城市高層建筑中巖土勘察及地基處理技術(shù)

楊瑜澤

（中冶集團(tuán)武漢勘察研究院有限公司，湖北 武漢 430080）

近年來(lái)，在城市化進(jìn)程的推動(dòng)下，建筑業(yè)得到快速發(fā)展，各類建筑工程項(xiàng)目隨之增多。地基基礎(chǔ)是高層建筑最為重要的組成部分之一，為確保建筑地基的穩(wěn)定性，在施工前，需要進(jìn)行巖土勘察，并根據(jù)勘察報(bào)告對(duì)地基處理技術(shù)進(jìn)行選擇。

1 城市高層建筑中的巖土勘察要點(diǎn)

1.1 明確巖土勘察內(nèi)容

在高層建筑巖土勘察中，要明確以下工作內(nèi)容：（1）實(shí)地勘察建筑所在地的地質(zhì)、水文、已有建筑的具體情況；（2）對(duì)掌握的勘察資料進(jìn)行整理，分析評(píng)價(jià)巖土情況，研判工程項(xiàng)目所在地的巖土對(duì)高層建筑可能產(chǎn)生的影響；（3）判斷高層建筑所建區(qū)域的劣勢(shì)地塊，制定處理方案，規(guī)避劣勢(shì)地塊對(duì)高層建筑質(zhì)量和安全的影響；（4）根據(jù)已掌握的水文地質(zhì)資料，分析水文地質(zhì)對(duì)高層建筑施工的影響，做好預(yù)防工作，避免出現(xiàn)地基坍塌事故；（5）勘察周圍建筑情況，分析該工程建設(shè)施工是否會(huì)對(duì)周圍建筑、周邊環(huán)境產(chǎn)生影響；（6）勘察結(jié)束后要及時(shí)撤出儀器設(shè)備，根據(jù)掌握的資料編制高質(zhì)量的勘察方案。

1.2 全面分析巖土工程勘察資料

在高層建筑巖土勘察中，要以真實(shí)可靠的資料為依據(jù)做好巖土分析工作，具體包括以下方面：（1）地層地質(zhì)分析。根據(jù)勘察中掌握的高層建筑工程建設(shè)位置、周邊環(huán)境資料，分析該區(qū)域的地層地貌特點(diǎn)，掌握地質(zhì)情況，為優(yōu)化施工方案、選用施工技術(shù)提供可靠依據(jù)，以保證高層建筑工程質(zhì)量。（2）地基巖土分析。重點(diǎn)整理、分析工程基礎(chǔ)處的巖土資料，分析巖土特征，根據(jù)實(shí)地勘察情況和分析結(jié)果對(duì)建設(shè)方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。（3）水文地質(zhì)分析。根據(jù)已掌握的水文地質(zhì)一手資料，編制水文地質(zhì)報(bào)告，報(bào)告中要注明地下徑流情況，并從優(yōu)劣勢(shì)兩個(gè)層面出發(fā)分析水文地質(zhì)條件對(duì)施工安全性的影響。

1.3 評(píng)價(jià)地質(zhì)狀況

高層建筑巖土勘察要對(duì)地質(zhì)狀況進(jìn)行全面評(píng)價(jià)，采用實(shí)例分析法提高地質(zhì)狀況評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。具體的評(píng)價(jià)內(nèi)容包括：（1）評(píng)價(jià)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與適宜性。在評(píng)價(jià)中，要根據(jù)高層建筑所在區(qū)域歷年來(lái)的地質(zhì)災(zāi)害資料，分析地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生概率和危害程度。若發(fā)生泥石流、滑坡等災(zāi)害，則說(shuō)明該區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)假設(shè)論證，決定該區(qū)域是否適宜修建高層建筑，并提出建議。（2）評(píng)價(jià)基礎(chǔ)處巖土情況。根據(jù)已掌握的地質(zhì)結(jié)構(gòu)資料，分析該區(qū)域地基土的優(yōu)劣。若該區(qū)域穩(wěn)定土層結(jié)構(gòu)在51.45m以上，且土層分布均勻，則說(shuō)明該區(qū)域巖土為優(yōu)質(zhì)地基土，適合高層建筑建設(shè)。（3）評(píng)價(jià)圍巖分類。在巖土勘察后，對(duì)該區(qū)域的巖土進(jìn)行取樣分析，選取深層的巖土樣本帶到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果評(píng)價(jià)該區(qū)域是否適合深度挖掘。

2 城市高層建筑地基處理技術(shù)

