的要求。

1.2基础埋深大

高层建筑因高度大,其基础一定要埋设在地下一定深度,从而可确保建筑物结构设计能够达到抗震、抵御风荷载的要求。一般而言,不论是筏形与箱形基础的埋设深度,还是筏形与箱形基础的高层建筑,均需符合相关建设设计的要求,通常应控制在建筑有效高度的十八分之一以内。

1.3结构型式与体型的复杂程度较高

为了使建筑外观增加美感,公共建筑的体型各式各样,致使一些常用的结构很难符合标准,于是框剪、复合结构以及筒结构等诸多结构型式常被采用,裙楼高与塔楼之间的高差逐步增加,高低连体逐步诞生。

1.4带满铺与多层的地下室

上述笔者负责勘察的某高层建筑,地下室4层,深近20米。由于城市汽车日多,导致车库车位需求压力日大,高层建筑向地下要空间,地下室体量日趋增加,层数不断增多。

2高层建筑岩土工程勘察主要内容概述

《高层建筑岩土工程勘察规程》指出:高层建筑岩土工程勘察包括:勘察方案布设、地下水、室内试验、原位测试、岩土工程评价等,其中勘察方案布设划分成复合地基勘察方案布设、天然地基勘察方案布设、基坑工程勘察方案布设以及桩基勘察方案布设;岩土工程评价细分为:场地稳定性评价、天然地基评价、桩基评价、复合地基评价、高低层建筑物差异沉降评价、地下室抗浮评价、基坑工程评价。

《高层建筑岩土工程勘察规程》对勘察阶段加以划分,其中甲级高层建筑勘察包括可行性研究、初步勘察、详细勘察三阶段。规程对一级(复杂)地基或者一级(复杂)地基的工程,以施工阶段产生的抑或是或许会产生的岩土工程问题为对象,开展系统地施工勘察工作。

勘察前,应搜集与拟建场地有关的一切主要资料,主要包括:建筑红线的坐标与范畴、主体建筑与裙房轮廓和走向、建筑物高度、层数、地下室层数等等。

《高层建筑岩土工程勘察规程》对详细勘察阶段强条要求:要采取多元化的方式了解场地工程的地质情况;运用综合评价方法评估地基与场地的稳定性,针对特殊性岩土以及不良地质的防治、基坑工程支护以及地基基础形式等方案的选型制定有效应对方案;出具与施工、设计相关的岩土工程参数及资料。

《高层建筑岩土工程勘察规程》在桩基勘察方案布设一节作如下规定:对于端承型桩,勘探点的玉米面的布置应当满足如下要求:①勘察期间如果意识到基岩内存在断层破碎带或桩端持力层为软硬互层,抑或是相邻勘察点揭露的桩端持力层层面的坡度超过10%且单向倾伏时,钻孔应适当加密。②要依据柱列设置勘探点,它的间距可以对桩端持力层的厚度与层面的改变进行严格把控,应保持在12至24m范围内;③岩溶发育场地在把基岩当成桩端持力层的过程中,应按柱位布孔,同时辅以物探手段确定土洞与岩溶洞隙的规模、位置以及埋深等。④将控制性勘探点在勘探点总量中的占比必须超过三分之一。

3高层建筑岩土工程勘察要点

本人从事岩土工程勘察工作已有一些时日,对高层建筑岩土工程勘察有一些粗浅认识,在此择其要点作阐述:

