超高層建筑巖土工程勘察應(yīng)用分析

高 峻 嶺

(深圳市巖土工程有限公司，廣東 深圳 518000)

超高層建筑巖土工程勘察應(yīng)用分析

高 峻 嶺

(深圳市巖土工程有限公司，廣東 深圳 518000)

根據(jù)超高層建筑巖土工程勘察的特殊要求，提出了幾點(diǎn)超高層建筑巖土工程勘探的原則，對(duì)科學(xué)定位勘察點(diǎn)、科學(xué)采集樣品、合理選擇勘察技術(shù)等巖土工程勘察要點(diǎn)進(jìn)行了闡述，為超高層建筑的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

超高層建筑，巖土工程，勘察，數(shù)據(jù)

超高層建筑是從建筑層數(shù)上來(lái)說為40層以上，或從高度上講要高于100 m的建筑物。比起一般高層建筑，它有著建筑重心位置高、豎向橫向承載力高、地下基礎(chǔ)掩埋深等特點(diǎn)，對(duì)前期開展的巖土工程勘察提出了較高的要求。

1 超高層建筑巖土工程勘探特殊要求

1.1 建筑地下部分承載力

超高層建筑對(duì)地基部分是個(gè)重大考驗(yàn)，這也是對(duì)巖土工程勘察的首要要求，要重點(diǎn)對(duì)建筑物地下的情況包括底層堅(jiān)硬程度、軟土層分布情況、整個(gè)土層的承載力、巖石地貌完整性和質(zhì)量等級(jí)等進(jìn)行全面的勘察。

1.2 對(duì)地上部分變形、傾斜的評(píng)估

與該部分相關(guān)的勘察內(nèi)容主要是地下巖土的分布狀況及變形參數(shù)，為后期的工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)測(cè)算提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1.3 要求更加深層的基坑挖掘

基坑提供了研究的最直接標(biāo)本，直接反映了地下地基范圍內(nèi)巖土的地下水情況、巖土質(zhì)量等地質(zhì)條件，通過科學(xué)方式的勘察，為后期計(jì)算設(shè)計(jì)建筑架構(gòu)、排水等模型提供基本的參數(shù)，而作為超高層建筑的地基深度一般比較大，所以對(duì)探測(cè)用的基坑要求的深度也需要更深些。

1.4 對(duì)環(huán)境、抗震的特殊要求

超高層建筑龐大的地下基礎(chǔ)工程，很容易給周圍環(huán)境造成一定影響，因此，在勘察中要詳細(xì)記錄對(duì)周圍道路、其他建筑及地下設(shè)施等可能造成的問題，為超高層建筑施工檢測(cè)、保障地下支護(hù)系統(tǒng)及排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)。由于超高層建筑對(duì)抗擊地震的要求，在勘察中還應(yīng)特別注意對(duì)地震相關(guān)參數(shù)的測(cè)量、實(shí)驗(yàn)和分析。

2 超高層建筑巖土工程勘探原則

1)嚴(yán)格程序要求。超高層建筑的巖土工程的勘察不能隨意進(jìn)行，需要根據(jù)工程的實(shí)際情況及需要出具的相關(guān)報(bào)告，按照有關(guān)的規(guī)定程序嚴(yán)格進(jìn)行勘察。

2)把握重點(diǎn)環(huán)節(jié)。對(duì)于開建多個(gè)超高層建筑，在基本相同的地質(zhì)條件情況下，為了保證勘察和施工的整體進(jìn)程，勘察人員可以對(duì)基本相同的地質(zhì)條件不予全面勘察，但是對(duì)一些重點(diǎn)數(shù)據(jù)和方位還是需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的采樣，以保證建筑的工程質(zhì)量。

3)注重地質(zhì)分析。超高層建筑物對(duì)地質(zhì)的要求更高，地質(zhì)選址的好壞直接影響著建筑物的整體質(zhì)量，如果巖土工程勘察中較少或缺少對(duì)地質(zhì)狀況的詳細(xì)評(píng)估，那么，對(duì)整個(gè)超高層建筑將來(lái)的設(shè)計(jì)而言都會(huì)埋下嚴(yán)重的隱患。

