巖土工程勘察勘探孔布置及深度確定

朱金麟，涂俊宇

勘探孔布置和深度確定是巖土工程勘察中非常重要的一環(huán)，也是提高勘察技術(shù)工作質(zhì)量的需要。在巖土工程勘察階段，通過根據(jù)規(guī)范縮短勘探孔之間的距離，加深勘察點深度的方式來了解現(xiàn)場施工環(huán)境是不可取的，既增加了勘探工作量和勘探工作的周期，也降低了技術(shù)工作布置的科學(xué)性?？碧娇椎牟贾瞄g距和勘探孔深度與場地土層分布特性密切相關(guān)，勘探孔的合理布置決定場地土層的完整性，而勘探孔深度的合理確定能夠在探明地基土層情況下減少勘察工作量。因此，勘探孔布置間距和勘探孔深度應(yīng)共同發(fā)揮作用，以查明建設(shè)場地的地質(zhì)情況。

1 高層建筑的相關(guān)概述

1.1 高層建筑結(jié)構(gòu)類型選擇概述

高層建筑設(shè)計過程中，需針對其實用性進行綜合性考慮，運用平立面方式體現(xiàn)出建筑和周圍環(huán)境之間的協(xié)調(diào)，展現(xiàn)出設(shè)計效果獨特性。在高層結(jié)構(gòu)進行選型過程中，平面形式的不規(guī)則性會增加后續(xù)設(shè)計難度，需綜合考慮經(jīng)濟因素、技術(shù)因素、施工難度、后期維護等，將長期需求和長期效益作為主要參考，避免出現(xiàn)設(shè)計與實際情況不符的問題，防止其產(chǎn)生不良影響或者是出現(xiàn)資源浪費。對于高層建筑結(jié)構(gòu)類型來講，不僅決定結(jié)構(gòu)設(shè)計是否能夠達(dá)到較好效果，也與結(jié)構(gòu)美觀性、實用性、經(jīng)濟性之間聯(lián)系十分緊密。結(jié)合力學(xué)概念分析可知，由于高層建筑類似于懸臂構(gòu)件，因此與低層結(jié)構(gòu)相比，水平荷載產(chǎn)生的位移影響更大，荷載和地震結(jié)構(gòu)發(fā)生作用是位移出現(xiàn)的主要原因。在結(jié)構(gòu)高度不斷增高時，位移也會明顯增加，進而出現(xiàn)使用問題與舒適性問題。因此進行結(jié)構(gòu)類型選擇時，不僅需使用規(guī)范結(jié)構(gòu)側(cè)移，也要保證結(jié)構(gòu)抗側(cè)力。

1.2 高層建筑施工特點

總體而言，高層建筑結(jié)構(gòu)施工具有環(huán)節(jié)多、工程量大、地基深、周期長、技術(shù)要求高等特點。具體來看，施工環(huán)節(jié)的這些特點是由高層建筑的本質(zhì)特征決定的。高層建筑相比普通建筑具有更多的樓層，使得施工的流程較多，而各個施工流程中又存在諸多施工環(huán)節(jié)，這就使得整體建設(shè)的施工環(huán)節(jié)增多；在工程量方面，由于高層建筑結(jié)構(gòu)施工復(fù)雜性較高，施工流程也比較煩瑣，涉及大量的工程項目，部分項目需要同時開展，所以，高層建筑結(jié)構(gòu)施工具有較大的工程量；從高層建筑地基埋藏施工角度來進行分析，高層建筑的高度使其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性相對較差，而為了使建筑基礎(chǔ)穩(wěn)固持久，技術(shù)人員需要合理設(shè)置地基深度，從而為高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性提供保障。立足于高層建筑施工實際情況進行研究可知，高層建筑施工的復(fù)雜性及其龐大的建設(shè)規(guī)模使其施工時間較長，即使是比較簡單的高層施工，至少也要花費兩年的時間才能完成。在結(jié)構(gòu)要求方面，高層建筑結(jié)構(gòu)施工通常需要綜合運用多種相關(guān)施工技術(shù)，所以在施工過程中，工作人員應(yīng)重視預(yù)制模板技術(shù)、地基基礎(chǔ)施工技術(shù)、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)等應(yīng)用，從而確保建筑結(jié)構(gòu)施工的高效完成。

