巖土工程勘察是工程建設(shè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，對高層建筑的巖土工程，其勘察的分析與評價(jià)工作尤為重要：①因?yàn)榈鼗燎闆r變化復(fù)雜；②因?yàn)榻ㄖ锾貏e是高層建筑基礎(chǔ)受力較復(fù)雜；③因?yàn)榛A(chǔ)方案選擇正確與否直接影響工程造價(jià)；④地基基礎(chǔ)方案涉及深基礎(chǔ)、淺基礎(chǔ)、復(fù)合地基、基礎(chǔ)托換、甚至基坑降水支護(hù)，要綜合考慮樁土共同作用、地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同協(xié)調(diào)等，在基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)中既要考慮上部結(jié)構(gòu)的形式、荷載和剛度，又要考慮工程地質(zhì)情況，還要考慮當(dāng)?shù)亟ㄖ牧霞笆┕l件。在高層建筑單位工程中占據(jù)越來越重要的地位，而地基基礎(chǔ)工程的結(jié)構(gòu)安全、施工質(zhì)量、工程進(jìn)度、對周圍環(huán)境的影響、地基基礎(chǔ)工程造價(jià)等因素都影響到了基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)形式的選擇，如何選擇一種既能滿足功能要求又經(jīng)濟(jì)合理，同時(shí)又滿足各種限制因素的地基基礎(chǔ)方案成為值得我們研究的問題。
1工程概況及工程地質(zhì)特點(diǎn)
某寫字大樓建筑平面尺寸為45mx52m，其中主樓長68m~寬42m，地上l5層，地下2層，為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑面積約4萬m2。設(shè)計(jì)采用嵌巖鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，地下水為第四系潛水和強(qiáng)風(fēng)化巖承壓水，水位埋深6．10～9．20m。根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，在勘探深度內(nèi)揭露的地基巖土體，主要由第四紀(jì)以來沖洪積作用形成的粘土、粉質(zhì)粘土與閃長巖全風(fēng)化層、閃長巖強(qiáng)風(fēng)化層及中風(fēng)化巖層組成。
2樁基礎(chǔ)主要巖土工程技術(shù)特點(diǎn)
本工程樁基礎(chǔ)(包括支護(hù)樁)為嵌巖鉆孔灌注樁，由于其穿過全部覆蓋層，全斷面嵌入基巖，可以充分利用基巖的承載性能而提高單樁承載力，且樁端持力層是壓縮性很小的基巖，其單樁的沉降也不會因群樁效應(yīng)而增大，群樁承載力不會因群樁效應(yīng)而明顯降低，以嵌巖樁為基礎(chǔ)的建筑物比其他基礎(chǔ)型式的建筑物地震反應(yīng)更輕微，抗震性能更好。
3高層建筑巖土工程勘察的分析及施工要點(diǎn)
3．1原材料質(zhì)量和鋼筋籠焊接、混凝土制備控制
原材料質(zhì)量是所有工程包括樁基工程都必須嚴(yán)格控制的重要環(huán)節(jié)，樁基工程主要是對砂子、石子、水泥、鋼筋、混凝土質(zhì)量的控制。控制措施上嚴(yán)格實(shí)行材料進(jìn)場報(bào)驗(yàn)制度，對砂子、石子以外觀檢驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)為主，對水泥、鋼筋、混凝土質(zhì)量必須進(jìn)行外觀、資料和實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，不合格材料嚴(yán)格禁止進(jìn)場使用。根據(jù)水下灌注混凝土的特點(diǎn)，混凝土須具有良好的和易性，坍落度控制在18O～220ram。
3．2對勘探深度的要求
要求更詳細(xì)準(zhǔn)確地了解地層結(jié)構(gòu)，掌握其變化。這不僅是計(jì)算沉降、預(yù)防傾斜的要求，也是基礎(chǔ)類型選擇與設(shè)計(jì)的需要。這是深基坑開挖設(shè)計(jì)【j施工的需要。①勘探點(diǎn)間距要小，以滿足掌握地層結(jié)構(gòu)在縱橫兩個(gè)方面的變化和分析橫向傾斜可能性的需要，間距一般15～35m；若預(yù)期采用一般樁基，則間距為10—30m；若采用大直徑樁，一樁一孔或一樁多孔，則每孔都要勘察。②勘探點(diǎn)深度要深。由于壓縮層的下限要比一般建筑物的基礎(chǔ)深得多，為了沉降計(jì)算的需要，一般應(yīng)有不少于勘探孔總數(shù)1／2的控制孔深度達(dá)到和超過預(yù)計(jì)的壓縮層深度。不過，有時(shí)壓縮層深度不是決定勘探點(diǎn)深度的惟巖有高壓縮性土層等情況，勘探點(diǎn)深度要加深。③水文地質(zhì)條件要查明依據(jù)。如采用樁基或樁，由于基坑的深度往往較深，因而不但有施工降水和開挖方法問題，而且有支護(hù)結(jié)構(gòu)類型的選擇與設(shè)計(jì)，防止坑底發(fā)生隆起破壞、坑外土體的過量變形等問題。
