高层建筑岩土工程勘察的关键技术探讨

林林琴

(泉州水务工程建设集团有限公司，福建 泉州 362000)

1 工程概况

拟建工程场地位于泉州市洛江区万安街道办事处塘西十八坎山，与周边规划路网基本平行，其北侧为新城路(已建)、空地，南侧为一期工程(已建)，西侧为宏益路(已建)、其它商业用地，东侧为空地。拟建万盛·凤凰城由厦门上城建筑设计有限公司负责设计，建筑占地面积11 500.48m2，总建筑面积196 945.64m2，项目设计场区地面标高控制在31.4至31.6m之间，地坪标高则设计为31.7m。

该项目在进行钻孔之前都需要进行贯入实验(个别钻孔没有标准贯入试验条件，其总数>1/2)，并选取72个钻孔采取岩、土试样，达到总孔数(173孔)的1/3，符合规范要求。项目决定于2019年03月21日开始进行地质勘察，为期10天，全程配备15台GXY-1工程钻机辅助施工。在对上部土层进行钻进时，主要采取无泵投球取芯技术；而当钻进至强风化花岗岩区域时，则需要转变钻入技术，改用双动双管取芯法钻进；而当钻进至中等风化花岗岩区域的时候，则需要使用金刚石钻头进行施工，每次进尺深度控制在2m以内。为了顺利开展后续所有施工操作，施工人员必须开展现场标准贯入实验，提前采样施工区域内的岩石、土壤以及水，并参照设计规定开展场地剪切波速测试。

1.1 场地岩土工程地质条件

1.1.1 场地地形、地貌

本项目位于剥蚀残丘地形区域，该区域本为地势偏低的荒地，因此需要在施工过程中回填一定数量的碎石、块石。勘察过程中施工场所的开挖工作已经进行至地下室标高，整个地形呈南高北低分布，北部临近新城路，南部则靠近已经建成的一期项目，西侧则靠近宏益路，东侧尚未开发。勘察得知，该项目施工场所较为平坦开阔，孔口高程最高可达29.09m，最低则有21.31m，可见孔口高程均值达到22.15m。

1.1.2 场地各岩土层工程性能及分布特征

参照前期地形勘测得出的结果可知，项目施工现场岩土层以第四纪土层为主，基底母岩主要是燕山早期花岗岩。勘察发现，该地区岩土层自上而下可以分成6层，即残积土、全风化岩、强风化岩等，不同的土层的特征以及施工注意事项明显不同：

(1)填(石)土①(Q4ml)：该项目本就处于地势较低的荒地处，因而在施工前进行回填的时候，残留了大量的碎石、块石，受到这一影响该地层又可被细分为填石①1、素填土①2两个地层。

(2)粉质粘土②(Q4dl)：该土层主要呈灰黄色或浅灰色，质地为可塑、硬塑状，主要构成成分是粉粘粒，且内部粘粒所占比重较高，土层强度中等，表面有光泽，整体韧性高。然而，该土层力学强度偏低，工程性能不佳，最终实验所得击数范围值控制在7至14之间，标准值为10.8击。

(3)残积砂质粘性土③(Q4el)：该土层主要呈灰黄色、灰白色或黄褐色，其质地为硬塑、坚硬状，其主要是由中粗粒花岗岩风化形成，具体成分多为粘土矿物与石英颗粒，内部含有一定的云母碎片；

(4)全风化花岗岩④(γ52)：该土层主要呈灰黄色、褐黄色或灰白色，土层饱和，质地坚硬，主要是由花岗岩风化而成，内部含有大量的长石、石英、粘土矿物以及一定量的暗色矿物风化物，该土层一旦碰水就会彻底瓦解，因此该土层属于V类土壤，压缩性能一般，但力学强度、工程性能等具备显著优势。

(5)强风化花岗岩⑤(γ52)：参照实验结果以及岩层呈现的状态可以将其分成两个亚层。

2 勘探孔的布置与孔深的控制

2.1 勘探孔的布置

综合考虑勘察任务、勘察等级、高层建筑的建设规模等多项基础条件合理布设勘探孔，主要有如下几点：严格依据现行勘察规范布孔，保证位置、数量、孔的尺寸均达到要求；勘探孔需具有较强的覆盖能力，即控制整个建筑场地，以免出现局部勘察数据残缺的情况；提高勘探孔的利用效率，对于可行性研究及初步勘察阶段所布设的勘探孔，除了在两个阶段得到应用外，尽可能使其在详细勘察阶段也可以投入使用，从而提高勘察效率；详细勘察时着重考虑建筑的平面形状和荷载分布，根据此方面的情况合理布孔，若有湿陷性黄土等特殊地质宜设置适量探井。

