超高层建筑勘察及基础选型浅析

时间：2021-02-02 10:16:08 所属分类：建筑科学 浏览量:

岩土工程作为一门实践性极强的学科，工程经验总结与理论研究有着同等重要的地位，岩土工程勘察具有明显的地域特性，对典型地质条件下超高层建筑的勘察分析及总结有益于增加对地区同类项目的认识。 1岩溶区案例(建发龙郡) (1)工程概况。工程场地位于龙岩市新

　　岩土工程作为一门实践性极强的学科，工程经验总结与理论研究有着同等重要的地位，岩土工程勘察具有明显的地域特性，对典型地质条件下超高层建筑的勘察分析及总结有益于增加对地区同类项目的认识。

　　1岩溶区案例(建发·龙郡)

　　(1)工程概况。工程场地位于龙岩市新罗区张白土村东侧，为原龙岩市油嘴油泵厂旧址，现已拆除旧建筑并予以平整。拟建项目用地面积46800m2，总建筑面积216100m2。主体建筑物为1栋39层、高119.65m的剪力墙结构建筑，3栋31~33层、高96.45~99.45m的剪力墙结构建筑。(2)勘察工作简述。勘察采用多种原位测试技术(平板载荷试验、动探、标贯、抽水试验、土层等效剪切波速测试、土层视电阻率测试等)及室内试验，对场地工程地质及水文地质条件进行详细分析。重点研究场区岩溶水水位长期观测资料，分析岩溶水流向、补给排泄条件等因素，依据溶洞、土洞形成机理，对其现状及远期稳定性进行预先评判。(3)地质条件分析。本工程场地处于龙岩盆地，属岩溶发育区，岩溶中等发育，基岩主要为石灰岩，局部穿插有辉绿玢岩岩脉，中风化基岩埋深24～76m，差异巨大，灰岩钻探见溶率约35%，线岩溶率约18%。钻孔揭露土洞高度0.50～18.10m，洞顶埋深25.00～62.10m;溶洞洞顶深度32.70～74.00m，洞高0.50～12.70m，属深覆盖型溶洞。场区土洞、溶洞多为全充填型或半充填型，个别空洞，场区地质条件复杂。(4)基础选型。根据场区溶洞属深覆盖的特点，且溶洞均处于区域岩溶水变动范围以下，在无大型地下水开采或地质构造改变的前提下，其稳定性不会改变。因此，推荐仅对土洞进行处理，预防浅层孔隙水、岩溶承压水变动改变土洞状态，并提出利用刚性桩形成复合地基，尽量减少基础深度以减少工程建设对深部溶洞、岩溶水赋存状态的影响。(5)成果总结及后续监测情况。本项岩土勘察工作包括现场钻探、原位测试及抗震测试，取岩、土、水试样做室内试验，取得大量的岩土测试资料，重点调查了岩溶水的分布特征，并采取地下水样进行水质分析;同时为了提高浅部地层岩土参数的精准性，采用了平板载荷试验、动探等测试进行相互印证，并收集场区岩溶水长期水位资料，得出该场地准确的强度、变形特征和桩基设计参数，为本工程的桩基选型提供了充分的依据。通过对岩溶水、浅层孔隙潜水的分析研究，得出深部溶洞属稳定状态，而且在无大型开采岩溶水的活动、无大的地质构造改变情况下，该稳定状态在建筑试用期仍将维持，而浅层潜水受制于大气环境、深部岩溶水变动等影响，将导致土洞继续发展的概率较大，因此，提出对土洞均进行处理，而对溶洞尽量维持现状，不采用工程措施对其原始赋存状态进行改变。根据场区溶洞顶板足够厚的条件，提出在对土洞灌浆处理后采用高强预应力管桩形成刚性桩复合地基的方案，尽量将结构放置在浅部，既大大减少基础造价，又大大缩短基础工期，而且结构浅埋还避免了大量基桩穿越溶洞而改变岩溶地质环境，从而避免了岩溶环境重新平衡后产生的一系列不可预测的后果，为类似岩溶地区基础设计的研究提供了实践案例。施工后经检测桩身完整性检测均合格，静载检验单桩承载力符合设计要求，竣工验收时建筑物沉降观测累计值为6.0~13.0mm。

　　2滨海地区案例(怡山商业中心)