2 巖土勘察工程的意義分析

巖土勘察工程通過采用勘探技術(shù)，分析和評價高層建筑施工現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)境特點以及巖土工程條件，所涉及的專業(yè)范圍較廣，結(jié)合了水文、巖土力學(xué)、地質(zhì)學(xué)、工程學(xué)以及環(huán)境學(xué)等，是一項對于專業(yè)技術(shù)要求較高的項目。巖土勘察工程所采用的勘察技術(shù)手段和設(shè)備不斷升級，從而獲取更加全面、真實的地質(zhì)資料，能夠有效解決傳統(tǒng)工程設(shè)計方案中存在的問題。高層建筑對于地基地質(zhì)情況要求較為嚴(yán)格，所以在工程設(shè)計階段必須以真實詳盡的地質(zhì)資料作為基礎(chǔ)，才能夠明確工程現(xiàn)場的地質(zhì)真實情況，以此為基礎(chǔ)設(shè)計工程地基處理方式，從而提高工程地基質(zhì)量，防止工程地基后續(xù)出現(xiàn)質(zhì)量問題。巖土勘察工程在高層建筑施工前期發(fā)揮著重要的作用，能夠有效獲取真實完善的地質(zhì)資料，對于優(yōu)化施工設(shè)計方案、提高施工質(zhì)量以及降低施工成本等都具有重要意義，是高層建筑工程施工建設(shè)的重要指導(dǎo)，所以必須重視巖土勘察工程，最大程度發(fā)揮出巖土勘察工程的意義。

3 高層建筑巖土工程勘察工作的影響因素

3.1 勘察方案規(guī)劃不合理

靈活性是高層建筑巖土工程勘察方案應(yīng)具備的第一要義，我國巖土地質(zhì)具有復(fù)雜多樣的特點，巖土勘察過程中遇到的地形地質(zhì)條件也存在一定差異，套用定性巖土勘察方案并不能起到良好的勘察效果，甚至還會出現(xiàn)勘察結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。在巖土工程勘察前，施工單位會提前制定勘探孔深度標(biāo)準(zhǔn)，如在勘察過程中遇到差異性土層，原定勘探深度就不能發(fā)揮最佳勘探效果，以致高層建筑巖土工程勘察工作受到影響。

3.2 地基穩(wěn)定性評價不準(zhǔn)確

我國現(xiàn)存高層建筑巖土工程勘察報告，普遍存在結(jié)論針對性不強、評價不明確的現(xiàn)象。由于缺乏詳細(xì)參考，我國巖土工程勘察多以定性評價來描述地基穩(wěn)定性，這樣籠統(tǒng)性的整體評價并不能為后續(xù)勘察或建筑施工提供有效依據(jù)，也讓我國高層建筑巖土工程勘察工作發(fā)展十分受限。

3.3 協(xié)調(diào)不夠充分

在進行地基處理和巖土工程勘察工作的時候，需要諸多單位和部門的參與，只要各單位和部門之間協(xié)調(diào)配合，才能有效提高地基處理和巖土工程勘察的效率和質(zhì)量，保障建筑工程的經(jīng)濟效益和社會效益。但就目前而言，各單位和部門在進行地基處理和巖土工程勘察的時候并沒有建立起有效的溝通和協(xié)作，特別是在數(shù)據(jù)分析和共享上存在諸多不足，這嚴(yán)重阻礙了工程項目的有序開展。

3.4 忽視環(huán)境影響

不管是地基處理，還是巖土工程勘察，都和建筑工程場地周圍的環(huán)境有著非常緊密的聯(lián)系，同時會受到各種自然因素的影響。在氣候或地形比較復(fù)雜時候，勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性將會受到一定程度的影響。而部分施工單位沒有意識到環(huán)境對這兩項工作的影響，導(dǎo)致實際效果和設(shè)計效果存在較大偏差。

3.5 工作脫節(jié)問題

目前部分從事地基處理和巖土工程勘察工作的人員并不具備豐富的相關(guān)經(jīng)驗和知識，對地形問題缺乏全面的掌握和深刻的理解，在進行地基處理和巖土工程勘察的時候，容易出現(xiàn)脫節(jié)的現(xiàn)象，這不僅會嚴(yán)重影響施工的效率和質(zhì)量，還會造成資源的浪費，破壞工程的經(jīng)濟效益。

4 高層建筑巖土工程勘察勘探孔布置及深度確定

4.1 天然地基勘探孔深度

對于場地內(nèi)門衛(wèi)室、垃圾房等設(shè)備用房以及荷載小、對變形要求不高的建（構(gòu)）筑物，常采用天然地基；經(jīng)過地基處理的人工地基，如預(yù)壓地基、換填地基、壓實地基、注漿加固地基，同樣按天然地基考慮。對于采用天然地基，高層建筑控制性勘探孔深度應(yīng)大于天然地基壓縮層深度。天然地基壓縮層深度可由上一章節(jié)的方法來確定，按地基壓縮層計算得到控制性勘探孔深度基本上能夠滿足地基變形驗算要求。一般勘探孔深度為基礎(chǔ)埋置深度和0.5倍～1.0倍基礎(chǔ)寬度的和，并且應(yīng)滿足小于2/3壓縮層厚度，土較軟情況下取大值，同時應(yīng)保證孔深已達(dá)到穩(wěn)定地層。