2.1 工程概況

某建筑工程項(xiàng)目地處該市繁華地段，總建筑面積約為4.265萬(wàn)m2，該項(xiàng)目由3棟高層組成，其中2棟的層數(shù)為18，另外一棟的層數(shù)為15。3棟建筑均有一層地下室，為設(shè)備用房和停車場(chǎng)，局部為人防。建筑按照50年的使用年限進(jìn)行設(shè)計(jì)，建筑等級(jí)為二類，抗震設(shè)防烈度為6度。3棟建筑均為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為獨(dú)立柱基礎(chǔ)加筏板基礎(chǔ)。由工程現(xiàn)場(chǎng)巖土勘察報(bào)告可知，該工程施工場(chǎng)地的土體類型為軟土，場(chǎng)地類別為二級(jí)，地塊相對(duì)穩(wěn)定。3棟建筑地下室的部分柱基礎(chǔ)及剪力墻持力層選用強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，筏板基礎(chǔ)持力層選為強(qiáng)風(fēng)化巖和黏土，地基處理技術(shù)確定為毛石混凝土。

2.2 地基處理施工要求

（1）在強(qiáng)風(fēng)化巖石上進(jìn)行獨(dú)立樁基礎(chǔ)施工，用強(qiáng)度等級(jí)為C20的毛石混凝土澆筑基坑超挖部分，澆筑至設(shè)計(jì)基底標(biāo)高；根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，采用錯(cuò)臺(tái)設(shè)置的方式澆筑毛石混凝土，結(jié)合實(shí)際情況調(diào)整每臺(tái)高度，應(yīng)控制在70～90cm。

（2）在原狀土層（強(qiáng)風(fēng)化巖石）上建設(shè)高層柱和剪力墻，在施工之前要清除建筑基礎(chǔ)；若設(shè)計(jì)底板標(biāo)高為5.3m，則不可全部挖除，需保留基礎(chǔ)高度不得低于40cm；在遇到柱基時(shí)，需清理干凈原柱基的周圍環(huán)境，保證在巖石層上施工柱基，并用C20毛石混凝土補(bǔ)齊超深的基礎(chǔ)底板。

（3）對(duì)存在較大坡度的建筑基礎(chǔ)場(chǎng)地，可采用錯(cuò)臺(tái)處理方式進(jìn)行回填，每臺(tái)寬、高不得小于1m、0.5m；地下室出現(xiàn)局部超深情況，采用風(fēng)化砂回填，回填時(shí)要分層碾壓，各層厚度控制在30cm，回填后碾壓密實(shí)，要求地耐力超過(guò)120kPa。在回填覆土施工驗(yàn)收合格后，方可進(jìn)入下道施工工序。

（4）在原地下室底板施工中，若網(wǎng)點(diǎn)處樁基位于其上方，則可保留樁基，并將樁基繼續(xù)在底板上進(jìn)行施工即可，采用C20毛石混凝土填平超深部分。

2.3 地基處理前的準(zhǔn)備工作

（1）技術(shù)準(zhǔn)備。①根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行開(kāi)挖，直至挖到強(qiáng)風(fēng)化巖層，要求開(kāi)挖的尺寸符合錯(cuò)臺(tái)要求。開(kāi)挖后，由勘察方、設(shè)計(jì)方、建設(shè)方、監(jiān)理方共同進(jìn)行驗(yàn)收。②在澆筑毛石混凝土前，對(duì)每個(gè)柱基基礎(chǔ)的尺寸、標(biāo)高及其每層錯(cuò)臺(tái)尺寸、高度進(jìn)行確定，為施工的規(guī)范開(kāi)展提供依據(jù)。做好基坑內(nèi)的排水工作，清理干凈基坑內(nèi)的淤泥，要求基坑不得存有積水。③檢查施工現(xiàn)場(chǎng)人、機(jī)、料的到位情況，向建設(shè)方和監(jiān)理方上報(bào)工程技術(shù)資料進(jìn)行審批。

（2）回填準(zhǔn)備。①在驗(yàn)槽合格后，清理回填場(chǎng)內(nèi)的雜物，包括建筑垃圾、淤泥、土塊等；砌筑擋土墻之前，按照設(shè)計(jì)要求用混凝土澆筑低跨部分的基礎(chǔ)墊層，控制好澆筑的位置與標(biāo)高。②清理干凈回填土擋土墻基底，以保證砌筑施工質(zhì)量；根據(jù)回填的實(shí)際情況，確定填料的質(zhì)量、數(shù)量和供應(yīng)時(shí)間，要求在規(guī)定的時(shí)間和地點(diǎn)將填料運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)填料進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后回填施工。③在回填施工前，檢查毛石混凝土強(qiáng)度，只有在強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%的情況下才能進(jìn)行。

2.4 地基處理施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）基層處理。在毛石混凝土澆筑施工前，應(yīng)當(dāng)先處理基層，具體做法如下：在基層上準(zhǔn)確定出基礎(chǔ)的位置，按照錯(cuò)臺(tái)施工的要求，合理確定最下級(jí)的尺寸，隨后將基坑內(nèi)的積水全部抽取干凈，并以人工的方式清除基坑底部的松軟土體。當(dāng)基層處理完畢后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行驗(yàn)槽，確認(rèn)合格便可搭設(shè)模板。

