超高层建筑勘察中岩土工程的应用

摘 要：随着经济社会的快速发展,城市建设也取得了长足的发展,特别是近些年来城市中高层建筑像雨后春笋般拔地而起.高层建筑特点是荷载大,基础埋深大,并且通常基础的宽度大,多用桩基.岩土工程的勘察时工程建设中基础性的任务,特别是对高层建筑的岩土工程来说.

关 键 词：高层建筑；岩土工程勘察；应用

在工程建设中,岩土勘察是一项基础性的工作,对于高层建筑的岩土工程分析和评价更加重要,这是因为地基土的情况更加的复杂多变,建筑物尤其是高层建筑物基础的受力比较复杂,还有就是能否选择正确的基础方案对工程的造价会产生直接的影响,地基基础的方案又涉及到基础深浅,复合地基以及基础托换,业务面和知识面都很广泛.而如何选择一种既可以满足功能的需要又十分的经济合理,同时又能适应个各种限制性因素的基础方案酒显得十分重要.

1.工程概况

1.1某住宅小区一期工程建筑物包括主楼一栋42层的超高层建筑和4栋28层的高层建筑,此外还有其余主楼6栋,还有会所和商铺与低下车库等相关配套建筑.工程的重要性属于一级重要,施工场地的复杂程度为二级,地基复杂的程度为二级,岩土工程勘察的等级是甲等.

1.2岩土勘察报告

对该工程的岩土工程尽心勘察报告得知,位于勘探的深度之内揭露出的地基岩土体,主要是冲洪积作用下形成的粘土和粉质粘土以及闪长岩全风化层和闪长岩强风化层以及中风化的岩层.

2、该超高层建筑工程对于勘察的具体要求

超高层建筑通常有重心高和水平竖向荷载以及基础的埋深大的特点.所以,超高层建筑对地基的变形与承载力的控制需要更高的要求,我们需要结合实际情况来进行有效的勘察工作.

2.1变形和倾斜

对建筑基地纵横走向的岩土分布情况要进行有针对性的周高点检查,与此同时,还要提供相应变形的参数,以达到对变形验算的需要.

2.2建筑基地承载力

对基础底面下坚硬和软弱地层的厚度以及分布的情况和承载力进行重点的勘察.对于岩石地基来说,要重点对岩体完整性和岩石的坚硬和风华的程度,以及质量的等级进行重点的检查.

2.3深基坑开挖

因为超高层建筑基础埋深比较大,所以所需要的基坑开挖的深度也比较大,一定要针对深基坑的开挖过程在深度影响范围之内的地下水埋藏情况和岩土的分布以及力学特点进行重点勘察和科学的分析,以便于为各个侧边的地质模型和降水设计以及深基坑的支护提供可靠的相关参数.

2.4环保和抗震设计

一定要对基坑周围建筑和地下设施,管道渗漏和道路载重以及车辆进行详细地勘察,给基坑支护和降水设计所需要采用的施工检测和环保的措施提出比较科学的建议.在抗震的设计中,要对建筑物场地类别和地基地震效应等相关方面有效的进行合理分析和判断,为土层剖面和覆盖层厚度提供相关动力参数.

3.分析该工程超高层建筑勘察中岩土工程的应用

3.1勘察场地并且制定出正确方案

高层建筑工程建设中,岩土工程的勘察工作时一项基础性的工作,对于高程建筑来说,岩土工程勘察的科学合理的分析与评价工作更加的重要.首先就要对场地的适宜性和稳定性做出评价,之后还需要对是否产生液化来进行具体分析.此外,还需要对各个场地基土的岩石工程性质评价包括基础持力层的分析评价,天然的地基与桩基分析和评价等.其他现场发现的工程地质的问题比如溶洞和滑坡等,也要进行合理的分析评价.因为高层建筑的荷载较大,埋深度较深的特征,因此,勘察地基土的工作相当复杂,特别是对高层建筑而言.此外,选择出正确的基础性方案能够使工程造价减少.

目前,虽然最终基础设计的方案是由结构设计师进行决定,但是除了勘察报告中的数值标识之外,岩土工程师基于一些经验的认识和感知,从岩土工程的监督给的建议还有具有个人的独到之处,所以对于基础性方案的选择还是很必要的.同时,因为结构工程师都有自身的设计习惯,再加上每一种方案都会有施工上的难易度,以及环境的影响等各方面的优缺点,虽然最佳经济又合理的方案只有一个,但是在设计的时候,还要尽可能多建议制定几个方案.

