摘要:隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)加快,高層建筑逐漸增多。相比傳統(tǒng)民用建筑,高層建筑在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工上遇到的問題及技術(shù)要求逐漸增加,要確保建筑主體的安全穩(wěn)固,需要事先做好高層建筑巖土工程勘察工作,嚴(yán)格遵循相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。文章就高層建筑巖土工程勘察工作的影響因素、要點(diǎn)以及相關(guān)思考進(jìn)行論述分析。

關(guān)鍵詞:高層建筑;巖土工程勘察;影響因素

1巖土工程勘察工作概述

1.1巖土工程勘察含義及作用

巖土工程勘察是一項(xiàng)根據(jù)工程建設(shè)需要,借助必要的儀器設(shè)備和勘察手段、方法對(duì)建設(shè)場(chǎng)地的地質(zhì)和環(huán)境特征、巖土工程條件、地下水等進(jìn)行勘測(cè),將勘察得到的信息進(jìn)行綜合整理、分析研究后匯編成勘察文件的工程活動(dòng)。巖土工程勘察工作應(yīng)在建設(shè)工程的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工前展開,目的是為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工方案的選擇提供可靠的地質(zhì)資料和建議。從具體層面上看,巖土工程勘察通過對(duì)建設(shè)工程場(chǎng)地穩(wěn)定性、地基穩(wěn)定性、地基巖土條件、地下水以及它們與工程之間的相互關(guān)系的調(diào)查、分析、研究,可以給工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工提出相應(yīng)建議和確定設(shè)計(jì)計(jì)算巖土參數(shù)。此外,經(jīng)巖土工程勘察而得出的巖土信息參數(shù)和建議,對(duì)提高建設(shè)工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量,監(jiān)督施工過程規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化具有指導(dǎo)作用,同時(shí)也可為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工提供質(zhì)量層面的指導(dǎo)和參考,從而有效降低基礎(chǔ)施工成本,確保建設(shè)工程達(dá)成施工質(zhì)量與施工安全的平衡。

1.2現(xiàn)階段巖土工程勘察實(shí)施現(xiàn)狀

巖土工程勘察需要嚴(yán)格的質(zhì)量保障,確?辈旃ぷ髋c地基基礎(chǔ)施工保持良好銜接。從當(dāng)前巖土工程勘察實(shí)施現(xiàn)狀看,主要問題表現(xiàn)在勘察成果應(yīng)用效果不高、勘察水平及質(zhì)量參差不齊等方面。問題產(chǎn)生的主要原因有兩個(gè)方面:(1)巖土工程勘察工作是為設(shè)計(jì)、施工服務(wù)的,勘察單位應(yīng)該與建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工單位保持密切協(xié)作和交流,充分了解他們對(duì)勘察工作的要求和期望,但當(dāng)前勘察、建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工單位在巖土工程勘察資料的獲取及應(yīng)用上并未充分共享,彼此之間交流少、協(xié)作性差,勘察成果應(yīng)用效果不高;(2)巖土工程勘察工作缺乏事先的工作提綱引導(dǎo),勘察針對(duì)性不強(qiáng),容易使勘察工作陷入無序狀態(tài),導(dǎo)致盲目勘察或勘察深度達(dá)不到要求。

2高層建筑巖土勘察工作成效的主要影響因素

2.1對(duì)高層建筑巖土工程勘察工作未給予充分重視

高層建筑建設(shè)中,建設(shè)單位及施工單位通常將關(guān)注焦點(diǎn)放在施工進(jìn)度及施工成本控制上,對(duì)基礎(chǔ)工程及必要的巖土工程勘察工作沒有充分重視。受此影響,建設(shè)、施工單位往往將高層建筑建設(shè)重點(diǎn)集中于施工過程物料管理及進(jìn)度管控上,對(duì)起到保障作用的巖土工程沒有深入剖析,進(jìn)而導(dǎo)致巖土工程勘察工作失于規(guī)范,給后續(xù)主體施工帶來不利影響。從勘察工作實(shí)踐看,一些高層建筑項(xiàng)目的建設(shè)單位將工程勘察工作交由勘察單位后,未及時(shí)對(duì)勘察過程進(jìn)行跟蹤,對(duì)勘察疏漏項(xiàng)做不到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和封堵,勘察工作缺乏針對(duì)性,很大程度上干擾了高層建筑巖土工程勘察工作的精度,制約了巖土工程勘察工作的實(shí)效。

