高层建筑岩土工程勘察规范 浅析高层建筑岩土工程勘察要点
时间：2019-04-18 03:12:58 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：下文根据高层建筑的特点，分析了岩土工程勘察过程中的中几个关键问题和应注意的实际问题，仅供参考。 关键词: 基础方案， 岩土工程， 沉桩可行性， 基坑支护， 地下水
Abstract: according to the characteristics of the high-rise building, this paper analyzes the process of geotechnical engineering investigation in several key problems should be paid attention to and the actual problems, only supplies the reference.
Key words: basic plan, geotechnical engineering, pile feasibility, foundation pit bracing, groundwater
中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：
1引言
高层建筑的最突出特点是: 1)荷载大,在大荷载要求下,一般采用筏基或箱基大厚度基础,且大都采用桩基,这就决定了受压土层深度大,最终要求勘探深度大幅度增大; 2)基础埋深大,由于结构自身稳定性的需要,箱形基础和筏形基础埋置深度不小于建筑有效高度的1/15,桩-箱和桩-筏基础的埋置深度不宜小于建筑有效高度的1/18。加上由于商业用地的紧张造成对地下空间使用需求的日益增长等,高层建筑的基础埋深有不断加深的趋势。基础埋置深度加大带来最突出的岩土工程问题是基坑支护和施工降水问题。
2勘察工作量及工作内容安排
2·1钻孔间距问题
勘察规范规定高层建筑勘探点间距15 m~35 m,其包含的意思:间距比一般建筑的要小,且安全等级高的更要小。实际上钻孔间距应主要取决于场地的复杂程度,即场地是否存在暗沟、塘、浜等异常带,而不完全是建筑物安全等级决定孔距。当然在主体建筑角上、电梯井、核心筒部位及荷载和建筑体型变化较大处应有勘探点进行控制。另外对于不同地貌交界处也应加密勘探点。
2·2钻孔深度问题
勘察规范规定,当采用箱基或筏基时,控制性勘探孔深度应大于压缩层下限;一般性孔应能控制主要受力层;当采用桩或墩基时,控制孔深度应达压缩层计算深度或在桩尖下1~ 1·5倍基础底面宽度,一般性孔深度宜进入持力层3 m~5 m。
勘探深度实际上由三方面因素决定(按需要进行变形计算考虑): 1)基础埋深; 2)预计桩长: 3)压缩层厚度。对基础埋深设计人员大都可以提供,或者无特殊要求时可根据建筑物高度预估;对预计桩长,当然只对采用桩基时而言,可根据荷载大小、区域地质资料,参照附近建筑经验,通过预估桩的类型、分布方式,初步选定桩长。对于压缩层厚度,有多种估算方法,勘察规范都列出一些简明公式或方法,但其主要计算参数都是基础宽度。实际上基础宽度一定的情况下压缩层厚度随荷载变化是很大的,比如我们做过一个高低层连成一体的商务楼工程,基础尺寸72 m×54 m,基底压力300kPa,基础埋深7·5 m。如果按勘察规范有关条文预估控制孔深应达70 m,而实际通过计算55 m孔深就满足了要求。笔者根据经验认为:应力控制法比较直观、可靠、实用。即自基底或桩端平面算起,算至附加压力等于土层自重压力的10% ~15%,荷载较小、土层较硬、无相邻荷载影响时,可取较大值,荷载较大、土层较软、且有相邻荷载影响时,可取较小值。计算时应注意几个问题: 1)应考虑地下水的影响,如地下水浮力对附加压力的消减,水位以下土层应采用有效重度计算土层的自重应力; 2)计算桩端平面以下压缩土层厚度应与具体的布桩方式相结合; 3)采用复合地基时应考虑加固以后土体对应力扩散的影响;4)宜按建筑平面中心位置处的应力确定。另外大量计算表明,对筏基或箱基而言压缩层厚度一般不会超过2倍的基础宽度。
2·3压缩试验试样加荷
按分层总和法计算地基沉降量时,要用到各土层的压缩模量,这一模量值应是一单元土层所受有效自重压力至有效自重压力与附加压力之和这一压力段的值。土工试验规程规定,试样最后一级压力应比土层的计算压力大于100 kPa~200 kPa。笔者认为这一压力的取值也应通过应力计算实现,如果计算压缩层深度时采用的是应力控制法,此时则可参照其计算过程使用。
2·4 实施信息化勘察
勘探工地现场工程师应随时收集和分析已取得的勘探资料,及时调整勘察方案,为最佳设计施工方案的设立提供科学、可靠和规范要求的勘察成果条件。信息化勘察的具体工作内容包括建立持续改进和及时补充的勘察场地综合地质柱状图和相关工程特性参数,及时制定和修正勘探工作现场描述样板及其他针对性要求及增强勘探鉴别等级等。
3岩土工程评价
3.1基坑支护及施工降水
针对基坑开挖及支护,宜根据开挖深度及预估的场地岩土工程条件,在开挖边界外至开挖深度的1倍~2倍范围内布置勘探点,土质条件好可取小值,反之可取大值。针对施工降水,首先应掌握场区所在地段区域性水文地质背景资料,必要时应进行水文地质勘察。
通过必要的测试手段提供相应的设计参数,诸如,根据土层结构及岩土性质,提出土的有效应力强度参数或不排水抗剪强度参数;查明开挖范围和邻近场地地下水分布特征和渗流特征,提供相应的参数,并分析施工过程中水位变化对支撑系统和邻近建筑物与设施的影响,推荐计算模型、甚至支护方案及施工降水、隔水措施。
3.2不均匀地基的稳定性验算和加固处理措施
3.2.1不均匀地基的稳定性计算
对于地基持力层跨越不同地质单元，揭露土层坡度大于10%，地基不均匀系数大于界限值的不均匀地基，除应按有关规范要求进行建筑物的沉降、差异沉降、倾斜等特征分析外，更为重要的是应根据建筑物的重要性进行地基稳定性验算。
Terzaghi等国外学者根据地基整体破坏原理，运用刚体平衡理论，假设塑性区展开深度为1/3或1/4的基础宽度进行地基承载力分析，这对地基整体稳定分析有极为重要的意义，地基规范建议地基稳定性分析采用圆弧法进行验算，即最危险的滑动面上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩MR与滑动力矩MS应符合下式：
K＝MR/MS≥1.2
根据其稳定安全系数可按下式计算：
K＝R(Wicositani+cili)(p-pc)bx+Hz
式中：
p-pc———基底附加压力平均值；
x———附加压力重心到滑弧圆心的水平距离；
Wi———土条重量；
li———土条内滑弧长度；
H———水平外力；
ci———土的抗剪强度；
R———圆弧半径。
运用该式进行整体稳定性计算时，仅适用于偏心荷载的建筑物，其关键是滑弧深度的确定，滑弧深度确定了其地基土整体破坏范围也就确定了，根据多项工程地基土圆弧滑动稳定性验算及塑性区展形范围，认为基础外角点底面以下1/4基础宽度范围深度内，且该点与地面的连线呈450-/2夹角的验算范围可满足建筑物使用要求。经上式验算直至满足要求止。或采用增强滑带土抗剪强度的办法重新验算地基稳定性安全系数。
