高層建筑巖土地基處理技術(shù)研究

裴巧玲

（西安建筑科技大學(xué)華清學(xué)院， 陜西 西安 710043）

1 高層建筑巖土地基加固處理的必要性

近年來(lái)，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快，推動(dòng)了建筑業(yè)的發(fā)展，各類建筑工程大幅度增多，其中又以高層建筑居多。由于我國(guó)的建設(shè)用地比較有限，從而使得部分高層建筑不得不在巖土地基上進(jìn)行建造，而此類地基比較特殊，所以在高層建筑施工前，需要對(duì)巖土地基進(jìn)行加固處理。對(duì)于高層建筑巖土地基而言，加固處理是不可或缺的一項(xiàng)重要工作，施工單位必須對(duì)此項(xiàng)工作予以高度地重視，并采取科學(xué)合理、切實(shí)可行的方法和措施，確保巖土地基經(jīng)過(guò)加固處理后能夠達(dá)到預(yù)期中的效果。部分施工單位在以往的高層建筑施工中，對(duì)巖土地基的處理工作沒(méi)有予以足夠的重視，由此使得地基上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量受到嚴(yán)重影響。而通過(guò)對(duì)巖土地基進(jìn)行加固處理，在處理技術(shù)合理的前提條件下，選取有效的材料，并對(duì)加固時(shí)間進(jìn)行控制，可以達(dá)到預(yù)期的處理效果，隨著巖土地基穩(wěn)定性的提升，其上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量得到了保障。綜上，在高層建筑建設(shè)施工中，對(duì)巖土地基進(jìn)行加固處理尤為必要。

2 高層建筑巖土地基處理技術(shù)

2.1 巖土地基的處理方法

大體上可將巖土地基的加固處理方法分為兩大類，即軟弱部分的處理和壓縮性低部分的處理。對(duì)前者進(jìn)行處理的主要目的是使其適應(yīng)堅(jiān)硬的部分，對(duì)于此種情況，可以采用的處理方法和措施有以下幾種：局部開(kāi)挖、換填，也可以通過(guò)梁板跨越的方法進(jìn)行處理。工程實(shí)踐表明，這種處理方法效果較好，唯一的不足是造價(jià)較高。對(duì)后者進(jìn)行處理的主要目的是解決不均勻沉降問(wèn)題，常用的處理方法有石屑褥墊層法。使用該方法對(duì)巖土地基進(jìn)行處理的過(guò)程中，需要對(duì)墊層的厚度進(jìn)行合理確定，不宜過(guò)厚，也不能過(guò)薄，石料可以選用碎石或級(jí)配良好的卵石，若是選用石屑，墊層的厚度應(yīng)當(dāng)控制在30cm以內(nèi)。

2.2 工程實(shí)例

2.2.1 工程概況。某高層建筑位于該市中心繁華地段，由主樓和裙房?jī)刹糠纸M成，其中主樓為27層，裙房為2層，總建筑面積約為2.15萬(wàn)m2。主樓設(shè)有地下室。該高層建筑的場(chǎng)地較為平坦，地基土層自上而下的基本情況如下：最上層為新近的沉積土，土層的厚度約為0.4-2.7m左右，其下為膨脹土，土層的厚度約為4.7-26m左右，再下層為碎石土，土層的厚度約為0.5-2.7m左右，最下層為灰?guī)r，巖溶較為發(fā)育，并且存在數(shù)量較多的溶洞，其最大直徑約為2.0m。由物探結(jié)果可知，基巖的埋深情況為南面淺、北面深，高層建筑主樓部分所處的基巖面起伏較大，最大的幅度約為 13.8m左右，而裙房部位所處的基巖面相對(duì)比較平緩。由于本工程中的裙房只有 2層，并且沒(méi)有地下室，所以基礎(chǔ)的埋深深度較淺，設(shè)計(jì)單位給出的方案為十字交叉梁基礎(chǔ)，其底部不與基巖面發(fā)生直接接觸，而是在基底下鋪設(shè)砂墊層，使地基達(dá)到均勻性的要求。因?yàn)楦邔又鳂遣糠值南浠裨O(shè)的深度較深，加之巖土地基本身較為復(fù)雜。因此，下面重點(diǎn)對(duì)這部分地基的處理技術(shù)進(jìn)行分析。

2.2.2 處理方案與技術(shù)要點(diǎn)。在該高層建筑主樓的西北角處存在基巖深溝，為使地基能夠避開(kāi)深溝，經(jīng)過(guò)研究后，決定將主樓向南平移 12m，地基基礎(chǔ)選用的是箱式基礎(chǔ)。隨后結(jié)合施工圖紙，對(duì)基坑進(jìn)行開(kāi)挖，當(dāng)挖至-5.0m的深度后，對(duì)基坑進(jìn)行釬探，由釬探結(jié)果得知，地基下部基巖的起伏變化比地質(zhì)勘察報(bào)告中給出的數(shù)值大很多，由此可能會(huì)導(dǎo)致箱基的受力狀態(tài)不均勻，從而影響到上部主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。不僅如此，在鉆孔釬探時(shí)，還發(fā)現(xiàn)了土洞，與箱基底部的距離大約在10m左右，土洞的寬度為1.5-2.0m。如果高層建筑建成投用后，地下水位出現(xiàn)變化，則會(huì)導(dǎo)致土洞被水沖刷而擴(kuò)大，雖然與箱基底部存在一定的距離，但隨著上部結(jié)構(gòu)荷載的不斷增大，可能會(huì)對(duì)箱基造成影響。針對(duì)這一情況，經(jīng)過(guò)研究后，決定采取如下方法進(jìn)行處理：

