中化地质矿山总局河北地质勘查院 河北石家庄 050031
摘要：近年来，科学技术的发展迅速，我国的高层建筑的发展也有了改善。相比传统民用建筑，高层建筑在基础设计、施工上遇到的问题及技术要求逐渐增加，要确保建筑主体的安全稳固，需要事先做好高层建筑岩土工程勘察工作，严格遵循相应的技术标准。文章就高层建筑岩土工程勘察工作的影响因素、要点以及相关思考进行论述分析。
关键词：高层建筑；岩土工程勘察技术；应用分析
引言
高层建筑施工在建筑行业当中，是施工难度较高并且程序相对复杂的，要想保障高层建筑的质量与施工效率，首先就要做好岩土工程勘察工作。该工作在建筑施工中属于准备工作的一种，它不仅能够使工程的质量得到保障，还能够增加施工期间的安全性。因此，本文我们将对高层建筑岩土工程勘察技术的应用进行具体分析，在实际探究期间，我们对传统勘察技术进行了改进与创新，将其与新时期的科学技术相结合，以促进岩土工程勘察技术的发展，为相关学者日后的探究提供参考。
1 高层建筑岩土工程的主要勘察方法及问题分析
1.1 地质测绘法
岩土工程地质测绘是实现勘察任务的基础，主要作用在岩土勘察的初期工作中，岩土工程地质测绘法一方面能够科学判断出建筑工程有关地质方面的全部空间分布信息；另一方面，可以针对特有的地质现象进行科学观测，获得大量数据以推导出地质规律，为后续的勘察任务奠定坚实的基础。地质测绘方面出现的问题主要集中在以下2点：（1）测绘前期的调查及收集资料阶段准备工作不够全面和细致，造成后期测绘工作的不便；（2）测绘的网度和精度不足，在沉降观测时长不够，不能准确反应地质情况。
1.2 室内试验法
室内试验法是指在野外采集样品送往试验室进行化验所得到的场地岩土各项数据的一种化学试验方法，其中主要的试验项目包括岩石的软化系数及抗压强度、沙土和碎石的颗粒分析、地下水与土的腐蚀性分析、黏性土的物理力学指标等。经分析，室内实验法所出现的问题主要有以下4点：（1）样品采集方面把控不严，无法切实的得到合理数据；（2）采集沙土及碎石做颗粒分析的样品不具有代表性；（3）黏土性样品因保存不善而失真；（4）高层建筑的地基承载力物理指标试验不够精确，误差较大。
1.3 原位测试法
原位测试法主要包括触探试验、静力荷载试验、波速试验、渗透试验等，是可直接获得岩土参数的重要方法，具体可根据房屋设计的不同要求采取不同的试验方法。实行原位测试法的过程中所出现的问题主要集中在以下两方面。一方面，荷载试验中选择试验点的样本不具有代表性导致所获参数不合理；另一方面，试验人员采用浓泥浆护壁钻探法因操作不当导致渗透参数误差很大，影响后续施工质量。
2 岩土工程勘察地基处理技术要点
在城市高层建筑施工中，除了需要重视岩土工程勘察中存在的问题，并以此为基础采取有效措施，提高勘察效率之外，还应该对地基处理技术要点加以重视。而本文也将从以下几个方面对地基处理技术要点进行阐述：1）桩基础处理技术。对于桩基础处理技术而言，其在高层建筑岩土工程施工中存在的意义主要在于将建筑物向地基施加的负荷传送到地下岩层。承载力高、沉降量小以及抗震性能好等都是桩基础处理技术具备的优势。在桩基础处理技术中的应用，技术人员需注意的技术要点有：首先，施工单位需要对该设备进行严格的选择，从而在最大限度上降低施工给环境造成的污染；其次，在使用桩基础技术进行正式打桩前，需要先试桩，这样就可打出最符合施工要求的桩；最后，应将桩端打入持力层来保证桩的稳定性。2）高压喷射注浆地基处理技术。该地基处理技术主要通过钻机钻孔对地基进行实施的一种技术。对于高压喷射注浆地基处理技术而言，需要用到注浆管，具体实施步骤为：将注浆管安装在土层预设的位置上，然后在高压设备的推动下，让浆液流入土体。该地基处理技术的优势主要在于能够增加高层建筑地基的承载能力与稳定性。3）添加剂地基处理技术。在城市高层建筑施工中，施工人员首先需要做的是根据施工地质条件选择合适的地基处理技术，例如：在软土基地上进行施工的时候，施工单位可采用添加剂地基处理技术，该技术属于一种将可塑物质添加到地基中增加地基稳固性的技术。经研究可知当前我国应用最多的添加可塑物质为水泥。以上就是岩土工程勘察地基处理技术要点，有关人员需要对其加以重视，只有这样才能促进城市高层建筑施工的顺利进行，才能实现我国建筑事业的可持续发展。