4)人員合理選擇。巖土工程勘察一定要選擇專業(yè)的人員，在此基礎(chǔ)上還要進(jìn)一步選擇那些經(jīng)驗(yàn)豐富、有責(zé)任心的人擔(dān)任勘察分析人員，對(duì)于有條件的建筑施工單位，可以組建專門的勘察小組，或與特定的勘察企業(yè)保持長(zhǎng)期的合作關(guān)系。

3 超高層建筑巖土工程勘察要點(diǎn)

巖土工程勘察工作的基本點(diǎn)主要著眼于兩個(gè)方面：1)對(duì)地下部分進(jìn)行整體的科學(xué)評(píng)價(jià)，主要是對(duì)土質(zhì)的性質(zhì)、地質(zhì)環(huán)境承載能力和穩(wěn)定性、特殊地質(zhì)環(huán)境可行性等進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)；2)鑒于超高層建筑的特點(diǎn)，選取最佳適合的方案，以減少工程的造價(jià)。

3.1 勘察點(diǎn)的科學(xué)定位

應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家制定的JGJ 72—2004高層建筑巖土工程勘察規(guī)程進(jìn)行工程勘察工作，但針對(duì)超高層建筑的特殊性，在勘察點(diǎn)選擇上還需要注意以下幾個(gè)問題：

首先是根據(jù)地下的基本情況：1)要根據(jù)初步探明的地質(zhì)狀況主要是地層結(jié)構(gòu)和分布以及超高層建筑物的整體設(shè)計(jì)情況，進(jìn)行初步預(yù)估布點(diǎn)。2)針對(duì)不同的土質(zhì)狀況，特別是特殊性的巖土，按照巖土工程勘察有關(guān)要求，合理布置相應(yīng)數(shù)量的點(diǎn)位。如遇到原地面為河塘溝渠、填土區(qū)域或砂土層較厚地區(qū)，勘察點(diǎn)的設(shè)置密度要相應(yīng)的在該區(qū)域進(jìn)行增加。3)針對(duì)地下防水的專門勘察工作十分重要，因?yàn)樗鼤r(shí)刻會(huì)給建筑施工帶來(lái)不可估量的問題，同時(shí)對(duì)地下水文的探測(cè)也是一個(gè)難點(diǎn)，所以必要時(shí)可以組織專項(xiàng)建筑區(qū)域的水文地質(zhì)勘察工作。地下水文勘察時(shí)，還要全面考慮周圍的水文環(huán)境狀況，初次探測(cè)要求在最后一個(gè)勘察孔鉆探完成1 d后，全部探測(cè)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一測(cè)量，才能得出準(zhǔn)確的水文數(shù)據(jù)。4)勘察點(diǎn)地下深度的選擇，基本的原則是地質(zhì)條件好的深度低一些，地質(zhì)差的深度要加深，但是還應(yīng)根據(jù)超高層建筑實(shí)際特點(diǎn)，比如高度、用途等進(jìn)行綜合的選擇。

其次，根據(jù)地上的基本情況：1)建設(shè)多個(gè)超高層建筑，要根據(jù)小區(qū)的整體設(shè)計(jì)規(guī)劃，按照樓群的分布和主裙樓的差異，主樓承力部分加密探測(cè)點(diǎn)，非主樓區(qū)可以適當(dāng)放寬點(diǎn)位，從而實(shí)現(xiàn)合理的密疏布點(diǎn)。2)要根據(jù)建筑物的使用用途進(jìn)行合理的劃分，不同的使用用途的建筑物，對(duì)底層的承載、地下設(shè)施的要求不盡相同，所以勘察點(diǎn)選擇要考慮建筑物的用途。3)在對(duì)超高層建筑初步布點(diǎn)結(jié)束后，如果排布圖形為不規(guī)則圖形時(shí)，還要在排列圖形的凸凹位置適當(dāng)增加勘察點(diǎn)。4)對(duì)于超高層建筑物內(nèi)部機(jī)構(gòu)中的中心位置、電梯井位置等要進(jìn)行勘察點(diǎn)布控。同時(shí)還要考慮超高層建筑的高度，根據(jù)高度的變化控制勘察點(diǎn)的分布狀況。此外，在勘察過程中，還應(yīng)注意對(duì)現(xiàn)有勘察點(diǎn)進(jìn)行一些修正，比如在采集巖土樣本中如果發(fā)現(xiàn)鹽漬土等特殊性土壤，就要注意增加該區(qū)域的勘察點(diǎn)，以充分探明該區(qū)域周圍特殊的水文狀況。