3．3按持力層層面坡度的均勻性評價(jià)
根據(jù)建筑周邊各鉆孔之問持力層層面高程差計(jì)算坡率，坡率大于1O％為不均勻；小于10％為均勻，經(jīng)計(jì)算在場地西南角，孔間坡率分別為11．1l％和13．12％，存在不均勻性，因土質(zhì)及厚度變化較大所致。按地基持力層和下臥層在寬度方向上均勻性評價(jià)：存擬建主樓三條剖面上進(jìn)行了持力層和F臥層在寬度方向上的厚度差計(jì)算，當(dāng)厚度差值大于0．05b(b為基礎(chǔ)寬度)為不均勻地基。
3．4按壓縮層內(nèi)各土層壓縮模量評
價(jià)地基寬度方向上的均勻性根據(jù)本地區(qū)建筑經(jīng)驗(yàn)將鉆孔各土層的變形模量按經(jīng)驗(yàn)公式Es=EO／I．1換算成壓縮模量，再按各土層厚度與壓縮模量進(jìn)行加權(quán)平均，求得單孔壓縮模量加權(quán)平均值進(jìn)行評價(jià)計(jì)算，采用評價(jià)剖面兩端鉆孔壓縮模量差與壓縮模量之和的1／20相比，若后者小于前者為不均勻地基。經(jīng)計(jì)算剖面Es9一Es3=l1．36MPa，(Es9+Es3)／20=4．17MPa，故呈現(xiàn)了不均勻性，產(chǎn)生不均勻的原因是ZK9鉆孔在下臥層中細(xì)砂層厚度大、壓縮模量低所致。
4樁型選擇和樁長的確定
綜合本地工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)及建筑物的衙載條件，適宜的樁型有預(yù)制樁、預(yù)應(yīng)力管樁及鉆孔灌注樁，本工程樁型可本工程深基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中800mm鉆孔灌注樁，樁頂相對標(biāo)高一1O．20—120m，主要以閃長巖中等風(fēng)化巖為樁端持力層，且要求：當(dāng)樁長≥l9m時(shí)，樁端進(jìn)入持力層深度保證大于2000mm；當(dāng)樁長<19m時(shí)，樁端進(jìn)入持力層深度保證≤3200mm。單樁承載力設(shè)計(jì)值5000kN。對該部位樁基，設(shè)計(jì)要求在保證樁長大于28m時(shí)，其單樁承載力設(shè)計(jì)值為38o0kN。樁身混凝土強(qiáng)度為C25。鋼筋籠直徑為680mm，配筋為：主筋12+20通長配置；螺旋箍筋為68@100(樁頂以下1500mm范圍內(nèi))和68@200；加強(qiáng)箍筋為612@2000。設(shè)計(jì)樁數(shù)361支。其中布置3組靜載荷試驗(yàn)樁，試錨樁全部為工程樁。
5質(zhì)量控制與驗(yàn)收
5．1泥漿比重、泥漿粘度和清孔清渣控制
本工程主要采用泥漿護(hù)壁正循環(huán)成孔施工工藝，泥漿比重和粘度控制對鉆孔護(hù)壁、土層和入巖段側(cè)摩阻力發(fā)揮、控制孔底沉渣，發(fā)揮樁端阻力至關(guān)重要。將其作為重點(diǎn)監(jiān)控點(diǎn)之一加以控制，利用泥漿比重儀和粘度儀測試，開鉆前制備泥漿比重控制在1_l8左右，粘稠度控制在21s左右；鉆進(jìn)風(fēng)化巖層前再次測試，比重控制在不超過I．25，粘度22s左右，保持至終孔并沖孔清渣全過程。
5．2混凝土水下灌注和成樁質(zhì)量控制
混凝土水下灌注必須保證初灌成功、灌注過程連續(xù)、正常，控制導(dǎo)管提升標(biāo)高和提拆節(jié)奏，防止斷樁，并在混凝土的初凝時(shí)間內(nèi)完成灌注，以確保成樁混凝土膠結(jié)良好，無松散、夾泥或分層現(xiàn)象。首先檢查混凝土出廠單。包括混凝土等級、坍落度、發(fā)車時(shí)間等是否滿足要求。對坍落度不符合要求或攪拌不均勻和易性差等對質(zhì)量有影響的混凝土作退貨處理，以免出現(xiàn)澆筑事故。確保混凝土初灌后導(dǎo)管的埋深達(dá)到規(guī)范要求的0．8m以上。
5．3樁基驗(yàn)收
三組試樁在達(dá)到試壓齡期要求后，及時(shí)組織試壓，全部達(dá)到了設(shè)計(jì)要求；基坑開挖破樁后，根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94—94)、《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》(JGJ106—2003)要求，對樁位中心、樁頂標(biāo)高復(fù)核及樁頭混凝土、鋼筋檢查，均滿足要求，混凝土試塊強(qiáng)度評定合格。設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、業(yè)主、檢測單位及質(zhì)監(jiān)部門共同驗(yàn)收，結(jié)果為：樁基各檢驗(yàn)批、各分項(xiàng)驗(yàn)收合格，質(zhì)量控制資料完整，樁基檢測結(jié)果符合設(shè)計(jì)、規(guī)范要求，樁基驗(yàn)收合格。
