高層建筑巖石工程勘察關(guān)鍵技術(shù)研究

文 武 鄒 弦

（重慶市勘測院，重慶 400000）

巖石地層的勘察工作是建筑工程中必不可少的環(huán)節(jié)，是提升整個建筑工程質(zhì)量、促進高層產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。因此，相關(guān)部門要對高層建筑巖石工程勘察的關(guān)鍵技術(shù)進行深入研究，全面保證工程勘察工作，進而提升整個高層建筑項目的建設(shè)效率。同時，相關(guān)部門也要對巖石工程勘察工作的重、難點問題進行分析和討論，提升勘察工作質(zhì)量，促進相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 巖石勘察工作概述

隨著我國城市化進程的加快、城市人口的增多，高層建筑項目數(shù)量增加，規(guī)模明顯擴大，巖石工程勘察工作日益發(fā)揮更加重要的作用。巖石工程勘察工作是指根據(jù)高層建筑的實際需要，利用必要的儀器設(shè)備和勘察手段，勘測區(qū)域內(nèi)部的地質(zhì)和環(huán)境特征、巖石工程條件、地下水等情況，并對勘察獲得的信息進行綜合整理，經(jīng)分析研究后再編制相應(yīng)的勘察文件。建設(shè)項目開展前進行巖石勘察工作，可以為相關(guān)部門提供有效的地質(zhì)資料和建議。因此，在進行高層建筑項目時，要充分發(fā)揮巖石勘察工作的作用，提升其實際工作的效率和效果，保證高層建筑工程質(zhì)量和經(jīng)濟效益。

要具體落實巖石勘察工作，就要針對工程場地穩(wěn)定性、地基穩(wěn)定性、地基巖石條件、地下水及以上因素與工程的相互關(guān)系進行深入的研究和分析，從而測定出區(qū)域內(nèi)部的巖石參數(shù)，使施工項目推進更具科學(xué)性。此外，巖石工程勘察得出的相關(guān)數(shù)據(jù)和建議也能實現(xiàn)建筑施工的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，優(yōu)化建設(shè)工程的基礎(chǔ)設(shè)計和施工質(zhì)量，同時，可監(jiān)督施工的全過程，提高施工的實際效果。巖石勘察工作還可以為基礎(chǔ)設(shè)計、施工建設(shè)方面提供有效的指導(dǎo)和參考，可降低實際施工成本，利于施工質(zhì)量與安全，推進相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2 高層建筑巖石工程勘察要求

高層建筑工程項目自身存在一定的特殊性，最顯著的特點就是建筑高度比較突出，因此，相比普通建筑而言，對高層建筑物自身穩(wěn)定性要求更高，施工難度增大，更加突顯巖石勘察工作的重要性。

巖石工程勘察是進行高層建筑施工時優(yōu)化施工效果的重要手段，因此，相關(guān)部門必須提升對巖石工程勘察工作的重視程度，明確巖石工程勘察對高層建筑施工所需達到的具體條件。高層建筑自身具有較高的建筑高度，導(dǎo)致其荷載比較突出，因此，需要保障高層建筑自身的剛度和穩(wěn)定性。但為保證其內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，會增加整個基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的壓強，這就對巖土勘察工作提出了更高的要求，以便科學(xué)合理開展基礎(chǔ)施工處理。

目前，我國高層建筑的基礎(chǔ)施工主要采用基礎(chǔ)埋深的方式，深基坑的普遍應(yīng)用，成為高層建筑開發(fā)地下空間的重要手段，如地下車庫或儲藏室，都可以作為高層建筑的配套設(shè)施。

一般高層建筑的地基深度往往是建筑整體高度的十五分之一，這就為基礎(chǔ)施工增加了難度。因此，施工單位在實際施工時除了需要重點了解巖石性能和地形條件外，還需要充分考慮地下水的影響。施工單位應(yīng)針對施工區(qū)域的實際情況嚴(yán)格勘察，尤其要重點關(guān)注區(qū)域內(nèi)部的巖石結(jié)構(gòu)、承載力以及地下水性質(zhì)等情況，選擇最合適的形式和深度，實施規(guī)范化施工技術(shù)，有效開發(fā)地下空間，保證高層建筑上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3 高層建筑巖石工程勘察特點分析

