[摘要]巖土工程勘察是高層建筑建設過程中一個重要環(huán)節(jié),在確保高層建筑施工的穩(wěn)定性和安全性上起著非常重要的作用。本文介紹了高層建筑巖土工程勘察的主要問題,提出了對巖土工程勘察的一些思考。
[關鍵詞]高層建筑;巖土工程勘察;評價 文章編號:2095-4085(2016)03-0025-02
高層建筑具有高度高、荷載大、基礎深的特點,因目前樓層越建越高,使得高層建筑的基礎埋深越來越大,繼而使巖土工程中的基坑支護和施工降水問題更為突出,影響建筑的安全性和穩(wěn)定性。因此,在建筑施工中,需要對擬建建筑物的場地開展巖土工程勘察工作,利用科學的勘探方法對巖土進行分析,確保巖土質(zhì)量。
1高層建筑巖土工程勘察的問題
高層建筑的結構與地基的基礎設計都要求更詳細準確的了解地層結構,掌握其變化,這不僅是計算沉降預防傾斜所需,更涉及到建筑基礎類型的選擇、深基坑開挖、建筑主體設計和建筑施工的需要。
1.1鉆孔深度問題
建筑巖土工程勘察的深度主要跟以下三個因素有關:樁長、基礎埋深和壓縮層深度。樁長可以根據(jù)土質(zhì)情況、建筑負荷情況進行合理估計;基礎埋深可以根據(jù)建筑的實際高度進行預估;壓縮層深度有多種計算方法,但相比其他方法,應力控制法比較客觀可信,主要的計算參數(shù)是基礎寬度??辈炜咨疃鹊木唧w計算公式與以上三個因素有關,公式為:D=d+oβb。其中,D是指勘探孔的深度;d指的是基礎埋深;α指的是土層的壓縮系數(shù);JB是高層建筑基底壓力系數(shù);b為基礎寬度。要注意的是,當施工采用樁一筏板為地基時,需要使控制性勘察鉆孔的深度比壓縮層的下限大,且保證一般性勘察孔的深度能夠控制主要受力層。若使用的是樁基或嵌巖灌注樁時,則勘察鉆孔的深度就需要加深。
1.2鉆孔間距問題
根據(jù)巖土工程勘察規(guī)范的規(guī)定,高層建筑勘察點應保持15~35 m的距離,這意味著高層建筑勘察點的鉆孔間距要比一般建筑的小,比安全等級高的建筑更要小。在實踐過程中,鉆孔間距需要根據(jù)建設環(huán)境的情況進行確定,以此確保鉆孔勘察的地層能夠反映土層的土質(zhì)和地下水的情況。此外,在待建建筑物的電梯井、荷載和體型變化較大處也應該布置勘察點,以便進行控制。一般情況下,如果場地底層結構簡單,地區(qū)建筑經(jīng)驗豐富,鉆孔間距可以適當拉大,甚至可以不加勘察孔,需要具體情況具體對待。
2巖土工程勘察評價
2.1基坑支護及施工降水
對基坑進行挖掘和支護施工時,需要先分析挖掘深度和場地條件,在挖掘邊界至挖掘深度1~2倍的距離內(nèi)安置勘察點,對于土質(zhì)條件好的可以取距離的最小值進行勘察點布置,反之取最大值。對于施工降水,工作人員應掌握場地區(qū)域水文地質(zhì)資料,必要時采用科學的測試手段對場地進行水文地質(zhì)勘察,以獲取相應的設計參數(shù)。如:土的有效應力抗剪強度參數(shù)和不排水抗剪強度參數(shù)。此外,通過測試,還也可以獲得地下水的分布特征和滲流特征等參數(shù),并以此為依據(jù),分析施工過程中水位變化對建筑的支撐系統(tǒng)、鄰近建筑物及其他設施的影響,制訂基坑支護方法及施工降水的隔水方法。
2.2地基的液化勢及濕陷性
當建筑使用樁基作為地基時,勘察人員需要加強對液化勢的評估深度,且不論場地各個土層是否滿足水位埋深和基礎埋深等控制條件,都需要對其液化勢進行深度評估,為提供樁側(cè)阻力做準備。樁基埋深大于15 m深度時,可以采取剪切波速法、標貫判別法和三軸試驗法進行液化判別。由于高層建筑基礎埋深深度較大,在對其進行濕陷性評估時需要注意以下兩個方面:(1)二級濕陷性黃土土層的總濕陷量非常小,幾乎不需要考慮;(2)在基礎埋深較大時,總濕陷量計算公式中的修正系數(shù)β會使計算結果趨于保守。
2.3樁側(cè)壁摩阻力
在確定樁基側(cè)壁摩阻力時,必須注意以下兩個方面的內(nèi)容:(1)對液化土層極限側(cè)阻力,需要在行業(yè)標準值基礎上進行適當折減;(2)在濕陷性黃土建筑上確定單樁承載力,需要考慮濕陷土層內(nèi)樁側(cè)的負摩擦阻力。此外還需要注意施工段土層的側(cè)摩阻力正常值,即非液化、非失陷狀態(tài)下的樁側(cè)壁摩阻力值,并做好記錄,將記錄下來的數(shù)據(jù)提供給后續(xù)的工程試樁作為參考。
2.4地基基礎方案建議
一般而言,最終的建筑工程地基基礎設計方案由結構工程師決定,但由于結構工程師主要針對的是結構設計,缺少巖土工程師所具有的巖土知識和工程經(jīng)驗,因此,在設計地基基礎方案時,結構工程師應該與巖土工程師進行合作,參考其專業(yè)建議,以設計出更好的經(jīng)濟方案。結構工程師在設計時,通過聽取不同巖土工程師的建議,結合自己的想法,設計出幾個方案進行評估選擇,權衡選擇最經(jīng)濟合理的地基基礎方案。
3結語
總體來說,巖土工程勘察工作的工作量十分巨大,而且也很繁瑣。需要施工人員根據(jù)實際情況進行適當更改,以確??辈旃ぷ鞲玫剡M行,使勘察結果更為準確。