高层建筑岩土工程勘察重点难点

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摘要：近年来，我国现代化水平的提高推动了工业和传统制造业的快速发展。在建筑工程施工领域，各类先进施工技术和装备的普及应用在提升施工效率的同时，也将建筑施工作业的范围和适应性进一步扩大。在高层建筑施工工序和环节中，岩土勘察是较为重要的环节之一。其能够准确衡量建筑物在施工周期中的整体安全性和经济性指标，并为高层建筑的建设成本进行预先评估。高层建筑的岩土工程勘察工作相比多层建筑更加繁琐，要求和标准也都有所升高。本文结合现阶段高层建筑施工过程中的岩土工程勘察重点及关键技术进行深入的研究与分析，并结合实际应用现状，探索岩土工程勘察效果的提升路径及相关技术的发展空间。希望以此为相关研究和高层建筑的实际建设施工带来一定帮助。

关键词：建筑工程勘察；岩土工程；高层建筑；施工工艺

1引言

建筑工程项目的施工建设周期通常较长，建设过程中，从前期的设计勘察到后期的实际施工建设，再到最后的交付验收使用都需要严格贯彻和落实科学严谨的建筑施工和管理理念，并遵循规范化的操作流程展开具体的施工工作。在高层建筑的施工过程中，由于建筑整体高度较高，在地基和桩基础的建设时需要特别关注施工方案的合理性。以此保证在后续的施工和使用时足够安全。为了保证高层建筑物的整体结构强度和地基的稳定性，需要在施工之前针对建筑项目周边的地质环境进行详细、深入、全面的考察。这时，岩土工程勘察的结论和数据指标就能够为施工方案的设计和制定带来真实的参考依据。虽然岩土工程勘察并不属于建筑工程建设中的直接环节，但其勘察结果的全面性和准确程度将直接影响后续施工的安全性和效果。为此，针对高层建筑物施工前期准备阶段的岩土工程勘察效果进行研究，将具有较高的现实意义。岩土工程勘察的结果会受到勘查方式及数据采集和分析方法的影响。现将重点针对岩土工程勘察时的重点难点，关键性技术和指标分析工作展开探讨，全面提升勘察质量。

2岩土工程勘察的重点

2.1合理确定钻孔深度

岩土工程勘察过程中，为了更加直接的了解建筑工程地基的真实情况并对周边地质环境进行数据采集和分析，需要在特定位置进行钻孔探测。具体来说，勘察工作进行时，需要用到筏基后箱基等基础类型来间接获取地下环境的数据。勘察孔的深度必须要超过压缩层的下限指标。为了保证勘测数据的客观和真实，钻孔深度的确定要考虑到受力层的良好控制作用并以施工难度较小为前提要求。计算钻孔深度的过程中，需要结合勘察孔深度、土层压缩系数、基础埋深数值、基础宽度及基础压力系数等作为基本参考指标，并结合工程的实际建设标准和高层建筑的初步建设方案确定具体的钻孔深度。在得出计算结果后，还需结合施工的难易程度及钻孔设备可达到的最大钻孔深度进行适当调整，进而确定最终的实际钻孔方案。开展勘察工作时选用的桩基和墩基，与其对应的勘察孔的钻孔深度应达到压缩层所在位置。通常情况下的孔深应深入持力层以下四米左右位置。由于决定钻孔勘察深度的主要因素集中在基础埋深、压缩层深度和预计长度这三个指标中，在确定预估的基础埋深数据时，需利用以上三个标准参数中的已知量，利用数据分析工具对其他未知量进行推测和计算。压缩层深度在地基规范和施工规范中都有不同的标准和计算方式，但在实际应用计算时选取的基本都是宽度参数。而为了保证计算的客观和科学性，还需结合实际荷载的大小及建筑项目附近既有建筑的基本状况测算和评估地质环境所对应的桩长和桩分布情况，并完成相应的预估和施工方案设计。在实际应用过程中，上述方法的科学性和准确度容易受到环境因素的影响或参数类型的选取变化而产生较大偏差。另一种更加稳定、可靠的方式是结合应力数据对钻孔深度进行控制基础上的测算。计算过程中需要对以下几项关键系数和指标格外留意。首先，由于高层建筑的地基建设深度较深，经常受到地下水的浮力影响。地下水浮力会消减附加压力的数值，而如果土层本身位于水位线以下，在对土层的重力进行力学分析计算时就应当充分考虑到地下水浮力对其造成的影响。其次，桩平面以下土层厚度的计算要结合布桩方式进行差异化的核定和方案调整。如果施工地点的地基条件较为复杂时，应该以完成加固后的土体伞力产生的影响范围作为参照标准。最后，在确定建筑基础应力指标的相关数据时，应以建筑水平面的几何中心点作为相对中心和基准点进行测算。