3.2对施工底层的结构要进行深入勘察

为了能够满足基础类型的设计和选择的需求,一定要对施工底层结构和变化进行详细地掌握.首先是为了尽力满足掌握底层结构在纵横方面的变化需要,勘察点相互间的间距要尽可能的小,通常是15cm到35cm.其次就是勘察点深度要尽可能的深,通常建筑物基础深都要比压缩层深度要浅很多,因此为了方便计算,要有不能低于勘察孔总量的一般的控制孔的深度达到或者超过预想的压缩层的深度.此外,地质和水况的条件一定检查清楚,这是因为如果采用桩基时,基坑深度比较深,会给施工造成一定的问题,要让各个施工队在属于自己的作业区域布置好相关的设备.入岩段要进行打孔,并且钻得岩心,获取岩石的标本之后进行科学的判断,确定岩石面.以已经掌握的岩石规律和特点作为依据,对岩石面的标高的等高线图做科学合理的绘制,根据设计的深度对岩石深度进行控制,要通过小径深度钻入,防止造成质量上的隐患.

4、该工程超高层建筑勘察中岩土工程要注意的应用难点

超高层建筑岩土工程在勘察过程中出现的难点比较繁琐.遇见勘查情况较为复杂的时候,不能够仅仅局限在经济或者时间的因素上而不进行相应的调整,这对于高层建筑来说必将会留下工程的隐患.

4.1超高层建筑岩土工程勘察中的试样采集和地震效应的考虑

超高层建筑岩土工程勘查中,一个难点就是试样的采集以及比重实验参考,试样采集必须按照严格的规范操作要求.因为原样高度达不到和数量上的不足或者密封的不到位原因,导致土中含水量的散失.现实中有很多的勘察单位对于比重的试验并没有充分的重视,大多都是采用以往经验来取估计值,很少进行实际测量.在岩土工程勘察中,这种误差处在可以接受的范围内,但是检测如涉及到渗透流稳定研究等相关工程项目的时候,这就会造成严重的影响,甚至会出现很大错误的结论.对于岩土情况的勘察,仍然需要对地震效应进行充分的考虑.一些勘察的单位因为对人力和经济以及其他因素考虑,通常根据以往经验对覆盖层厚度和场地的类别进行判断,给工程抗震的造价带来十分坏的后果.除此之外,在处理地基之后,还要考虑剪切波速和地基土类别是否会发生改变.这在高层建筑岩土的工程评价中很少受到足够的重视程度,建筑单位对于这一点的考虑对于高层建筑的勘察来说十分的重要,必须给予充分重视.

4.2勘察点的复杂情况和地下水位的测量

首先要根据某一个地基的等级来进行仔细的勘察,对于已经采集到的高层建筑岩土的试样做分析评价的时候,检测如发现湿陷性土和盐渍土等特殊性的岩土,使得地基的等级发生了改变,导致勘察点之间的间距不和逻辑.所以在对高层建筑岩土工程进行勘察的时候,一定要做到充分负责.

其次是勘察点深度也是一个比较困难的问题.因为高层建筑基础结构的形式不尽相同,勘察的深度也不同,在工程的地质条件比较好的密实碎土区可以适当地减小深度,但是在那种多层框架结构以及较大高度的地下室,因为柱网柱荷载大和基础面积比较大甚至可能会采用桩基,这种情况下,问题会更加的复杂.

此外,对于地下水位的观测也是一个难点.在高层的建筑岩土工程的勘察中,地下水位的测量要求要每个勘察点在相同的时间进行测量.测量时,对时间也有相应的要求,最后一个钻孔完成24小时之后才可以进行.测量的时候,还要充分考虑周围地下水开采的情况.水位的测量要和钻孔的坐标和标高回测相互结合,要求的精度是±2厘米、检测如有任何的疏忽发生,就会造成测量的地下水位无法准确,这样就会对工程的施工带来无法预料的隐患和麻烦.

5.结语

对于超高层建筑勘察中,岩土工程勘察的工作量比较大,工作的内容也比较繁杂.在实际的勘察中,根据场地位置和建筑的规模,底层的结构和设计上的要求等各个方面的要求,所需要采取的勘察方法也会不尽相同,甚至存在很大的差异.所以,有必要加强对超高层建筑勘察中岩土工程的应用研究,以方便能够更加高效的开展岩土工程的勘察工作,保证超高层建筑的勘察水平能够不断的进步和提高.