一、高层建筑岩土工程勘察分析的内容
(一)场地地貌和地层结构
(1)调查场地地貌类型,查明场地地层结构和沉积序列。包括地形、地貌、地层的成因和时代,及各岩土构造、地质单元的划分。场地地形变化趋势和可能产生的不良地质作用及环境问题,对场地的稳定性、可能发生的工程地质问题提出评价和建议[1]。
(2)查明地下水的埋藏条件、流向和流量,评价对拟建建筑可能造成影响的地下水位变化幅度和地下水位埋深变化趋势。结合地下水类型、水质特征、地下水补给排泄条件,分析评价地下水对建筑地基基础和上部结构的影响。
(3)根据地形地貌和地下水条件,分析场地土类型及工程性质,提出场地土对建筑材料和建筑设备的腐蚀性建议。
(4)查明地下障碍物的分布范围和情况,分析地下障碍物对建筑物可能产生的危害。
(二)场地地基及基础类型
场地地基勘查主要是对场地的地基土进行评价,查明地基土的类型、物理力学性质及成因,分析地基土的变形、液化可能性及对桩基的影响,提出地基处理方案和基础型式,并提出建议。查明地基土中地下水位的埋藏深度、变化趋势,对基坑支护设计提供依据。评价施工过程中可能出现的问题和对环境影响[2]。图1为图1 高层建筑岩土工程的地质勘查工作。
图1 高层建筑岩土工程的地质勘查工作
(三)场地地下水类型和水位
场地地下水勘查主要是查明地下水类型、含水层的厚度、埋藏条件及变化规律,并评价对拟建建筑物的影响。其中,含水层的厚度是由场地范围内的水文地质条件确定的,含水层的埋藏条件是由地基基础类型和不同持力层情况确定的。在对场地进行勘察时,应注意分析地下水类型,对场地进行水文地质分析评价,并结合水文地质勘探资料和地面调查资料进行综合分析。在拟建建筑物基础范围内应查明含水层中水位埋深,分析含水层中水位变化对拟建建筑物影响的程度。当拟建建筑物位于潜水含水层中时,应查明地下水对工程施工难度的影响;当拟建建筑物位于承压水含水层中时,应分析承压水对地基基础稳定性的影响[3]。
(四)对不良地质现象的评价
(1)对地基土的液化可能性进行评价。计算液化指数,查明可能液化的范围及程度,当地下水位较高时,应查明地下水对桩基承载力的影响。
(2)对不良地质作用进行评价,包括对滑坡、泥石流、崩塌、地裂缝、岩溶和采空区等不良地质现象的调查与分析。对于岩土工程勘察中出现的各种不良地质作用,应分析其成因、危害程度以及发展趋势,对场地稳定性进行分析与评价。
(3)对地下暗河、洞穴等不良地质现象进行评价。分析其成因,发育规模及分布范围,对其可能对地基稳定和工程危害程度进行评价。
二、地基处理技术在高层建筑岩土工程中的应用
(一)换填垫层法
换填垫层法是目前我国岩土工程地基处理中应用最广泛的一种方法。其原理是通过将需要处理的地基挖除,然后利用其他材料对挖出的土体进行置换,从而形成一个厚度相对较大的垫层。垫层作为高层建筑岩土工程地基处理中的重要组成部分,主要有两种类型,分别是换填材料垫层法和基槽回填材料垫层法。在对高层建筑岩土工程地基进行处理时,首先应根据实际情况选择合理的材料进行置换。一般而言,当地基土层不深时,可利用碎石、砂石、砖等作为地基处理材料;当土层较深时,可利用土、砂砾、石屑等作为地基处理材料。其次应保证垫层厚度满足相关规定要求。如果土壤中含有大量的石块,则需要使用碎石或者砂砾来进行置换。此外,还需要注意垫层厚度应控制在20 cm以上,如果土壤中含有较多石块时,则应在碎石或砂砾之间插入土块。
(二)混凝土搅拌桩法
混凝土搅拌桩法主要是通过对地基土进行深层次地搅拌,形成一定的桩体,从而有效提高地基承载力,减少地基沉降。这种方法在应用过程中具有施工简单、成本较低、施工效率较高等优点,而且在施工过程中对环境影响较小。但是这种方法也有一定的局限性,主要体现在以下两个方面:(1)需要在软土层较深的地方应用。对于深厚软土地基来说,利用这种方法进行地基处理时存在一定困难;(2)搅拌桩不能长时间保持稳定状态。因此在进行处理时还需要结合实际情况,采用其他方法进行地基处理。