2.2 勘探孔的深度

全面收集与施工现场及周边有关的勘察资料，根据其中的信息对现场情况形成初步的认识，预测高层建筑可能采用的基础型式，或积极与建设、设计单位沟通，从中明确可能选用的基础型式，再根据基础结构特点合理确定孔深；勘探孔需有足够的深度，即能够用于查明地层的结构特点、评价地基承载性能、覆盖层厚度等；基坑工程勘察与高层建筑勘察同步进行，参照基坑开挖深度，使基坑钻孔深度至少达到该值的2倍，根据实际需求和所掌握的现场条件适当增加孔深，且钻孔需穿过软弱土层、饱和砂层。

3 正确选用原位测试方法

随着行业技术的发展，岩土层物理力学性质指标的获取方法较多，其中原位测试颇为典型，其在难以取得原状土的地层中具有可行性。例如，采用浅层、深层载荷试验的方式，揭示出岩土承载力、土的基床系数等关键参数，利用此类参数反映现场的地质条件。

因此，应用原位测试方法具有必要性。高层建筑施工中，应兼顾岩土参数的要求、场地岩土条件、勘察作业条件等，因地制宜应用原位测试方法。具体的可选形式较多，例如标准贯入试验、静力触探试验、浅层及深层载荷试验、波速测试、现场抽水试验等，各自的适用范围、操作方法以及应用效果均有差异，需根据实际情况合理选择，充分发挥出原位测试方法在揭示地质条件方面的应用优势[2]。

4 合理安排室内试验

实验试验具有规范性，也能够获取岩土层物理力学性质指标，但具体至高层建筑中，因其建筑规模较大，对试验方法提出更高的要求，在挑选试验方式时需注重对各项影响因素的分析，保证试验方法的可行性，并由专员操作，提升规范性。若高层建筑的勘察等级为特级或甲级，选取的土试样的质量等级需达到Ⅰ级，按照规范对其做三轴压缩试验。若现场为饱和软黏性土，则要控制好试验的时间，宜在自重压力预固结后试验。简言之，高层建筑岩土工程勘察中若选择的是室内试验的方法，则要结合实际情况，确定合适的试验项目、操作要点、指标用途、计算方法等，在此前提下，增强室内试验的针对性和目的性，高效完成勘察工作，得到可用于反映实际情况的勘察数据。

5 精准把握勘察评价的要点

5.1 场地稳定性评价

高层建筑的层数较多，工程体量较大，若场地缺乏稳定性或受损均会造成严重的影响。对此，必须充分考虑现场情况，明确会对地基稳定性造成影响的不良地质作用，根据此类影响因素客观评价地基的稳定性，明确场地是否具备建造高层建筑的条件以及不具备作为建造高层建筑条件时的具体原因，或是在该处建造高层建筑过程中以及后续使用时可能存在的不利因素，经过多方位的考虑后得到准确的评价。例如，对于抗震危险地段或有泥石流等自然灾害的地段，则整合用于反映地质危险性的因素，提醒建设单位，以免因为对现场场地条件认识不足而盲目建造高层建筑；对于有活动地裂缝地段，及时与建设单位沟通，使其形成准确的认识，并提出避让距离以及有效的措施。

5.2 基础方案评价

评价内容包含现场工程地质、水文及周边环境，并参考类似高层建筑工程的经验判断基础型式和持力层的可行性，根据现场情况提出建议；此外，诸如基础设计、岩土参数的确定也是不容忽视的工作内容。无论哪方面的评价，其均要有足够的针对性，并且评价的内容合理、准确、全面[3]。

5.3 地下水评价

高层建筑基坑施工中常存在地下水的干扰，正确处理地下水是保证基坑结构稳定性的关键，同时地下水的处理还会对侧向荷载计算造成影响。因此，详细勘察地下水，明确其类型、分布范围以及水量，评价其是否会对高层建筑工程带来影响，再提出合适的防排水措施，最大限度减小对工程的不良影响。

6 结 语

在高层建筑的各项工作中，岩土工程勘察为基础内容，其对高层建筑的设计与施工具有指导作用。本文则提出一些会对岩土工程勘察带来影响的因素，希望可以给同仁提供参考，以便在后续的勘察中充分顾及各项关键因素，采取控制措施，持续提高勘察水平。