2.2高層建筑巖土工程勘察工作過于隨意

為了趕工期,有的勘察單位在還沒有充分了解高層建筑特點(diǎn)、明確勘察任務(wù)要求,甚至沒有編制勘察大綱的情況下,就隨便叫幾個(gè)工人,組織幾臺(tái)鉆機(jī)進(jìn)場(chǎng)施工。高層建筑巖土工程勘察工作未得到充分重視,各項(xiàng)勘察工作在實(shí)施中流露出較強(qiáng)的隨意性,極大影響了勘察質(zhì)量及精度。此外,有的勘察單位對(duì)勘察成果的綜合分析過于隨意,提交的勘察成果報(bào)告要么內(nèi)容不全、缺乏針對(duì)性,要么提供的各項(xiàng)巖土參數(shù)指標(biāo)不符合技術(shù)規(guī)范或與當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)差異較大,無法滿足設(shè)計(jì)需要,對(duì)后續(xù)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工造成阻礙。

3高層建筑巖土工程勘察工作過程中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)

3.1合理布置勘探孔及控制孔深

(1)勘探孔的布置。高層建筑巖土工程勘察的勘探孔布置應(yīng)根據(jù)勘察任務(wù)要求、勘察等級(jí)、場(chǎng)地條件、建筑總平布置、高層建筑規(guī)模和結(jié)構(gòu)特征及勘察階段等進(jìn)行。布孔時(shí),應(yīng)把握如下要點(diǎn):第一,勘探孔的布置應(yīng)與現(xiàn)行勘察規(guī)范中相應(yīng)的勘察階段布孔規(guī)定相符;第二,勘探孔的布置應(yīng)能控制整個(gè)建筑場(chǎng)地,用最合理的勘探孔數(shù)達(dá)到勘察技術(shù)要求;第三,在可行性研究及初步勘察階段布置的勘探孔,應(yīng)考慮在詳細(xì)勘察階段也能利用;第四,在詳細(xì)勘察階段,應(yīng)根據(jù)高層建筑的平面形狀、荷載分布情況布置勘探孔,在形狀不規(guī)則或荷載差異較大地段,應(yīng)有勘探孔控制,對(duì)濕陷性黃土、膨脹土、紅黏土等特殊性巖土應(yīng)布置適量探井;第五,對(duì)高層建筑群,應(yīng)充分考慮相鄰高層建筑鉆孔的相互利用,以減少勘探孔數(shù)量。(2)勘探孔深度控制?碧姐@孔的目的是通過鉆探取芯鑒別、取樣試驗(yàn)、孔內(nèi)原位測(cè)試、水位量測(cè)等,以查明地基巖土層的類型、成因、分布范圍、工程特性,以及查明地下水的埋藏條件、類型、水位變化等,為分析評(píng)價(jià)地基的穩(wěn)定性、均勻性、承載力,確定基礎(chǔ)型式、基礎(chǔ)持力層,提供巖土設(shè)計(jì)參數(shù)最直接的第一手資料。在確定勘探孔深度時(shí),應(yīng)把握如下要點(diǎn):第一,應(yīng)事先搜集場(chǎng)地及鄰近場(chǎng)地已有的勘察資料,通過分析研究,預(yù)測(cè)高層建筑可能選用的基礎(chǔ)型式及持力層或事先與建設(shè)、設(shè)計(jì)單位溝通,了解他們選用基礎(chǔ)型式的意向,然后根據(jù)可能選用的基礎(chǔ)型式及持力層和場(chǎng)地地層,結(jié)合相關(guān)規(guī)范規(guī)定確定孔深;第二,勘探孔深度應(yīng)能滿足查明地層結(jié)構(gòu)、評(píng)價(jià)場(chǎng)地穩(wěn)定性、確定地基承載力和覆蓋層厚度、進(jìn)行變形計(jì)算等所需的深度要求;第三,高層建筑地下往往設(shè)置有地下室,基坑工程勘察應(yīng)與高層建筑勘察同步進(jìn)行,基坑鉆孔深度不宜小于基坑開挖深度的2倍,且應(yīng)穿過軟弱土層及飽和砂層。