(三)高压喷射注浆法
高压喷射注浆法是利用钻机等施工设备,在地基土层中通过钻杆的旋转和提升,再利用高压设备对加固土层进行喷射,使加固层与原来土层之间产生较强的固结,从而提高地基承载力、减少沉降和变形。高压喷射注浆法主要适用于粘土、砂土、淤泥、粘性土以及砂性土等多种土质结构的地基处理。此外,该方法还适用于软土地基的加固和防渗等处理。
在进行高压喷射注浆法施工时,首先要选择好加固土类型,根据施工现场土质结构情况,科学选择相应的高压喷射设备,从而保证地基处理质量。此外,还应结合工程实际情况与技术要求来确定喷射参数及浆液配比等。同时,要注意浆液材料的选择,避免出现漏浆现象。
(四)旋喷法
旋喷法主要是将高压喷射注浆设备与灌浆装置通过高压管线连接,利用注浆钻头对岩土进行钻孔,并将浆液通过高压设备压入地层中,当浆液凝固后,会形成一个以钻孔为中心的圆形固结体。旋喷法主要适用于处理强度较低、固结变形小的粘性土和粉土地基。由于旋喷法的工艺较为复杂,需要专业技术人员进行操作,因此,应根据不同地基情况和施工要求合理选择旋喷法,在实际应用中应注意以下几点:(1)先通过试验确定旋喷法的注浆参数,然后再进行施工。(2)在进行旋喷法施工时,应及时向钻孔内注入水泥浆。(3)当进行旋喷法施工时,应严格按照操作规程操作。同时在进行旋喷法施工时应做好详细记录。
(五)深层搅拌桩法
深层搅拌桩法是一种处理软土地基的有效方法。它是利用水泥作为固化剂,通过特制的深层搅拌机械,在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理、化学反应,使软土得到加固。随着科学技术的发展,深层搅拌桩工艺也在不断改进和完善,其适用范围也越来越广泛。目前深层搅拌桩主要有两种,一种是水泥粉煤灰碎石桩(简称 CFG),另一种是水泥搅拌桩。这两种桩型都是通过将搅拌头深入到软土层中,在软土中进行强制搅拌来提高其承载力,并消除地基的不均匀沉降。相比于其他方法,深层搅拌桩法具有操作简单、成本较低、施工安全等特点。但其也存在一定的缺点。由于深层搅拌桩的加固深度有限,一般为10m左右,因此对于大面积的高层建筑来说,在进行地基处理时需要结合实际情况对其进行合理选择。
(六)注浆加固技术
注浆加固技术是一种在岩土工程地基处理中常用的技术,通过注浆技术可以将土体与浆液充分混合,将土体的强度和渗透性提高,从而达到加固地基的目的。在进行注浆加固技术时,要正确选择注浆材料和注浆设备,不同的设备对于注浆量、压力等都有不同要求。
在注浆控制环节,首先要对注浆孔进行布置,一般情况下,在基础边线外30 cm左右范围内布置注浆孔。其次要进行试抽压实验,在钻孔过程中要保证钻孔深度达到设计要求,并保证钻杆、钻头垂直于地面。最后要严格控制注浆量和压力。一般情况下,注浆压力应控制在2~4 MPa之间,浆液可采用水泥浆或纯水泥浆。为了保证注浆质量,在注浆过程中还要对灌浆压力、浆液浓度、注浆量等进行严格控制。
结语:综上所述,随着社会经济的快速发展,城市人口不断增加,城市用地越来越紧张,为了满足人们对高层建筑的需求,城市建设的发展需要大量土地。目前,建筑工程的高度不断提高,因此需要做好岩土工程勘察工作,充分了解地基的实际情况,选择合适的地基处理技术,才能保证建筑物的质量和安全。本文分析了岩土工程勘察、地基处理技术的应用及相关注意事项,希望对提高建筑工程质量有所帮助。
参考文献:
[1]袁增会,赵玉瓒.高层建筑岩土工程勘察分析及地基处理技术[J].四川建材,2023,49(10):43-45.
[2]呼延安娣.高层建筑岩土勘察分析及地基处理技术应用[J].居舍,2022,(08):48-50.
[3]邢文博.高层建筑岩土工程勘察分析及地基处理技术应用研究[J].中国住宅设施,2022,(02):142-144.