①基巖處理。由于基巖表面具有較大的坡度，加之局部存在隆起的石芽，同時(shí)，基巖表面還存在程度較大的傾斜面，由此導(dǎo)致基底上層的薄厚不均，因此，在充分考慮基巖面土層厚度變化等情況，可能造成箱基不均勻沉降的前提下，決定采用以下處理方法：通過(guò)小炮將隆起的基巖炸去1.3m，并在其上施作厚度為1.0m的砂墊層，然后以分層的方法進(jìn)行夯實(shí)，從而使其與箱基底部保持平齊。為避免箱基底部不均勻沉降問(wèn)題的發(fā)生，在基底鋪設(shè)厚度30cm的石屑褥墊層。在巖土地基處理中，褥墊層法是簡(jiǎn)單常用的方法之一，可達(dá)到良好的處理效果。褥墊層法施工所選用的材料包括碎石、粗砂、石屑、級(jí)配卵石等，根據(jù)具體的地基處理要求，選用不同的施工材料。在調(diào)整地基壓縮性時(shí)，可選用粗砂、碎石作為褥墊層材料；在處理軟硬不一的地基時(shí)，可選用石屑、級(jí)配卵石作為褥墊層材料，避免地基出現(xiàn)不均勻沉降變形。在澆筑混凝土基礎(chǔ)墊層時(shí)，若褥墊層材料為碎石、石屑，則要適當(dāng)降低混凝土的水灰比，避免因褥墊層滲入水泥造成材料膠結(jié)，阻礙材料自由運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致巖土地基施工質(zhì)量偏差。若褥墊層材料選用粗砂、級(jí)配河砂、卵石等，可采用正常的混凝土水灰比。

②土洞處理。在本工程中存在土洞，對(duì)此需要采用相應(yīng)的方法進(jìn)行妥善處理，在鉆孔釬探確定土洞位置后，采用密布鉆孔的方式，查明土洞的大小，然后通過(guò)壓水測(cè)試，檢驗(yàn)鉆孔水道是否暢通，進(jìn)而對(duì)土洞的性質(zhì)進(jìn)行確定。檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，土洞為活土洞，即走水的土洞。在對(duì)此類土洞進(jìn)行處理的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)遵循疏導(dǎo)地下水的原則，具體的處置措施如下：從基坑底部向下開(kāi)挖，直至挖到洞頂為止，然后將洞內(nèi)的泥沙全部清除干凈，并以分層的方法，在洞底鋪筑厚度為2.3m左右的塊石，再其上鋪筑厚度為3.3m左右的碎石，達(dá)到洞頂高度后，填入灰土并進(jìn)行夯實(shí)處理。

③地質(zhì)勘察。在高層建筑物施工之前，要針對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)條件進(jìn)行勘察，全面掌握巖土地基情況，為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供詳盡的地質(zhì)報(bào)告。在地質(zhì)勘察中，要適當(dāng)提高布孔密度，延伸探測(cè)深度，使探測(cè)深至巖層面500mm。在初步獲取地質(zhì)勘察資料之后，還要在基坑開(kāi)挖施工階段進(jìn)行再次勘探，重點(diǎn)探測(cè)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的部位，加密鉆孔，全面掌握復(fù)雜地質(zhì)情況。此外，還可采用地震波等物理方法對(duì)建筑場(chǎng)地的地質(zhì)情況進(jìn)行探測(cè)，根據(jù)探測(cè)情況布孔，進(jìn)行物探。在實(shí)際勘察中，可結(jié)合運(yùn)用物探與地質(zhì)勘探方法，更加清晰地掌握巖土地基地質(zhì)構(gòu)造。

3 結(jié)論

綜上所述，在高層建筑施工建設(shè)中，常常會(huì)遇到巖土地基，為有效避免此類地基對(duì)施工帶來(lái)的影響，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，選取相應(yīng)的方法，對(duì)巖土地基進(jìn)行妥善處理。本文以工程實(shí)例為依托，對(duì)巖土地基處理技術(shù)進(jìn)行分析，經(jīng)過(guò)處理后，使影響程度降至最低。在未來(lái)一段時(shí)期，應(yīng)當(dāng)加大對(duì)巖土地基處理技術(shù)的研究力度，除對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和完善之外，還應(yīng)當(dāng)開(kāi)發(fā)一些新的處理技術(shù)，從而使其能夠更好地為高層建筑建設(shè)服務(wù)。