高層建筑巖土工程勘察重點難點

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摘要：近年來，我國現代化水平的提高推動了工業和傳統制造業的快速發展。在建筑工程施工領域，各類先進施工技術和裝備的普及應用在提升施工效率的同時，也將建筑施工作業的范圍和適應性進一步擴大。在高層建筑施工工序和環節中，巖土勘察是較為重要的環節之一。其能夠準確衡量建筑物在施工周期中的整體安全性和經濟性指標，并為高層建筑的建設成本進行預先評估。高層建筑的巖土工程勘察工作相比多層建筑更加繁瑣，要求和標準也都有所升高。本文結合現階段高層建筑施工過程中的巖土工程勘察重點及關鍵技術進行深入的研究與分析，并結合實際應用現狀，探索巖土工程勘察效果的提升路徑及相關技術的發展空間。希望以此為相關研究和高層建筑的實際建設施工帶來一定幫助。

關鍵詞：建筑工程勘察；巖土工程；高層建筑；施工工藝

1引言

建筑工程項目的施工建設周期通常較長，建設過程中，從前期的設計勘察到后期的實際施工建設，再到最后的交付驗收使用都需要嚴格貫徹和落實科學嚴謹的建筑施工和管理理念，并遵循規范化的操作流程展開具體的施工工作。在高層建筑的施工過程中，由于建筑整體高度較高，在地基和樁基礎的建設時需要特別關注施工方案的合理性。以此保證在后續的施工和使用時足夠安全。為了保證高層建筑物的整體結構強度和地基的穩定性，需要在施工之前針對建筑項目周邊的地質環境進行詳細、深入、全面的考察。這時，巖土工程勘察的結論和數據指標就能夠為施工方案的設計和制定帶來真實的參考依據。雖然巖土工程勘察并不屬于建筑工程建設中的直接環節，但其勘察結果的全面性和準確程度將直接影響后續施工的安全性和效果。為此，針對高層建筑物施工前期準備階段的巖土工程勘察效果進行研究，將具有較高的現實意義。巖土工程勘察的結果會受到勘查方式及數據采集和分析方法的影響。現將重點針對巖土工程勘察時的重點難點，關鍵性技術和指標分析工作展開探討，全面提升勘察質量。

2巖土工程勘察的重點

2.1合理確定鉆孔深度

巖土工程勘察過程中，為了更加直接的了解建筑工程地基的真實情況并對周邊地質環境進行數據采集和分析，需要在特定位置進行鉆孔探測。具體來說，勘察工作進行時，需要用到筏基后箱基等基礎類型來間接獲取地下環境的數據。勘察孔的深度必須要超過壓縮層的下限指標。為了保證勘測數據的客觀和真實，鉆孔深度的確定要考慮到受力層的良好控制作用并以施工難度較小為前提要求。計算鉆孔深度的過程中，需要結合勘察孔深度、土層壓縮系數、基礎埋深數值、基礎寬度及基礎壓力系數等作為基本參考指標，并結合工程的實際建設標準和高層建筑的初步建設方案確定具體的鉆孔深度。在得出計算結果后，還需結合施工的難易程度及鉆孔設備可達到的最大鉆孔深度進行適當調整，進而確定最終的實際鉆孔方案。開展勘察工作時選用的樁基和墩基，與其對應的勘察孔的鉆孔深度應達到壓縮層所在位置。通常情況下的孔深應深入持力層以下四米左右位置。由于決定鉆孔勘察深度的主要因素集中在基礎埋深、壓縮層深度和預計長度這三個指標中，在確定預估的基礎埋深數據時，需利用以上三個標準參數中的已知量，利用數據分析工具對其他未知量進行推測和計算。壓縮層深度在地基規范和施工規范中都有不同的標準和計算方式，但在實際應用計算時選取的基本都是寬度參數。而為了保證計算的客觀和科學性，還需結合實際荷載的大小及建筑項目附近既有建筑的基本狀況測算和評估地質環境所對應的樁長和樁分布情況，并完成相應的預估和施工方案設計。在實際應用過程中，上述方法的科學性和準確度容易受到環境因素的影響或參數類型的選取變化而產生較大偏差。另一種更加穩定、可靠的方式是結合應力數據對鉆孔深度進行控制基礎上的測算。計算過程中需要對以下幾項關鍵系數和指標格外留意。首先，由于高層建筑的地基建設深度較深，經常受到地下水的浮力影響。地下水浮力會消減附加壓力的數值，而如果土層本身位于水位線以下，在對土層的重力進行力學分析計算時就應當充分考慮到地下水浮力對其造成的影響。其次，樁平面以下土層厚度的計算要結合布樁方式進行差異化的核定和方案調整。如果施工地點的地基條件較為復雜時，應該以完成加固后的土體傘力產生的影響范圍作為參照標準。最后，在確定建筑基礎應力指標的相關數據時，應以建筑水平面的幾何中心點作為相對中心和基準點進行測算。

