高层建筑岩土工程勘察分析及地基处理技术

摘要：随着建筑高度的不断增加，对地基承载力和稳定性的要求也日益提高。岩土工程勘察作为高层建筑设计与施工的前提，其准确性直接关系到建筑的安全与耐久性。本文将从岩土工程勘察的角度出发，分析高层建筑地基处理的关键技术，以期为相关领域提供有益参考。

关键词：高层建筑；岩土工程勘察；地基处理技术

1工程概况

武汉和纵顺业地产有限责任公司计划启动一项综合性建设项目，该工程包括住宅、商业、商务、办公以及小学设施。该项目坐落于江岸区西马街道，具体位置为解放大道东南侧、台北路西南侧、台东路西北侧以及西马名仕超高层住宅小区东北侧。项目规划总用地面积为8.83万平方米，其中住宅用地6.1万平方米，教育用地1.25万平方米，商服用地0.91万平方米，公用设施用地0.57万平方米。项目场地被划分为四个功能区域：R2地块为住宅用地、A33地块为教育用地、B1地块为商服用地，以及U21地块为公用设施用地。该综合项目计划建设多栋高层住宅楼、商务办公楼、泵站及办公楼、小学教学楼和幼儿园等设施。应建设单位的委托，武汉综合交通研究院有限公司负责该项目的详细勘察工作。新建居住、商业、商务项目的设计工作由上海设计研究院有限公司和武汉生态环境设计研究院有限公司共同承担；小学项目的设计单位则为中信建筑设计研究总院有限公司。

2高层建筑岩土工程勘察的要点

2.1场地稳定性勘察

场地的稳定性是高层建筑建设的基础。勘察人员需对项目所在地的地质构造、地震活动、岩土体的均匀性等进行详细调查。通过收集区域地质资料、进行现场地质测绘以及采用地球物理勘探等手段，查明场地内是否存在断层、滑坡、岩溶等不良地质现象。对于存在潜在地质灾害风险的区域，要评估其对高层建筑的影响程度，并提出相应的处理建议。例如，若发现场地存在断层，需分析断层的活动性和规模，判断其是否会对建筑的基础产生破坏，必要时需调整建筑的选址或基础设计方案。

2.2岩土体物理力学性质测试

岩土体的物理力学性质是决定地基承载能力和变形特性的重要因素。在进行地质勘察的过程中，必须通过一系列的测试方法，包括钻探、原位测试以及室内土工试验等，来获取岩土体的详细参数。这些参数包括但不限于密度、含水量、孔隙比、压缩性以及抗剪强度等关键指标。对于不同深度的岩土层以及不同类型的岩土体，需要进行细致的分层测试，以便准确地掌握其力学性能的变化规律。这些详尽的参数信息对于后续地基处理方案的设计至关重要。例如，通过分析岩土体的压缩性指标，可以预测和计算地基的预期沉降量，进而判断是否需要采取相应的地基处理措施来控制和减少沉降，确保建筑物的稳定性和安全性。

2.3地下水勘察

地下水的存在不仅会对岩土体的工程性质产生显著的影响，还可能对建筑基础的安全构成潜在的威胁，如侵蚀和腐蚀等。因此，勘察人员必须详细查明地下水的类型、水位变化规律、水质情况以及与地表水之间的水力联系。为了实现这一目标，通常会设置观测井，并通过定期监测地下水位的变化，来分析其在不同季节和降雨条件下的波动情况。对于那些具有侵蚀性的地下水，必须评估其对建筑基础材料可能造成的侵蚀程度，并据此提出有效的防护措施。这些措施可能包括选用耐腐蚀的基础材料、进行必要的防水处理，或者采取其他工程措施来保护建筑基础不受地下水的负面影响。

3高层建筑岩土工程地基处理技术的应用

3.1换填法

在建筑工程中，当遇到建筑场地的浅层地基土承载力不足或者其压缩性较大的情况时，通常会考虑采用换填法来进行相应的处理。换填法是一种有效的地基处理技术，它涉及将基础底面以下一定深度范围内的软弱土层进行挖掘移除，随后用强度较高、压缩性较低的材料进行回填，这些材料包括但不限于砂石、灰土等。通过分层夯实的方式，确保回填材料的密实度和均匀性，从而达到提高地基承载力、减少地基沉降量的目的。在本项目中，如果发现部分区域的浅层土质为软黏土，那么可以考虑采用换填法，将这部分软黏土置换为砂石垫层。通过这样的处理，可以显著增强地基的承载能力，确保建筑物的稳定性和安全性。

3.2强夯法

强夯法，这是一种非常有效的地基处理技术，它主要利用重锤自由落下的巨大冲击力，对地基土进行反复的夯实作业。这种方法的目的是为了显著提升地基土的密实度和强度，使其能够承受更大的荷载。特别地，对于那些由砂性土、杂填土等构成的松散地基，强夯法展现出了卓越的处理效果。在实际施工之前，必须仔细分析场地的地质条件，并结合设计要求来精确设定强夯作业的相关参数，这些参数包括锤重、落距、夯击次数等。为了确保强夯法的效果达到预期，通常会在现场进行试夯作业，通过试夯来检验强夯的实际效果，并根据检验结果对相关参数进行必要的调整和优化。在本项目中，如果遇到某些区域的地基土质为松散的砂质土，那么可以考虑采用强夯法来进行有效的地基处理。

3.3桩基础法

在建筑领域，当遇到地基土的承载力不足以支撑上部结构的重量时，桩基础便成为了一种非常实用且广泛采用的地基处理技术。桩基础的主要功能是将建筑物的荷载有效地传递到地下的深层坚硬土层或岩石层中，这样可以显著提升整个地基的承载能力，确保建筑物的稳定性和安全性。在众多桩基础类型中，预制桩和灌注桩是最为常见的两种形式。预制桩因其施工速度快、质量容易控制等优势而受到青睐；而灌注桩则因其可以根据具体的地质条件和建筑设计要求进行灵活的设计和调整，而具有极高的适应性。在本项目中，考虑到高层住宅楼和商务办公楼等建筑通常具有较大的荷载，采用桩基础技术是确保这些结构地基稳定性的理想选择。

3.4水泥搅拌桩法

水泥搅拌桩技术是一种广泛应用于地基加固的施工方法，它主要利用水泥作为固化剂，通过专业的深层搅拌机械，将水泥与地基土进行强制性的混合搅拌。在这个过程中，水泥与土之间会发生一系列复杂的物理和化学反应，最终形成一种具有相当强度和整体性的水泥土桩体。这种桩体不仅能够显著提高地基的承载能力，而且还能有效地减少地基在荷载作用下的沉降量。此外，水泥搅拌桩还具备一定的止水功能，能够作为止水帷幕，防止地下水的渗透。在本项目中，如果发现场地内有局部的软弱土层，例如淤泥、淤泥质土或粉土等，那么可以考虑采用水泥搅拌桩法来进行针对性的加固处理，以确保整个工程的稳定性和安全性。

4结语

高层建筑的岩土工程勘察和地基处理技术对于建筑的安全和稳定至关重要。通过对本项目的岩土工程勘察，准确掌握场地的地质条件和岩土体的物理力学性质，为地基处理方案的设计提供了可靠依据。在地基处理过程中，根据不同的地质情况和建筑要求，合理选择处理技术，能够有效地提高地基的承载能力，减少地基的沉降和变形，确保高层建筑的安全和正常使用。同时，在后续的施工过程中，还需要加强对岩土工程的监测和管理，及时发现问题并采取相应的措施进行处理，以保证工程的顺利进行和建筑的长期安全。

参考文献

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