3.1 實踐中的荷載大

高層建筑與一般建筑有明顯區(qū)別，隨著樓層和高度的增加，工藝和施工難度相應(yīng)增大。在施工過程中，必須采取合理措施保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全應(yīng)用性。一般高層建筑選擇鋼筋混凝土、鋼結(jié)構(gòu)等構(gòu)件支撐整個建筑主體，這就要求地基須有較大的承載力。在高層建筑巖石工程勘察時，要充分考慮地基的荷載力，使勘察作業(yè)更具針對性。

3.2 實踐中的基礎(chǔ)埋深大

隨著我國城市化進程加快、城市人口增多，城市用地日益緊張，高層建筑數(shù)量和其地下空間的開發(fā)隨之產(chǎn)生。在這種背景下，我國高層建筑反而呈現(xiàn)出完全相反的瘦高特點，因此，在進行高層建筑施工時，需要充分保證建筑的穩(wěn)固性和抗震性。我國建筑地基一般以筏型和箱型作為基礎(chǔ)，應(yīng)根據(jù)建筑物的實際情況制定埋深。

4 高層建筑巖石工程勘察的關(guān)鍵技術(shù)及工程評價

4.1 高層建筑巖石工程勘察的關(guān)鍵技術(shù)

4.1.1 準(zhǔn)備階段

前期準(zhǔn)備階段是保證巖石工程勘察工作成效的關(guān)鍵，可以為后續(xù)工作提供有效的指導(dǎo)和約束，展開巖石勘察時，需要詳細分析勘察計劃和任務(wù)書，及時整理和總結(jié)相關(guān)資料，合理進行巖石勘察工作。

巖石勘察工作人員要重點關(guān)注設(shè)計圖紙，加強與設(shè)計單位的配合，明確高層建筑具體構(gòu)建要求，有助于巖石工程勘察任務(wù)順利進行。另外，相關(guān)工作人員需要實地考察施工現(xiàn)場，把控實際情況以及周邊環(huán)境狀況，避免其他干擾因素影響巖石勘察工作的順利進行。

4.1.2 鉆孔深度

通過分析可以發(fā)現(xiàn)孔深是控制主要受力層的關(guān)鍵因素。因此，實際施工時，如果要勘察使用箱基或筏基的建筑物，就要保證勘察孔深度大于壓縮層下限；如果使用樁基或墩基進行施工，則勘察孔深度需達到壓縮層的計算深度。

開展巖石勘察工作的具體深度主要由基礎(chǔ)埋深、預(yù)計樁長、壓縮層深度三個因素決定。通過這三個因素，可以預(yù)估基礎(chǔ)埋深的具體數(shù)值，將其作為已知值開展后續(xù)研究。預(yù)測樁長與荷載能力、地質(zhì)條件、附近建筑設(shè)施等密切相關(guān)，建設(shè)方可以根據(jù)這些因素預(yù)測樁的分布、類型、樁長等，具體計算時需要重視以下階段：一是進行地質(zhì)勘察時，需要充分考慮地下水因素的影響，考慮水的浮力對附加壓力的消減作用。施工時，如果土層位置處在地下水位以下，在計算土層自重應(yīng)力時，需要采取針對性措施。二是進行樁平面以下的土層厚度計算時，結(jié)合布樁的方式，可以得出更加科學(xué)、合理的數(shù)值。三是如果高層建筑物地基是復(fù)合地基，需要充分考慮土體擴散應(yīng)力的影響，以保證勘察結(jié)構(gòu)的合理性。四是進行應(yīng)力計算時，需要將建筑平面的中心位置作為主要依據(jù)，為相關(guān)工作提供參考，保證其實際應(yīng)用的效果。

4.1.3 鉆孔間距

相關(guān)文件規(guī)定勘察點間距應(yīng)在15～35m之間，但在實際應(yīng)用時，明顯小于一般建筑的安全規(guī)定等級。因此，具體施工時，相關(guān)部門要根據(jù)現(xiàn)場實際情況，確立勘察點的間距，保證鉆探的目標(biāo)地層可以反映區(qū)域內(nèi)部的土質(zhì)水平、垂直方面的情況以及地下水的實際情況。另外，由于高層建筑自身的特殊性，進行施工時，需要充分考慮即將建設(shè)的建筑物的實際情況，對荷載以及建筑物的邊角處展開勘測點控制。