2.2钻孔的孔间距设计

高层建筑物的地基勘探在设置点位时，其平均距离应当比其他普通建筑的更小，也就是说，探测点应更加密集。勘察点与点之间的距离应选取15至35米较为适宜。钻孔时的孔间距设定需结合现场施工标准及施工工艺和设备的选取情况而做综合考虑。应本着使目标层可以真实反映地基土质在水平和竖直方向上的真实情况为基本原则。此外，还需考虑到地下水对于地基整体状况衡量的影响。在地面的施工范围内进行建筑物边角和荷载勘察点的设定和测量过程中，孔径的设置大小需要结合具体施工条件和参数进行适当的拉伸或缩小。一般的高层建筑施工地点的地层结构较为简单，凭借丰富的施工经验可在某一固定位置布设少量的勘察孔位。这种情况下的孔距可以超出规定范围的最大值，即大于35米。在孔距不变的情况下，还可对地层进行物理探查，如果结果符合相关建设施工的规范和要求时，可以不对孔距进行调整。另外，国外相关研究和大量的建设施工经验表明，当地层条件足够理想时钻孔间距的最大值甚至可以设为50米左右。

3岩土工程勘察的难点

3.1地质环境复杂，水位测量难度大

高层建筑的岩土工程勘察主要集中在对地质环境及地基建造条件的客观评价。如果岩土和土层中存在盐渍和湿陷性土质，将导致地基的建设效果大受影响。严重的还会降低高层建筑的地基稳固程度。用于收集地质数据的各勘察点之间内在的距离与逻辑关系也会对勘察指标的准确性造成较大影响。为此，相关技术人员必须在勘查过程中对全阶段的勘察数据采集、处理和分析进行监管，确保勘察过程全程的科学性和标准化程度。在测量地下水水位及分布情况时，需保证多个勘察点位同时进行测量，以避免时间差距过大地下水位发生明显变化。测量的时间间隔也要按照严格的要求和标准执行，地下水位的测量需在钻孔结束后的24小时内完成。进而保证地下水位的真实状况最接近理想化的勘察标准。水位测量过程中需综合同标高及钻孔坐标的组合方式，合理控制测量误差。高层建筑地下水位测量误差应控制在两厘米以内。地下水测量环节的疏漏和偏差将会引起后续施工过程中的诸多不便。

3.2试样采集和地震效应的影响

岩土勘察中的试样采集和分析同样是工程主体任务中难度较大的环节。为了保证勘测结果最接近真实情况，需严格按照实验室化验的标准，对试样进行采集和保存。实践过程中经常出现采集到的试样还原程度不高，密封性差或数量不足，导致土层中的水分流失，化验分析的结果与实际岩土的状况存在较大误差。结合目前的实际勘察过程来看，大多数负责勘察施工的单位和企业在试样采集和后续的比重实验上的投入明显不足。勘察时甚至通过经验估值法完成相关指标的判定，很少采取实测方式。即便在岩土工程勘察时，小部分的误差处于可接受范围内，但如果这部分指标涉及到了渗透流稳定分析工程，则必然会对地基的整体稳定性和地下水流对建筑基础带来的影响造成误判，使岩土工程勘察的整体客观性和科学性下降。此外，岩土勘察时要充分考虑到地震效应的影响。高层建筑对于抗震等级要求较高，相应的地基建设和岩土勘察也需结合地基类别和剪切波速等参数类型进行综合评定。

4结束语

通过本文对于高层建筑项目中岩土工程勘察过程的重点和难点问题的分析与探讨，进一步明确了岩土工程勘察结果对于建筑施工方案制定的重要意义。勘察过程中需要对孔深，孔间距进行反复核实，并结合勘察地点周边的地质环境和水文条件确定安全性最好，可行度最高的施工方案。另外，还要充分考虑到数据采集过程的精确度，全面保证勘察工作的质量和效率。参与勘查工作的相关技术人员还要积极总结勘察工作中处理重点和难点问题的解决思路与对策，以此促进岩土工程勘察的技术发展和效果提升。

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作者:王盼伟 单位:黑龙江省煤田地质研究院