3.2選擇適宜的原位測(cè)試方法

原位測(cè)試是獲取巖土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的重要手段之一,特別是在難以取得原狀土樣的地層更能發(fā)揮出它的優(yōu)勢(shì),能提供較準(zhǔn)確的有關(guān)參數(shù)供設(shè)計(jì)使用,如通過淺層、深層載荷試驗(yàn)可確定巖土承載力、天然地基和復(fù)合地基的變形模量、計(jì)算土的基床系數(shù)等。因此,在進(jìn)行高層建筑巖土工程勘察時(shí),應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)巖、土、水參數(shù)的要求、工程計(jì)算分析的需要、場(chǎng)地巖土條件、地區(qū)經(jīng)驗(yàn)、勘察施工條件等有針對(duì)性地選擇適宜的原位測(cè)試方法。常用的原位測(cè)試方法有標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)、淺層及深層載荷試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)剪切試驗(yàn)、波速測(cè)試、場(chǎng)地微振動(dòng)測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)抽(注)水試驗(yàn)等。

3.3選擇適宜的室內(nèi)試驗(yàn)項(xiàng)目及試驗(yàn)方法

室內(nèi)試驗(yàn)也是獲取巖土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的重要手段之一,但有別于一般工程的勘察,高層建筑勘察對(duì)室內(nèi)試驗(yàn)項(xiàng)目及試驗(yàn)方法有更嚴(yán)格和更高的要求,選用試驗(yàn)方法時(shí)需考慮的因素更多、更苛刻。如勘察等級(jí)為特級(jí)或甲級(jí)的高層建筑勘察,對(duì)地基承載力計(jì)算所需的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn),應(yīng)采用質(zhì)量等級(jí)為I級(jí)的土試樣進(jìn)行三軸壓縮試驗(yàn)。對(duì)飽和軟黏性土,應(yīng)對(duì)試樣在有效自重壓力預(yù)固結(jié)后再進(jìn)行試驗(yàn),經(jīng)過預(yù)壓固結(jié)的地基,可根據(jù)其固結(jié)程度采用固結(jié)不排水剪。因此,高層建筑巖土工程勘察中的室內(nèi)試驗(yàn)項(xiàng)目及試驗(yàn)方法應(yīng)根據(jù)工程要求、巖土試樣的原位應(yīng)力狀態(tài)、指標(biāo)用途、計(jì)算方法等綜合確定,使試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法有明確的目的性和針對(duì)性,并盡可能與工程實(shí)際一致。

3.4把握高層建筑巖土工程勘察評(píng)價(jià)的相關(guān)要點(diǎn)