3.1勘探孔布置

(1)依照从甲方或设计单位处获得的拟建工程总平面图,严格遵循相关要求与规范安设拟建场地的勘探点,根据上述规范相关条款要求确定勘探线间距、钻孔间距,暂定勘探孔控制深度,此时应注重以下几点:①钻探前应当充分建筑综评等因素踏勘拟建场地,高度重视同个结构单体或许出现的跨越不同地貌单元的部分,依据相关规范与标准进行探测点加密。②搞清楚设计单位的勘察技术要求,对拟建高层建筑物的轴力大、高度大、高差变化大的部位作重点关注,据理据实说服设计单位增设探勘点。③尽量顺着拟建物轮廓线进行勘探孔的安设。④存在凹凸变化的部位以及核心筒部位,应单独布孔。⑤拟建高层建筑如其宽度大于35m且桩基础选用摩擦型桩时,其中心部位还应布置钻孔。⑥存在外扩地下室的建筑,和主楼共同安设勘探孔。⑦布置基坑评价钻孔时,应当充分结合附近建筑物工程地质信息,顾及周边地层变化,如地质、地层和水文条件复杂应适当增加钻孔加以控制,由于当基坑支护采取如锚杆方式时,长锚杆会穿过不同地层,给施工带来困难、甚至使支护方式的选用增加选择难度。所以,勘察时注意相关方面的资料搜集,并据实际情况适当增加钻孔数量。

3.2控制勘探孔的孔深

高层建筑鉴于其荷重大及必须达到抗震要求以及抵御风荷载的要求,通常采用桩基础,于是冲(钻)孔桩型得到了广泛地应用。在采取桩基的过程中,高层建筑的勘探孔孔深须要得到有效控制:

(1)以《高层建筑岩土工程勘察规程》以及《岩土工程勘察规范》等诸多规范与文件为依据,做好桩基勘察以及钻探孔深度管控的工作。

(2)要高度注重下列几方面因素:①拓展纯地下室,应采取和主建筑的孔深控制一致的标准。②建筑单体相同,所采取的持力层与桩型应当保持相同,孔深控制最好一致;如果采取不同的持力层或者桩型,按持力层埋深较大所应当采用的桩型统一考虑。③对地下室或轴力相当大的配备了梯井的部位,应结合实际情况适量增加孔深。

3.3原位测试

在进行高层建筑岩土工程勘察时,要结合设计的参数需求、测试方法的适用性、岩土条件以及地区经验等诸多因素将原位测试方法确定下来。高层建筑场地毫无疑问应作常规的标贯、动探等现场测试,但鉴于高层建筑的重要性,采取多元化的现场测试方式找出场地岩土层的分布特征、提供岩土设计计算指标,甚至对拟建筑物桩型的选择建议和持力层的确定,均会有帮助。常见的建筑场地现场测试,规范规定必须做地脉动测试、波速试验,超高层建筑场地,在此基础上实施地震安全评估。软土地区,现场应作十字板剪切试验以及静力触探;残积土及全、强风化层内存在孤石的地区,查明孤石分布空间需用到物探。

按规范规程有关规定,应结合地区工程经验,系统地分析应用原位测试成果。

3.4室内试验

高层建筑轴力比较大,通常其中会配备多层地下室。与一般建筑相比,其对室内试验提出相当高的要求。要严守现阶段实施的国家相关规范对常规试验项目进行试验,常规试验如固结试验,试验压力应当加大,为此需开展高压固结试验;充分思量土的应力历史,试验结果中要出具压缩指数(Cc)、先期固结压力(Pc)等;首先对甲级的高层建筑进行勘察,同时开展三轴试验工作。同时,要进行动三轴试验以及无侧限抗压试验等。

3.5岩土工程评价

依据《高层建筑岩土工程勘察规程》以及《岩土工程勘察规范》等诸多规范规程进行高层建筑的岩土工程评价,依次作场地稳定性评价、天然地基评价、桩基评价、复合地基评价、高低层建筑物差异沉降评价、地下室抗浮评价、基坑工程评价进行,这是常规评价;此外,还要作地基变形特征分析,在必要的情况下,要对高低层建筑的差异沉降展开深层次地剖析研究等。

4结语

通过对普通建筑勘察和高层建筑岩土工程的勘察的分析研究发现,二者存在共通性,也存在明显差异,评价与测试的重点或多或许会存在一定差异。由于其有着独特性,要求高,因此必须具备形式多元化的方式。勘察人员应根据拟建工程实际情况,精准明确并掌握勘察的重难点,以高度的责任心作出最详实可靠的结果,给高层建筑的施工以及设计提供有力依据。

参考文献:

[1]《岩土工程勘察规范》(GB50021-20012009年版)