3 高层建筑岩土工程勘察技术的应用
3.1 探井获取卵石地层粒径
为获得准确可靠的卵石地层参数，选择人工探井的方式，在整个卵石地层中选择两个具有代表性的位置设置人工探井，分层描述卵石地层的地质情况，例如颗粒级配、最大粒径等；为掌握大粒径卵石在施工场地内的分布特点，抽样后转移到试验室做进一步的检验，以掌握颗粒级配的实际情况；确定粒径＞300mm的漂石，通过称重的方式明确其具体重量，并测得三轴尺寸；为掌握卵石的实际强度特点，组织了荷载试验以及单轴抗压强度试验。通过上述提及的多种方法，可充分掌握卵石地层粒径组成情况，以便给施工方案的编制提供可靠的依据，使后续各环节施工顺利推进。
3.2 抗浮设防水位专项研究
地下水压力是工程施工中需要重点考虑的因素，以渗流分析理论为引导，综合考虑北京市现有的地下水勘察资料、气象资料等方面的信息，并顾及设计条件、施工现场的地质以及水文方面的实际情况，明确地下水压力在历史阶段所发生的变化特点，并以此为依据预测其在后续的变化趋势。基于上述分析，创建稳定性数学模型，由技术人员模拟地下室外墙水压力，根据所得结果进一步做出预测，从而得到最大水压力分布的基本情况。重点考虑基底标高23m处的水文情况，可以得知其最大地下水压力为125kPa，对应的是地下水标高35.5m处。鉴于此，基底的抗浮设防水位标高的控制标准应当是“至少达到35.5m”。
3.3 传统岩土工程勘察技术在高层建筑中的实际应用
首先，地质测是高层建筑岩土工程勘察的基本工作内容，上文中我们提到过，在实际工作期间，工作人员需要分阶段对现场岩土情况进行勘察，而地质测绘观就是属于岩土工程勘察的初级阶段。该技术需要结合工程、地质理论进行，从而对现场的地质现象进行具体的描述与分析，在这样的情况下，对建筑区域与地质条件空间内，各要素之间所存在的联系进行拟定，勘察人员在完成以上工作之后，需要将所分析的数据上报，设计人员会将数据准确的在比例尺中反映，从而通过不断的时间，对建筑工程地质图进行具体的资料编制。其次，现场检验与监测工作，也是高层建筑岩土工程勘察工作的重要组成部分，现场检验与监测工作，可以为建筑施工的质量以及工程安全性提供保障，现场检验工作一般情况下，需要对之前的岩土勘察工作所得数据进行核查，而现场监测工作，指的是监测施工过程中负荷载作用在岩土上的实际状态，由此可见，这一勘察工作能够为工程的整体设计，提供一定的参考数据，并且可以使工程成本得到有效的控制。最后，岩土工程勘察工作中常用的勘察方法，还包括勘探取样法，还技术不仅可以勘察到地下的地质情况，还能完成岩土测试和检测工作。勘探取样法主要包括间接勘探法，与直接勘探法，在实际进行岩土工程勘察工作期间，工作人员应根据现场情况，对勘察技术进行选择，从而使施工工期与施工安全性得到保障。
3.4 新兴岩土工程勘察技术在高层建筑中的实际应用
首先，在高层建筑岩土工程勘察期间，有可能遇到一些不符合常规的问题，或者遇到现场地形比较复杂的情况下，我们会使用到工程物探技术，该技术的主要功能包括场地微振动测试、有钻孔波速测试，以及室内外测试等等，我们可以了解到，工程物探技术属于新型勘察技术，在现阶段的很多高层建筑施工中都适用。其次，在现阶段的高层建筑岩土工程勘察工作中，地理信息系统的应用也愈加广泛，该技术能够使岩土的性质快速得到确定，并且能够有效的管理岩土工程勘察信息，使岩土工程勘察数据信息的真实、准确性得到保障。地理信息系统技术是通过计算机进行的，它能够准确的分析出岩土工程勘察工作中，文字数据以及图形数据之间所产生的联系，在这样的情况下，高层建筑岩土工程勘察工作的顺利进行能够得到保障，并且我们可以了解到，地理信息系统技术相对于传统勘察技术来说，其准确性与真实性更高，是新时期高层建筑岩土工程勘察工作，必
不可少的新型勘察技术。
3.5 把握高层建筑岩土工程勘察评价的相关要点