對(duì)于高層建筑巖土工程勘察評(píng)價(jià),需注意如下要點(diǎn):(1)場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。高層建筑不僅層數(shù)高,而且涉及面廣,其破壞后果往往是很嚴(yán)重的。因此,應(yīng)在充分查明影響場(chǎng)地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用的基礎(chǔ)上,對(duì)場(chǎng)地的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià),即經(jīng)過勘察后,對(duì)場(chǎng)地能不能建造高層建筑,不能建造又是什么原因,影響建造高層建筑的不利因素有哪些,有何處理方法和措施建議等均應(yīng)作出正確的評(píng)價(jià)結(jié)論。如對(duì)抗震危險(xiǎn)地段或經(jīng)論證屬于崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的危險(xiǎn)地段,應(yīng)提醒建設(shè)單位不應(yīng)在這些危險(xiǎn)地段建造高層建筑;對(duì)抗震不利地段或存在有活動(dòng)地裂縫地段,應(yīng)提出避讓距離及采取的措施等。(2)基礎(chǔ)方案分析評(píng)價(jià)。基礎(chǔ)方案分析評(píng)價(jià)是巖土工程師在掌握?qǐng)龅氐墓こ痰刭|(zhì)、水文地質(zhì)及周邊環(huán)境條件,了解工程結(jié)構(gòu)類型、特點(diǎn)、荷載及變形要求,結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)高層建筑的基礎(chǔ)型式和持力層進(jìn)行分析,并提出建議,當(dāng)然也應(yīng)包括基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工所需的巖土參數(shù)。這是設(shè)計(jì)比較關(guān)注的焦點(diǎn)之一;A(chǔ)方案分析評(píng)價(jià)應(yīng)有針對(duì)性,且評(píng)價(jià)合理、正確,建議可行。(3)地下水評(píng)價(jià)。高層建筑往往設(shè)置有地下室,而其基坑的開挖、支護(hù)又不得不涉及地下水問題,地下水能否處理得當(dāng),是支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成功的基本條件,是影響側(cè)向荷載計(jì)算和地下室抗浮設(shè)計(jì)的重要指標(biāo),同時(shí)地下水也是影響基坑施工安全的重要因素之一。因此,應(yīng)查明場(chǎng)地水文地質(zhì)條件、地下水的性質(zhì),對(duì)地下水對(duì)工程建設(shè)可能帶來的影響進(jìn)行分析,提出治理措施和建議,提出合理的地下室抗浮設(shè)防水位建議。

4有效提高高層建筑巖土工程勘察工作成效的思考

(1)勘察前應(yīng)取得建設(shè)單位或設(shè)計(jì)單位出具的勘察任務(wù)書委托書和勘察技術(shù)要求(含建筑總平圖、工程的結(jié)構(gòu)類型、特點(diǎn)、荷載及變形要求、整平標(biāo)高等),對(duì)高層建筑巖土工程勘察工作的范圍、勘察內(nèi)容加以界定,明確勘察需要解決的巖土工程問題和勘察重點(diǎn)。(2)高層建筑巖土工程勘察工作往往項(xiàng)目繁多,技術(shù)難度大,任務(wù)量大,時(shí)間緊,場(chǎng)地施工條件復(fù)雜,為保質(zhì)保量按期完成勘察任務(wù),需在勘察工作開展前,對(duì)勘察工作進(jìn)行策劃、編制勘察工作大綱,對(duì)勘察工作布置、擬采用的勘察手段方法、需重點(diǎn)解決的巖土技術(shù)問題、人員及設(shè)備配置、工期安排、質(zhì)量和安全保障措施、勘察過程中可能遇到的問題及解決方案等作出詳盡安排,并在勘察工作開展前對(duì)所有施工人員進(jìn)行技術(shù)、安全交底,使之完全清楚勘察的任務(wù)要求。(3)領(lǐng)導(dǎo)重視,員工積極參與,形成人人講質(zhì)量、抓質(zhì)量的良好氛圍。(4)勘察過程中,實(shí)行事前指導(dǎo)、事中監(jiān)督檢查、事后驗(yàn)收的過程管理方法。(5)建立完善的勘察質(zhì)量管理體系,并按國(guó)家規(guī)定實(shí)行項(xiàng)目負(fù)責(zé)人勘察質(zhì)量終身負(fù)責(zé)制。(6)加強(qiáng)內(nèi)外部勘察技術(shù)交流,努力提高勘察水平。

5結(jié)束語(yǔ)

隨著高層建筑工程趨于增多,如何確保高層建筑主體結(jié)構(gòu)的安全及穩(wěn)定就愈顯重要。高層建筑巖土工程勘察作為工程設(shè)計(jì)、施工的先行官,應(yīng)圍繞工程設(shè)計(jì)、施工實(shí)際和工程特點(diǎn)開展勘察工作,制定科學(xué)合理的勘察方案,把握高層建筑巖土工程勘察的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和工作要點(diǎn),為工程設(shè)計(jì)、施工提供合理可靠的勘察資料,同時(shí)應(yīng)認(rèn)真總結(jié)勘察經(jīng)驗(yàn),不斷完善勘察方式方法,以確保高層建筑巖土工程勘察工作順利開展。

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