浅析岩土工程勘察技术方法在...某住宅详细岩土工程勘察为例_温兰.pdf

131浅析岩土工程勘察技术方法在高层房建工程中的应用以花都区某住宅详细岩土工程勘察为例温 兰广东省化工地质勘查院 广东 广州 510800摘 要：各种勘察技术方法都有各自的特点，适用的范围也不同，为了提高岩土工程勘察的质量，应根据项目具体要求，合理、准确使用勘察技术方法。本文以花都区某住宅岩土工程勘察项目为例，针对高层房建工程项目详勘阶段选用合适及全面勘察技术方法，分析岩土工程勘察技术方法在高层房建工程中的应用，为拟建建筑提出详细的岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数。也为以后同类型工程提供了良好的参考依据。关键词：高层建筑；岩土工程勘察的重点；岩土勘察技术方法；分析应用DOI:10.19569/119313/tu.202313044随着房地产行业的蓬勃发展，国内的高层建筑越来越多。高层建筑是指建筑高度大于27m的住宅建筑和建筑高度大于24m的非单层厂房、仓库和其他民用建筑1。高层建筑具有高度高、荷载大、基础深的特点2，施工难度较高且程序相对复杂，因目前楼层越建越高，使得高层建筑的基础埋深越来越大，继而使岩土工程中的基坑支护和施工降水问题更为突出，影响建筑的安全性和稳定性。因此，首先需要对拟建高层建筑物的场地开展岩土工程勘察工作。在进行高层建筑基础的勘察时，应明确勘察的目的与任务，提前做好各种准备措施，明确勘察工作重点，选用合适且全面的勘察技术方法，加强勘察工作的管理，才能保证勘察任务的顺利进行。1 高层岩土工程勘察的重点为了确保高层建筑的施工质量、进度和安全，就必须保证岩土工程勘察工作得到真正的落实，从而为高层建筑制定科学合理的施工方案提供数据支持，高层岩土工程勘察的重点有：1）勘察方案的制定结合高层建筑现场环境的实际情况，确保勘察方案符合工程需要。岩土工程勘察属于高层建筑的根底工程，所以勘察方案在工程内需要具备评价、评估的优势3。在制定勘察方案时，首先需要研究高层建筑内岩土工程的环境，重点分析影响岩土工程稳定性的因素；然后规划出需要勘察的对象，如：地基情况、桩基位置等，同时结合以往岩土勘察中遇到的问题，提前做好预防准备；最后根据勘察任务，制定勘察工作流程和相应工期进度计划、勘察工作质量安全保障措施。2）施工场地的勘察高层岩土工程勘察的过程中应该重点关注对场地的勘察工作，确保场地各项指标符合有关的标准，确保高层建筑后期施工的安全和质量。施工场地的勘察主要应该对其稳定性和适宜性两个方面进行详细科学的分析评价，这就需要现场勘察人员对施工场地的地形地貌、地质条件、水文条件以及气候特点等因素进行全面的考虑，以确保高层建筑岩土工程勘察工作质量水平的提高。3）地层结构的勘察高层建筑具有地基埋藏深度大的特点，加强对施工地层结构勘察工作的力度，能够为高层建筑的地下建筑和地基工程施工提供详细准确的数据参考，从而保证高层建筑工程施工质量。在地层结构勘察过程中应该高度重视：一是勘探点的布置，满足能掌握纵、横方向地层结构和均匀性评价要求，勘探间距一般为15-30m，同时保证每幢高层建筑物均有必要数量的控制孔供岩土工程分析之用；二是确保勘察点的深度，高层建筑的基础埋深较大，这就需要保证勘察点的深度达到设计要求的标准；三是加强对高层建筑的地质条件和水文条件的勘察。2 岩土工程勘察技术方法高层岩土工程勘察的方法或技术手段有：工程地质测绘、勘探与取样、原位测试与室内试验、现场检验与监测4。工程地质测绘目的在于准确了解当地的地形、地貌特征、地层、地质构造以及不良地质作用间的关系，据此准确的划分地貌单元。勘探与取样也是比较常用的勘察方法。直接进行勘探的技术手段包括钻探和坑探,这两种技术的应用能够对地下的地质情况进行准确的勘察。间接勘探的技术方法是物探法,该技术方法操作比较简单经济、效率,能够解决一些比较难易判断的地质情况，对钻探工作起着辅助性的作用。