4.2 基坑勘探孔深度

當(dāng)基坑開挖深度大于3m 時，應(yīng)進行基坑工程勘察工作。一般基坑工程通?？紤]上部建（構(gòu)）筑物，深基坑和純外擴地下室基坑工程需考慮抗浮，應(yīng)采取抗浮措施，抗浮樁或抗浮錨桿長度一般為10m ～15m。因而勘探孔深度的確定應(yīng)依據(jù)設(shè)計對抗浮力的要求來綜合確定?；涌碧娇咨疃葢?yīng)滿足基坑支護體系和工程降水設(shè)計的要求，主要涉及基坑邊坡整體穩(wěn)定性、支檔結(jié)構(gòu)嵌固穩(wěn)定性、地下水滲透穩(wěn)定性、坑底隆起穩(wěn)定性等驗算。基坑勘探孔深度按2 倍基坑深度確定可滿足要求，但在一些軟土地區(qū)，需要布置大角度錨索需要區(qū)別對待。因此，需要比較各種情況，最后按最不利條件確定基坑勘探孔深度。

5 高層建筑巖土工程勘察勘探建議

5.1 巖土勘察工作內(nèi)容的明確

首先，需要結(jié)合勘察場地的工程路線、地質(zhì)情況、水文條件以及周圍的工程建設(shè)情況，進行詳細(xì)化研究與分析。如果在此過程中發(fā)現(xiàn)了任何不合理的問題，都需要進行詳細(xì)化的信息登記。此方式的有效運用，可以為后期相關(guān)工作的順利開展奠定良好基礎(chǔ)。其次，針對前期所查詢的相關(guān)信息，結(jié)合水文特征、工程周圍的具體情況，進行信息整理。在部分要求較高的施工場所中，還應(yīng)該對信息進行評價和總結(jié)。結(jié)合相關(guān)研究情況，完成信息的利弊分析情況。如果發(fā)現(xiàn)其中存在著劣勢巖土的問題，應(yīng)該制定科學(xué)化解決對策，對其進行提前防控。結(jié)合水文特征方面的信息，確定其中是否存在著地下水。按照工程的具體需求，做好相應(yīng)的預(yù)防工作。如果在后期工作中發(fā)現(xiàn)其中存在著相關(guān)的問題，則可以結(jié)合前期制定的方案進行提前預(yù)防和解決，促進整個施工工作的順利開展，減少不必要時間的浪費，從而達(dá)到提升施工效率的目標(biāo)。再次，則需要考慮到沿線建筑物、其他方面的建筑工程對高層建筑施工工作產(chǎn)生的影響。完成相關(guān)的考察工作之后，確定其是否會對本次工程的開展產(chǎn)生影響，查看其具體使用價值，改善施工方案。從巖土勘測的目標(biāo)來看，主要是為了查明周圍地區(qū)的施工場地和地質(zhì)環(huán)境是否會對正常的施工作業(yè)產(chǎn)生影響，為地基穩(wěn)定性的提升和工程順利建設(shè)提供必要的條件。最后，則需要施工人員結(jié)合自己的工作經(jīng)驗、施工場地的相關(guān)條件，制定巖土勘察標(biāo)準(zhǔn)和要求。在標(biāo)準(zhǔn)的制定方面，應(yīng)該盡可能讓其具備較為明顯的全面性、完整性和真實性。在巖土勘察要求方面，則是應(yīng)該嚴(yán)格要求施工人員的行為，明確設(shè)備的使用規(guī)范。在具體操作過程中，還應(yīng)該嚴(yán)格按照工程建設(shè)要求和國家部門的要求完成整個工作內(nèi)容。

5.2 加強部門之間協(xié)調(diào)性

在進行地基處理和巖土工程勘察的時候，相關(guān)單位需要加強部門以及單位之間的溝通和協(xié)作，同時要對工作進程進行嚴(yán)格的把控。要確保地基處理和巖土工程勘察工作的連續(xù)性，以保障建筑工程的經(jīng)濟效益和社會效益。除此之外，信息技術(shù)的發(fā)展為部門之間的高效協(xié)調(diào)配合提供了更多的可能性，所以相關(guān)單位應(yīng)該積極通過信息技術(shù)，建立健全相應(yīng)的交流溝通平臺。同時要對各部門的責(zé)權(quán)進行明確細(xì)致的劃分，在具體開展工作時，對問題進行針對性的研究和處理。