　　(1)工程概况：怡山商业中心工程场地位于厦门市思明区，鹭江道与厦禾路交汇口以南约300m,西邻鹭江道，与厦门旅游码头隔道相望，距海岸堤沿线约200m，南侧紧邻建行大厦。拟建工程总用地面积5082.019m2，总建筑面积约88964m2。该工程主体建筑物为43层、高192m的钢结构建筑，设5层地下室，地下室埋深23.15m。本项目场地处于海岸地带，构造裂隙发育，岩层风化深浅不一，地质条件复杂。场地原地貌为潮间带，后因建设回填形成现场地，浅部回填物质存在较多抛石，渗透性强，潮汐对拟建建筑物地下室施工影响较大。超高层建筑勘察及基础选型浅析谢鑫(厦门华岩勘测设计有限公司，福建厦门361000)摘要随着经济发展提速，高层、超高层建筑日益增多，促使基建技术取得了长足发展。基于对福建地区典型地质条件下超高层建筑的勘察及基础选型分析，着重研究了基础方案的适应性及合理性，并进行了深入探讨。关键词超高层建筑;勘察;基础选型地基工程(2)勘察工作简述。勘察中采用多种原位测试技术(十字板、动探、静探、旁压等)及室内试验，对场地工程地质及水文地质条件进行详细分析。勘察评价时对各种条件、多种计算模式下建筑变形进行精心分析，论述现有地基刚度分布情况，以及桩基对地基刚度起到的调节作用，为基础设计提供了理论依据和指导方向。此外场地临近海域，为分析地下水受潮汐影响程度及影响方式，勘察中采用带观测孔抽水试验，调查场区水文地质特征，分析地下水流向、地层综合渗透系数、基坑涌水情况以及地下水与潮汐的关联度，为基坑支护设计提供重要指标。(3)地质条件分析。工程场地处于海岸边缘，原地貌属潮间带，构造裂隙发育，场区主要分布有花岗岩层，穿插辉绿岩岩脉，中风化基岩埋深35～70m，浅部主要为填石、淤泥及砂层分布，地质条件较复杂。拟建建筑基坑深度大，周边基本临近闹市区，管线密集分布且距离拟建基坑仅1～4m，浅部填土内尚且存在旧基础、地梁、条块石、木桩、预制桩等障碍物，对围护结构选型造成较大困扰，且不利于常规防渗帷幕的施工。(4)基础选型。拟建物为超高层建筑，相对普通建筑存在如下问题：①超高层建筑与周边纯地下室荷载存在巨大差异，变形控制受制于基础刚度、结构刚度分布情况，合理进行刚度调节尤为重要;②拟建基坑深度超过23m，地面施工存在空孔过长所导致的质量不好检查、尺寸定位难度大、经济性差等一系列不良影响;③场区原为建成区，后虽拆除地面建筑整平为建设场地，但地下设施依然存在，大量的旧基础结构对现有基础及地下室开挖造成很大困难。经过对各种条件、多种计算模式下建筑变形分析，考虑现有地基刚度分布情况，以及桩基对地基刚度起到的调节作用，提出桩筏板基础方案，在基坑开挖一定深度后再采用人工挖孔或冲孔形式成桩。该种工法达成以下成果：①在充分利用前期基桩条件下，筏板能起到很好的应力及变形调节作用;②开挖到基坑底面时，原有桩基桩位、桩身尺寸及质量容易检测，能较好地为设计提供依据，而且地基主要为风化岩层，只要加强基坑围护的稳定性，坑底采用人工成孔变得可能，必要时也可采用冲孔施工。(5)成果总结及后续监测情况。岩土勘察工作包括现场钻探、原位测试以及抗震测试，取岩、土、水试样做室内试验，取得大量的岩土测试资料，重点调查地下水的分布特征，并采取地下水样进行水质分析;同时为了提高残积土及风化岩层的岩土参数的精准性，采用静力触探和旁压试验，收集类似地区残积土层中的平板静载荷试验资料作为参考，得出该场地准确的强度、变形特征参数和桩基设计参数，为本工程的桩基选型奠定坚实基础。对各种条件、多种计算模式下建筑变形进行了精心分析，论述现有地基刚度分布情况，以及已完成施工的桩基对地基刚度起到的调节作用，为基础设计提供理论依据和指导方向。提出桩筏基础方案，在有效利用原有基桩前提下，利用筏板进行变形调节，适当采用基桩调节地基刚度。该设计思路不同于常规的单纯桩筏基础或桩基础之处在于：论述中引入刚度分配的方式进行设计，切合岩土工程中共同作用的理念，弱化了针对建筑荷载分布情况布桩的常规思维模式。施工后经检测桩身完整性检测均合格，静载检验单桩承载力符合设计要求，竣工验收时建筑物沉降观测累计值为8.0~12.0mm。

　　3分析及探讨

　　随着社会经济日益发达，岩土工程事业取得了不俗的成就，岩土工程作为一门实践中求发展的学科，工程经验的累积尤为重要。超高层建筑的不断出现，促进结构工程进步的同时，也促使了岩土工程勘察手段及工艺的深度探索，勘察成果需要适应更大荷载、更大开挖深度的要求。岩溶地区工程建设面临最大的问题就是地基的复杂性，岩溶造成的空洞、地下暗河等不良地质现象，使得工程建设需要花费极大的代价进行处理，甚至不时出现工程事故。勘察技术手段的综合运用在应对复杂地质条件时显得尤为重要，对岩溶形成机理、地下水分布情况和动态发展规律的预判，为基础选型提供了重要的理论支撑，理论研究及地区经验的结合是工程项目成功的关键所在。在岩溶地区对深覆盖型溶洞尽量避免基础深埋，宏观上属于维持区域平衡、保障地质生态系统的做法，避免了很多次生灾害的发生。滨海地段尤其是建成区的工程建设，往往面临抛填块石、旧基础、地下管线、人类活动造成的近岸沉积物等诸多干扰因素，地下水赋存与运移受海域潮汐影响明显，查明其动态变化规律对工程建设有重大意义。沿海岸线一般也是构造发育区，需要从宏观和微观两个角度审视建设场地的适宜性，依据各种建设需求进行针对性的勘察工作。对地基总刚度的研究有利于从整体上把控超高层建筑的基础选型和变形控制，是结构分析的症结所在，也对勘察工作者提出了更高的要求。

　　4结语

　　通过上面的研究，明确了勘察技术工作的重要地位，勘察不仅是地质钻探和对土样的物理力学分析，也是对建设项目最初的整体控制，包含了安全、经济、合理三要素的工作。此外，作为勘察工作者，加强对结构的认识可以提出有利的建议，为工程建设赢得更大的经济效益，同时也为岩土工程的发展提供新思路。

　　《超高层建筑勘察及基础选型浅析》来源：《福建建材》，作者：谢鑫

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