（2）搭設(shè)模板。在對(duì)超挖的基礎(chǔ)處理時(shí)，可以按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定是否需要搭設(shè)模板，若不需要搭設(shè)，則可直接澆筑毛石混凝土；錯(cuò)臺(tái)應(yīng)當(dāng)每層收縮20cm，確保模板搭設(shè)到柱基礎(chǔ)的底部，使比柱基礎(chǔ)寬出20cm。該工程中采用的是組合鋼膜，利用鋼管腳手架對(duì)模板進(jìn)行定位和加固。

（3）毛石混凝土澆筑。①在對(duì)毛石混凝土進(jìn)行正式澆筑前，應(yīng)當(dāng)按照行走路線鋪設(shè)好跳板，并由專業(yè)的測(cè)量人員放線，在現(xiàn)場(chǎng)定出基礎(chǔ)墊層頂向上10cm的標(biāo)高控制線。該工程中施工中使用的混凝土均為商品混凝土，當(dāng)混凝土運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，可以使用相應(yīng)的設(shè)備送至澆筑位置，在運(yùn)送混凝土的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)控制其坍落度，以此來(lái)提高混凝土的早期強(qiáng)度。②混凝土施工過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)先鋪設(shè)一層厚度為10～15cm的打底層，在其上均勻鋪好毛石后，便可開(kāi)始澆筑混凝土，每一層澆筑完畢后，鋪設(shè)一層毛石，確保毛石周圍有厚度10cm左右的混凝土包裹。施工中應(yīng)當(dāng)控制毛石量，不得低于20%，上下層混凝土澆筑的間隔時(shí)間應(yīng)當(dāng)控制在2h以內(nèi)，結(jié)合位置處的毛石應(yīng)當(dāng)露出一半左右，這樣可以為下層澆筑提供便利，從而使混凝土結(jié)合得更加緊密。③施工時(shí)，毛石應(yīng)當(dāng)均勻鋪放，小頭朝下，大頭朝上，其紋理應(yīng)當(dāng)與受力方向保持垂直，毛石的間距應(yīng)當(dāng)控制在10cm左右，與模板及槽壁的距離應(yīng)當(dāng)控制在15cm左右，這樣能夠使毛石被混凝土包裹。④在對(duì)風(fēng)化砂回填前應(yīng)當(dāng)先砌筑擋土墻，高度以120cm左右為宜，風(fēng)化砂先回填30cm，然后用夯擊夯填，再填30cm，夯實(shí)到50cm，砌筑擋墻直至達(dá)到設(shè)計(jì)基底標(biāo)高為止。夯擊風(fēng)化砂時(shí)，要依次夯打，不得留有縫隙；采用錯(cuò)臺(tái)處理，寬度控制在1.0m左右。

2.5 施工安全措施

（1）加強(qiáng)施工人員安全教育，提高施工人員安全意識(shí)，要求施工人員在進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)之前必須穿戴齊全安全帽、安全帶和安全鞋；施工人員在施工中要加強(qiáng)自我保護(hù)，時(shí)刻留意車輛和施工機(jī)具，避免出現(xiàn)人員傷亡事故；在基坑施工中，非作業(yè)人員必須遠(yuǎn)離基坑，避免發(fā)生安全事故。

（2）嚴(yán)格按照用電安全規(guī)范連接打夯機(jī)的線路，不得隨意搭接線路。在搭接線路時(shí)，要對(duì)打夯機(jī)安裝保護(hù)接地線，并將膠圈加裝到進(jìn)線口處，使用定向開(kāi)關(guān)和單獨(dú)插座，保證打夯機(jī)的用電安全；施工人員要規(guī)范打夯機(jī)的操作，在打夯機(jī)的操作手柄上加裝絕緣材料，并穿戴絕緣手套和膠鞋。打夯機(jī)使用時(shí)，前面2m內(nèi)不允許站人，不允許拖拉打夯機(jī)；根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況制定行夯路線，要求直線夯進(jìn)，在使用過(guò)程中不得出現(xiàn)按壓手柄、后拉或推進(jìn)打夯機(jī)的情況，也不得出現(xiàn)無(wú)人操作或撒把不扶的情況。

（3）運(yùn)輸車要控制好行車距離，與邊坡距離必須超過(guò)3m；施工現(xiàn)場(chǎng)不允許拋擲石塊，要聽(tīng)從統(tǒng)一指揮，吊運(yùn)石塊和混凝土。

3 結(jié)論

綜上所述，在城市高層建筑工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，為確保地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，應(yīng)在正式開(kāi)工前對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行巖土勘察，以此來(lái)了解并掌握地基的實(shí)際情況，為地基處理技術(shù)的選取提供依據(jù)。在處理地基時(shí)，應(yīng)當(dāng)依據(jù)巖土勘察報(bào)告，選取最為合理的技術(shù)，確保地基的處理效果，為建筑工程上部結(jié)構(gòu)施工的順利進(jìn)行提供保障。