5.3 高層建筑中的地質(zhì)勘察技術(shù)

（1）全球定位技術(shù)。全球定位技術(shù)簡稱為GPS，主要就是借助衛(wèi)星對測量目的地或者接收機的具體位置信息或相應(yīng)距離進行定位，能夠?qū)崟r獲取相關(guān)定位信息和數(shù)據(jù)。目前，全球定位技術(shù)在高層建筑地質(zhì)勘察工作中應(yīng)用十分廣泛，且操作便捷，工作效率較高，通過該技術(shù)在高層建筑工程中的實踐應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對施工現(xiàn)場的精準(zhǔn)定位，并能將其明確地標(biāo)注出來。與此同時，還能對施工現(xiàn)場、周邊地質(zhì)環(huán)境以及地形地貌等因素進行觀測和定位，為施工規(guī)劃提供客觀的參考依據(jù)，在地質(zhì)勘察工作中，通過全球定位技術(shù)的實踐應(yīng)用，還能實現(xiàn)長期性勘查，相比于傳統(tǒng)的地質(zhì)勘查技術(shù)，全球定位技術(shù)具有更高的精準(zhǔn)度，且操作也比較簡單便捷，勘察工作效率更高，優(yōu)勢顯著。目前，全球定位技術(shù)已逐漸成為高層建筑地質(zhì)勘察工作當(dāng)中的主要技術(shù)之一，在對該技術(shù)進行應(yīng)用的過程中，相關(guān)工作人員必須要對其有充分的認(rèn)識和了解，同時還要按照具體的要求和規(guī)范合理操作，必要情況下，還要能夠與其他技術(shù)進行相互配合，在多種技的共同應(yīng)用之下，提高勘察工作質(zhì)量和效果，為高層建筑工程施工提供便利條件。

（2）鉆探地質(zhì)勘查技術(shù)。該技術(shù)在當(dāng)前的高層建筑工程地質(zhì)勘查工作中應(yīng)用也比較普遍，其最突出的優(yōu)勢在于直觀性較強，方便快捷，能夠在短時間內(nèi)獲取高層建筑工程的相關(guān)信息。在對鉆探地質(zhì)勘察技術(shù)進行應(yīng)用的過程中，還能深入分析高層建筑地質(zhì)構(gòu)造。對周邊沿土層性質(zhì)進行詳細(xì)分析，與此同時，還能對建筑最佳持力層位置進行精準(zhǔn)定位，在第一時間消除地質(zhì)層結(jié)構(gòu)當(dāng)中的非穩(wěn)定性因素。以免對建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成不良影響。此外，通過鉆探勘察技術(shù)的實踐應(yīng)用，還能全面深入地了解地下水情況，如地下水的流動情況，及時發(fā)現(xiàn)地質(zhì)當(dāng)中存在的安全隱患問題，以免對建筑質(zhì)量造成影響。

5.4 地基處理技術(shù)

（1）砂石樁法處理地基。砂石渣土樁的基礎(chǔ)地基防水處理施工技術(shù)必須能夠充分保證石樁地基的結(jié)構(gòu)總體受力強度與其結(jié)構(gòu)密實性，且該類型的地基主體結(jié)構(gòu)必須具有較大的地基抗剪應(yīng)力和抗拉強度。這種高度機械化施工操作處理模式不僅屬于結(jié)構(gòu)高層建筑物的復(fù)合結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)施工處理工作中重要的組成部分，而且它們也是高層建筑物結(jié)構(gòu)高層復(fù)合地基基礎(chǔ)施工中不可或缺的一種重點復(fù)合地基施工處理。

（2）IFCO 法處理地基。IFCO 法的基層處理是企業(yè)采取強制性建筑地基地基層固結(jié)處理技術(shù)，在企業(yè)進行建筑地基基層建設(shè)和基礎(chǔ)施工的整個過程當(dāng)中，安裝了與其相對應(yīng)的基層壓力系統(tǒng)，對土基地層以下固體水位的自動流向方式進行了自動轉(zhuǎn)變，保證地下水流不僅能夠直接從土基地層下方深入或流至其他地層下，同時還根據(jù)自身具體情況和實際需要，通過設(shè)計建立一套相對完善的基層地下排水處理系統(tǒng)，將原來的淤積土壤和埋在地基當(dāng)中的多余淤積水分完全排除。良好的混凝地基建筑排水系統(tǒng)不僅能夠大大提高建筑排水系統(tǒng)的工作效率，同時能夠大幅減少建筑地基的長期固結(jié)性和周期損耗。此外，使用這種粉煤灰基層回填固結(jié)技術(shù)也可以大大提高硬化地基工作運動原理穩(wěn)定性和使用安全性。