原位测试与室内试验主要目的是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数，包括岩土的物性指标、强度参数等,为以后的勘察工作提供参考。现场检验一般是对之前的岩土勘察工作结果进行验证核查以及岩土工程施工监理和质量控制。现场监测主要是对施工过程中荷载作用在岩土上的状态进行检测的。检验与监测所获取的资料，可以反求出某些工程技术参数，并以此为依据及时修正设计，使之在技术和经济方法优化。勘探测绘1323 工程实例3.1 工程概述拟建工程位于广州市花都北部，该小区集别墅、多层、高层为一体的大型住宅小区。拟建工程规划11栋26-29层的住宅楼，层高81.20m-87.20m，及相关配套设施地下车库。设3层地下室，基坑基底面积约18635.42m2，深度约12m。建筑结构形式为框架一剪力墙结构。本工程重要性等级为二级，场地为中等复杂场地，地基为复杂地基，岩土工程勘察等级为甲级。3.2 勘察难点本次勘察存在难点有：1）地层界面划分。勘察区揭露基岩土层主要有：第四系人工填土层、冲积层、残积层，上泥盆系帽子峰组粉砂岩地层、天子岭组炭质灰岩地层。岩土种类较多，很不均匀，性质变化较大，岩土受风化程度差异较大。因此对软弱结构面的确定、地质构造的判定、不良地质体的地质界面等存在较大难度。2）岩土参数。主要是那些难以取得可供试验的岩土层与原状岩土样，例如残积土、风化岩、粗颗粒土等。从而导致变形指标、承载力等岩土设计参数难以确定。3）地质形态。拟建项目地层为泥盆系天子岭组炭质灰岩，可能存在埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石、溶洞、土洞等对工程不利的埋藏物。4）深基坑边坡。本项目设置3层地下室，深约12.00m，属于深基坑开挖。该高层建筑对基坑的要求较高，需查明基坑开挖范围内岩土工程情况，地下水的性质、补给条件、补给情况、各土层的渗透性、腐蚀性及水流量等水文地质资料，避免基坑施工时发生突涌、流沙、管涌等。3.3 勘察方法1）工程地质测绘为查明场地地形、地貌特征、不良地质作用、人类工程活动等，拟建工程开展1:2000的工程地质测绘，测绘面积为76088.12。2）钻探施工本次勘察为详勘阶段。项目勘察采用XY-1型液压钻机进行钻探施工。完成161孔钻测量，钻孔探施工，钻探进尺4915.68m。3）原位测试结合本项目的特点勘察选用原位测试主要是标准贯入试验，共计完成标准贯入试验90次。4）取样及室内试验现场完成土工试验样25件、岩石抗压样81组，侵蚀性分析样（水样2组，土样2组）的取样工作，并及时送至有检测资质的实验进行检测分析，出具检测报告。5）钻孔波速测试本次测试采用单孔检层法，测试计算场地剪切波速值。选取场地ZK64、ZK94、ZK103号3个钻孔进行了地震等效剪切波速测试。6）单孔抽水试验为了测定含水层（第四系砂层）的渗透系数、涌水量等参数，预测基坑涌水量，在基坑范围内进行了2个单孔抽水试验。4 整理分析结论1）本项目设计住宅楼高2629层，上部竖向荷载大，经基础类型的比选，建议采用钻（冲）孔灌注桩基础。以微风化岩4层及层做桩端持力层，建议进行逐桩超前钻探，钻探深度应钻入预计嵌岩面以下35d（d为桩径），对于800mm的大直径桩不得小于5m。成桩过程要注意造孔的垂直度和桩身的成型质量，桩底沉渣应符合规范以及设计要求。2）根据野外钻探资料、原位测试、室内试验等多种手段综合分析，地基与基础设计岩土技术参数建议采用表1有关数值。表1 岩土技术参数表注：表中qsk为锚杆施工二次压力注浆。