对于高层建筑岩土工程勘察评价，需注意如下要点：（1）场地稳定性评价。高层建筑不仅层数高，而且涉及面广，其破坏后果往往是很严重的。因此，应在充分查明影响场地稳定性的不良地质作用的基础上，对场地的稳定性进行评价，即经过勘察后，对场地能不能建造高层建筑，不能建造又是什么原因，影响建造高层建筑的不利因素有哪些，有何处理方法和措施建议等均应作出正确的评价结论。如对抗震危险地段或经论证属于崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害发育的危险地段，应提醒建设单位不应在这些危险地段建造高层建筑；对抗震不利地段或存在有活动地裂缝地段，应提出避让距离及采取的措施等。（2）基础方案分析评价。基础方案分析评价是岩土工程师在掌握场地的工程地质、水文地质及周边环境条件，了解工程结构类型、特点、荷载及变形要求，结合工程经验的基础上，对高层建筑的基础型式和持力层进行分析，并提出建议，当然也应包括基础设计、施工所需的岩土参数。这是设计比较关注的焦点之一。基础方案分析评价应有针对性，且评价合理、正确，建议可行。（3）地下水评价。高层建筑往往设置有地下室，而其基坑的开挖、支护又不得不涉及地下水问题，地下水能否处理得当，是支护结构设计成功的基本条件，是影响侧向荷载计算和地下室抗浮设计的重要指标，同时地下水也是影响基坑施工安全的重要因素之一。因此，应查明场地水文地质条件、地下水的性质，对地下水对工程建设可能带来的影响进行分析，提出治理措施和建议，提出合理的地下室抗浮设防水位建议。
3.6 合理布置勘探孔及控制孔深
（1）勘探孔的布置。高层建筑岩土工程勘察的勘探孔布置应根据勘察任务要求、勘察等级、场地条件、建筑总平布置、高层建筑规模和结构特征及勘察阶段等进行。布孔时，应把握如下要点：第一，勘探孔的布置应与现行勘察规范中相应的勘察阶段布孔规定相符；第二，勘探孔的布置应能控制整个建筑场地，用最合理的勘探孔数达到勘察技术要求；第三，在可行性研究及初步勘察阶段布置的勘探孔，应考虑在详细勘察阶段也能利用；第四，在详细勘察阶段，应根据高层建筑的平面形状、荷载分布情况布置勘探孔，在形状不规则或荷载差异较大地段，应有勘探孔控制，对湿陷性黄土、膨胀土、红黏土等特殊性岩土应布置适量探井；第五，对高层建筑群，应充分考虑相邻高层建筑钻孔的相互利用，以减少勘探孔数量。（2）勘探孔深度控制。勘探钻孔的目的是通过钻探取芯鉴别、取样试验、孔内原位测试、水位量测等，以查明地基岩土层的类型、成因、分布范围、工程特性，以及查明地下水的埋藏条件、类型、水位变化等，为分析评价地基的稳定性、均匀性、承载力，确定基础型式、基础持力层，提供岩土设计参数最直接的第一手资料。在确定勘探孔深度时，应把握如下要点：第一，应事先搜集场地及邻近场地已有的勘察资料，通过分析研究，预测高层建筑可能选用的基础型式及持力层或事先与建设、设计单位沟通，了解他们选用基础型式的意向，然后根据可能选用的基础型式及持力层和场地地层，结合相关规范规定确定孔深；第二，勘探孔深度应能满足查明地层结构、评价场地稳定性、确定地基承载力和覆盖层厚度、进行变形计算等所需的深度要求；第三，高层建筑地下往往设置有地下室，基坑工程勘察应与高层建筑勘察同步进行，基坑钻孔深度不宜小于基坑开挖深度的2倍，且应穿过软弱土层及饱和砂层。
4 结语
总而言之，高层建筑施工复杂，前期的岩土工程勘察可为设计方案的编制、施工作业提供重要的依据。案例工程中，针对地下水水位的问题采用了冲击钻的方式查明；针对卵石粒径的情况采用了人工探井的方式查明；针对抗浮设防水位的大小采用了数值模拟的方式查明，这些方法为其它高层建筑勘察提供了参考。此外，本工程勘察作业全程遵循文明施工的原则，建设单位等相关主体积极参与其中，监理单位发挥出监督作用，在多方协同的工作模式下，最终结束本次勘察工作，取得具有参考价值的地勘信息。随着城市化进程的加快，高层建筑趋势越发明显。
参考文献:
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