4.1.4 壓縮試驗試樣加荷

地基沉降量是巖石工程勘察的重要數(shù)據(jù)之一，可以選擇分層總和法進行施工。在具體施工時，要計算各個土層的壓縮模量，根據(jù)計算結(jié)果計算相應(yīng)的壓力取值。

4.2 高層建筑巖石工程評價

4.2.1 樁側(cè)摩阻力

開展實際巖石工程時，需要充分考慮樁側(cè)摩阻力的影響，從而優(yōu)化其實際應(yīng)用效果，提升高層建筑質(zhì)量。液化土層的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)根據(jù)自身實際情況進行消減。而濕陷性黃土上單樁荷載力的計算，需要充分考慮樁側(cè)摩阻力的影響。具體施工時，需要注意土層的正常側(cè)摩阻力，以保證可以為工程實驗提供可靠數(shù)據(jù)，優(yōu)化整個勘察工作。

4.2.2 地基基礎(chǔ)方案

地基是高層建筑施工的關(guān)鍵，影響整個工程效率和效果。地基基礎(chǔ)的設(shè)計方案主要由結(jié)構(gòu)工程師決定?？辈靾蟾娉四転樵O(shè)計人員提供足夠的數(shù)據(jù)支撐，還可以為結(jié)構(gòu)工程師提供相關(guān)建議，進行結(jié)構(gòu)工程設(shè)計時，要根據(jù)實際施工情況，制定出經(jīng)濟合理的方案，進而推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

4.2.3 基坑支護

基坑支護是保證施工效果、提升整體建筑質(zhì)量的關(guān)鍵。進行基坑開挖和支護時，要以區(qū)域內(nèi)部的開挖深度和場地條件作為施工的主要依據(jù)，在開挖邊界內(nèi)，布置合理的勘察點，并充分考慮其布置的效果，同時，也要嚴(yán)格控制孔的深度。進行基坑支護時，要利用測試手段設(shè)計參數(shù)，優(yōu)化實際施工效果。例如：施工時，可以結(jié)合土層結(jié)構(gòu)和巖土性質(zhì)進行研究，計算出有效應(yīng)力的參數(shù)，利用地下水的分布特征分析地下水位對于建筑物的影響，并根據(jù)這些因素制定科學(xué)的支護方案，采取相應(yīng)的降水隔水措施，保證整個基坑支護工程的合理性和科學(xué)性。

4.2.4 地基的液化勢和濕陷性評價

樁基施工是保證實際應(yīng)用效果的關(guān)鍵。施工時，要根據(jù)自身實際情況逐漸加大液化勢的評價深度，要對每一層的液化勢進行評價，以保證在任何情況下，都能設(shè)計樁側(cè)阻力，優(yōu)化其實際使用效果。樁深達到15m時，可以采取靜探法、剪切波速法、標(biāo)貫判別法、三軸試驗法等方法進行評價。

4.3 優(yōu)化高層建筑巖石工程勘察的有效措施

高層建筑施工時，對建筑巖石工程勘察工作的要求較高，面臨的施工條件也較為復(fù)雜，需要進一步優(yōu)化巖土工程勘察工作。首先，相關(guān)部門要加大巖石工程勘察的監(jiān)督力度，確保工作人員具備較高的專業(yè)能力。其次，要不斷創(chuàng)新相關(guān)技術(shù)，運用先進技術(shù)和儀器設(shè)備，如超聲波檢測、紅外檢測等手段。最后，為保證最大程度發(fā)揮巖石工程勘察資料的價值，要注重資源共享，既可以降低自身工作難度，也能促進建筑工程的順利進行。

5 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和科技水平的提升，高層建筑的數(shù)量和規(guī)模顯著擴大，巖石工程勘察成為施工建設(shè)規(guī)范的重要條件，發(fā)揮著重要作用。因此，相關(guān)部門需明確規(guī)范勘察流程，深入分析施工機械性能，進一步優(yōu)化巖石工程勘察的實際效果。