（3）高壓噴射注漿處理技術(shù)。高壓噴射注漿處理技術(shù)在高壓噴射土體處理過程中比較常用，如果用鉆頭在指定位置鉆孔，只需要加固土層，如土層、粉質(zhì)粘土等，就在指定位置埋設(shè)水泥管，利用壓力設(shè)備將水泥材料在壓力下混合，當(dāng)其到達(dá)沖擊土壤上的土壤位置時，土壤將與地基充分結(jié)合，因此，在材料固化之前，要形成一個質(zhì)量和固體復(fù)合地基，該技術(shù)可在加固建筑物地基時使用，為了提高結(jié)構(gòu)本身的強度，也能為后續(xù)工程的順利進行打下堅實的基礎(chǔ)。

5.5 提高施工人員的操作水平

建筑施工工作的質(zhì)量和技術(shù)應(yīng)用效率受到施工人員的能力水平的影響較大。因此，為了提高建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)用的有效性，建設(shè)單位應(yīng)該就本單位工作人員的能力水平進行調(diào)查，在把握施工人員能力素質(zhì)情況的前提下，結(jié)合施工人員的工作問題采取措施，在充分解決員工自身問題的基礎(chǔ)上提高人員的工作能力，從而促進施工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)化。具體來看，建設(shè)單位一方面應(yīng)該加強對施工人員的職業(yè)道德教育和技術(shù)操作培訓(xùn)，定期開展相關(guān)的教育講座并制訂科學(xué)的定期培訓(xùn)計劃，從而不斷提升施工人員的能力素質(zhì)；另一方面，建設(shè)單位應(yīng)該建設(shè)完善的施工管理制度和獎罰機制，從而促使施工人員從主觀上愿意提升自身的技術(shù)操作能力，即在提高員工工作熱情的前提下實現(xiàn)其能力的提升，從而有效加強整體施工團隊的技術(shù)操作水平。

5.6 安排布置工作

場地條件的差異導(dǎo)致深基坑巖土工程勘察的深度和范圍都存在一定的差異。通常來說，勘察深度必須是開挖深度的兩倍或三倍。在深基坑開挖期間遇到碎石土與巖層時，工作人員可以按照巖土的實際種類來適當(dāng)調(diào)整深基坑的開挖深度。在測量過程中，平面范圍必須是開挖深度的一倍到兩倍。當(dāng)開挖區(qū)域處于深厚的軟土層時，工作人員可以適當(dāng)擴大測量范圍，并且增加測量深度。在軟土地區(qū)開展勘測工作時，勘探孔應(yīng)穿越軟土層。現(xiàn)階段，我國建筑行業(yè)所使用的巖土工程勘察方法多種多樣，其中較為常用的是鉆探法和靜觸法。

5.7 附近環(huán)境分析

在開展巖土勘察工作時，深基坑附近的環(huán)境狀態(tài)與深基坑工程施工之間有著密切的聯(lián)系，工作人員必須深入分析和研究環(huán)境因素。調(diào)查分析深基坑附近的環(huán)境，不僅有利于提高深基坑邊坡的可靠性，還能夠保證巖土工程勘察的順利進行。地層分布和地層結(jié)構(gòu)都具有良好的延伸性，因此工作人員必須充分了解深基坑附近的環(huán)境情況，必須詳細(xì)分析深基坑附近的巖土風(fēng)化狀態(tài)與抗軟化能力，從而精準(zhǔn)預(yù)測深基坑工程所在位置的巖土情況，保證深基坑工程施工方案的合理性。另外，深入勘察深基坑附近的環(huán)境，有利于工作人員判斷深基坑支護結(jié)構(gòu)在周圍水土壓力的作用下是否會產(chǎn)生變形，從而保證深基坑支護結(jié)構(gòu)的可靠性。

6 結(jié)語

總而言之，全面闡述高層建筑巖土勘察工作的目的、意義及要點，并對高層建筑地基處理進行分析，介紹幾項常用的地基處理技術(shù)，希望能夠?qū)ξ覈邔咏ㄖ┕そㄔO(shè)起到一定的借鑒和幫助作用，從而全面提高工程建設(shè)質(zhì)量，并促進地基處理技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展。