3.2 超高層建筑底層的探察

對(duì)整個(gè)建筑工程的底部深入詳細(xì)地探察，準(zhǔn)確掌握最底層地層的基本結(jié)構(gòu)和地形變化，是整個(gè)建筑設(shè)計(jì)穩(wěn)定性、安全性的需要。在對(duì)最底層探察前，要全面掌握整個(gè)建筑區(qū)域的地質(zhì)和水文狀況。一般來(lái)說，勘察點(diǎn)密度分布小同時(shí)勘察深度深的，對(duì)底層的狀況探明會(huì)更加清楚些。最底層的情況掌握，主要還是依托對(duì)勘察點(diǎn)取樣標(biāo)本的全面分析之上，進(jìn)行專門的總結(jié)分析，如有需要，可從原探孔上小徑口鉆深取樣，以獲得更加詳盡的信息。

3.3 樣品的科學(xué)采集

超高層建筑巖土工程勘察中一個(gè)重點(diǎn)就是巖土樣品的采集，這直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。樣品采集不可隨意進(jìn)行，必須嚴(yán)格按照一定的操作規(guī)范進(jìn)行，不然如果因?yàn)椴杉瘶悠匪谏疃?、?shù)量不足或者運(yùn)輸保存密封存在問題，都會(huì)導(dǎo)致樣本遭受污染、成分流失等，從而造成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的失真。

3.4 勘察技術(shù)的合理選擇

巖土工程勘察現(xiàn)階段可為超高層建筑提供以下技術(shù)選擇，要根據(jù)工程實(shí)際合理選擇：1)鉆探技術(shù)，為保證鉆孔的質(zhì)量，超高層建筑物一般選擇使用汽車鉆機(jī)。2)井探技術(shù)，在布置鉆孔勘察點(diǎn)的同時(shí)，超高層建筑還需要設(shè)置一定數(shù)量的探井，主要用來(lái)對(duì)地表管線、表層土的直接探查，一般采用人工挖掘的方式開鑿。3)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，巖土工程勘察中進(jìn)行試驗(yàn)非常關(guān)鍵，現(xiàn)實(shí)中對(duì)這塊的重視不足，很多建筑單位為了省時(shí)省力，往往不通過嚴(yán)格的試驗(yàn)，而是僅僅憑借過往的有關(guān)經(jīng)驗(yàn)就直接得出粗略的估計(jì)數(shù)據(jù)，這種很少通過實(shí)際試驗(yàn)測(cè)算的方法，必然造成較大的誤差，如果這種誤差超過可以接受的范圍，就可能會(huì)給整個(gè)工程埋下隱患。因此，通過勘察點(diǎn)、探井直接取得樣本之后，除了可以直接通過觀察、測(cè)量的方式獲得所需直接數(shù)據(jù)外，其他一些數(shù)據(jù)的獲得、模型的建立還需要再通過一系列實(shí)驗(yàn)的方式獲得。比如用來(lái)評(píng)價(jià)超高建筑地基沉樁可行性的靜力觸探實(shí)驗(yàn)，用來(lái)分析各土層抗壓抗震數(shù)據(jù)的波速和地脈動(dòng)實(shí)驗(yàn)，用來(lái)測(cè)試超高建筑避雷需要的電阻率實(shí)驗(yàn)以及一些對(duì)巖土樣本成分的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)整個(gè)工程的實(shí)際需要，開展一系列的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，得出必要的數(shù)據(jù)，為最終方案的制訂提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。

[1] 任寬林，黃如生.超高層建筑巖土工程勘察實(shí)踐[J].中國(guó)非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊，2011(1)：55-56.

[2] 武立波，龐曉華.巖土工程勘察中幾個(gè)問題的探討[J].山西建筑，2007，33(34)：127-128.

On analysis of super-high-rise architectural geotechnical engineering survey

Gao Junling

(ShenzhenGeotechnicalEngineeringCo.,Ltd,Shenzhen518000,China)

According to the special requirements for the super-high-rise architectural geotechnical engineering survey, the paper points out some principle for the survey, and illustrates the scientific surveying point, scientific sampling, and reasonable selection for surveying technique, so as to lay the foundation for the construction of the super-high-rise buildings.

super-high-rise building, geotechnical project, survey, data

2015-06-20

高峻嶺(1984- )，男，助理工程師

1009-6825(2015)25-0094-02

TU412

A