地层编号岩土名称桩侧摩阻力特征值 qsa（kPa）桩端阻力特征值qpa（kPa）锚杆的极限黏结强度标准值基底摩擦系数抗拔摩阻力折减系数钻（冲）孔桩钻（冲）孔桩桩入土深度(m)qsk 15 15(kPa)素、杂填土/1粉质黏土26/60/0.602淤泥质黏土8/20/0.403粗、砾砂25/70/0.50粉质黏土27/70/0.601全风化岩带40/1200.350.652强风化岩带60/2000.400.703中风化炭质粉砂岩岩石天然抗压强度试验值为3.42MPa，C1取 0.25，C2取 0.0322200.500.75中风化石英粉砂岩岩石天然抗压强度试验值为4.72MPa，C1取 0.25，C2取 0.0322500.550.804微风化炭质粉砂岩岩石天然抗压强度标准值为19.5MPa，C1取 0.35，C2取 0.04350/0.80微风化石英粉砂岩岩石天然抗压强度标准值为46.1MPa，C1取 0.35，C2取 0.04400/0.85微风化炭质灰岩岩石天然抗压强度标准值为32.2MPa，C1取 0.35，C2取 0.04400/0.85勘探测绘1333）本项目为基坑开挖，根据2个抽水孔不同降深的有关参数计算，各典型土、岩层渗透系k和影响半径R见表2。表2 抽水试验计算的典型土层渗透系数k和影响半径R由上述抽水试验结果及计算的含水层水文地质参数可见3粗（砾）砂层属强透水层。根据抽水试验孔的试验结果，表明粗（砾）砂层地下水的主要类型为承压水型，因此在计算时采用承压水型计算公式。根据行业标准建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）表附录E，本次基坑模拟预测涌水量最终采用均质含水层承压水完整井的基坑涌水量公式计算：式中：Q基坑降水总涌水量（m3/d），k渗透系数（m/d），M承压水含水层厚度（m），Sd设计水位降深（m），R影响半径（m），r0基坑等效半径（m），r0=，A基坑面积（m2）。k（等效）取12.00m/d，M取3.00m（根据3粗砂层揭露层厚平均值3.04m，综合考虑M建议取3.00m），Sd取12.00m，R取400.00m，A取18635.42m2，r0取136.51m。根据上述计算公式和有关参数，预测基坑涌水量为1980.26m3/d。4）基坑开挖与支护：（应据坑壁岩土条件选取相应支护型式）（1）1类场地基坑开挖深度范围内岩土类型主要为2强风化岩层，局部有1全风化岩层，坑壁有一定自稳能力，可采用喷锚支护结构，结合土钉墙支护；（2）类场地基坑开挖深度范围内岩土类型主要为第四系人工填土（层）、冲积土（1层3层）及2强风化岩层等，其中的2层淤泥质黏土和3层砂土在开挖临空面和动水压力共同作用下，极易产生坍塌失稳破坏。坑壁可采用支锚式排桩支护结构支护。基坑设计岩土技术参数建议采用表3数值。表3 基坑设计岩土技术参数表注：表中qsk为锚杆施工二次压力注浆。参考文献：1 GB50016-2014，建筑设计防火规范(2018年版)S.2 朱满红.高层建筑工程岩土工程勘察要点分析J.城镇建设,2021,25:5.3 吴艳玲.高层建筑岩土工程勘察的重点和难点分析J.城市建筑,2014,6:158.4 李智毅，唐辉明.岩土工程勘察M.中国地质大学出版社,2000.作者简介：温兰，本科，广东省化工地质勘查院，水工环工程师，研究方向：岩土工程勘察设计及地质灾害评估、勘察设计、水工环地质等。孔号典型含水层土、岩层名称渗透系数（m/d）影响半径R（m）ZK913粗砂11.23 11.8613.78 36.86ZK983粗砂11.53 12.4242.29 122.24层号岩土名称天然重度凝聚力内摩擦角开挖坡度（高宽比）推荐渗透系数锚杆的极限黏结强度标准值ckqskkN/m3kPa度m/d(kPa)人工填土17.86.07.01:2.0/1粉质黏土19.027.016.01:1.50.001602淤泥质黏土17.010.08.01:2.00.005203粗砾砂19.2030.01:1.51270粉质黏土19.029.016.01:1.50.001701全风化岩带20.035.0181:1.00.0051202强风化岩带20.545201:0.50.022003中风化岩带21.5/1:0.10.04250勘探测绘