2.2鉆孔的孔間距設計

高層建筑物的地基勘探在設置點位時，其平均距離應當比其他普通建筑的更小，也就是說，探測點應更加密集。勘察點與點之間的距離應選取15至35米較為適宜。鉆孔時的孔間距設定需結合現場施工標準及施工工藝和設備的選取情況而做綜合考慮。應本著使目標層可以真實反映地基土質在水平和豎直方向上的真實情況為基本原則。此外，還需考慮到地下水對于地基整體狀況衡量的影響。在地面的施工范圍內進行建筑物邊角和荷載勘察點的設定和測量過程中，孔徑的設置大小需要結合具體施工條件和參數進行適當的拉伸或縮小。一般的高層建筑施工地點的地層結構較為簡單，憑借豐富的施工經驗可在某一固定位置布設少量的勘察孔位。這種情況下的孔距可以超出規定范圍的最大值，即大于35米。在孔距不變的情況下，還可對地層進行物理探查，如果結果符合相關建設施工的規范和要求時，可以不對孔距進行調整。另外，國外相關研究和大量的建設施工經驗表明，當地層條件足夠理想時鉆孔間距的最大值甚至可以設為50米左右。

3巖土工程勘察的難點

3.1地質環境復雜，水位測量難度大

高層建筑的巖土工程勘察主要集中在對地質環境及地基建造條件的客觀評價。如果巖土和土層中存在鹽漬和濕陷性土質，將導致地基的建設效果大受影響。嚴重的還會降低高層建筑的地基穩固程度。用于收集地質數據的各勘察點之間內在的距離與邏輯關系也會對勘察指標的準確性造成較大影響。為此，相關技術人員必須在勘查過程中對全階段的勘察數據采集、處理和分析進行監管，確保勘察過程全程的科學性和標準化程度。在測量地下水水位及分布情況時，需保證多個勘察點位同時進行測量，以避免時間差距過大地下水位發生明顯變化。測量的時間間隔也要按照嚴格的要求和標準執行，地下水位的測量需在鉆孔結束后的24小時內完成。進而保證地下水位的真實狀況最接近理想化的勘察標準。水位測量過程中需綜合同標高及鉆孔坐標的組合方式，合理控制測量誤差。高層建筑地下水位測量誤差應控制在兩厘米以內。地下水測量環節的疏漏和偏差將會引起后續施工過程中的諸多不便。

3.2試樣采集和地震效應的影響

巖土勘察中的試樣采集和分析同樣是工程主體任務中難度較大的環節。為了保證勘測結果最接近真實情況，需嚴格按照實驗室化驗的標準，對試樣進行采集和保存。實踐過程中經常出現采集到的試樣還原程度不高，密封性差或數量不足，導致土層中的水分流失，化驗分析的結果與實際巖土的狀況存在較大誤差。結合目前的實際勘察過程來看，大多數負責勘察施工的單位和企業在試樣采集和后續的比重實驗上的投入明顯不足。勘察時甚至通過經驗估值法完成相關指標的判定，很少采取實測方式。即便在巖土工程勘察時，小部分的誤差處于可接受范圍內，但如果這部分指標涉及到了滲透流穩定分析工程，則必然會對地基的整體穩定性和地下水流對建筑基礎帶來的影響造成誤判，使巖土工程勘察的整體客觀性和科學性下降。此外，巖土勘察時要充分考慮到地震效應的影響。高層建筑對于抗震等級要求較高，相應的地基建設和巖土勘察也需結合地基類別和剪切波速等參數類型進行綜合評定。

4結束語

通過本文對于高層建筑項目中巖土工程勘察過程的重點和難點問題的分析與探討，進一步明確了巖土工程勘察結果對于建筑施工方案制定的重要意義。勘察過程中需要對孔深，孔間距進行反復核實，并結合勘察地點周邊的地質環境和水文條件確定安全性最好，可行度最高的施工方案。另外，還要充分考慮到數據采集過程的精確度，全面保證勘察工作的質量和效率。參與勘查工作的相關技術人員還要積極總結勘察工作中處理重點和難點問題的解決思路與對策，以此促進巖土工程勘察的技術發展和效果提升。

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作者:王盼偉 單位:黑龍江省煤田地質研究院