地区高层建筑岩土工程论文

地区高层建筑岩土工程论文

1深基坑问题

1.1基坑支护问题

目前在呼市地区深基坑的开挖深度大致为9~14米(两层地下室),在这个深度范围内的地层主要由三层土组成,一是填土层,此类土层松散、稳定性差,在基坑开挖中最易发生坍塌现象,如位于呼市呼伦北路的某单位商住楼在基坑开挖中由于没有对填土层及时采取支护措施而造成了塌方事故,使得基坑边的自行车棚完全倒塌在基坑内;二是粉土(或粉质粘土)层,该层土一般出现在基坑的中上部,其自稳定能力较好,但遇到跑漏水、雨水冲刷、振动或坡项堆载等情况时需引起高度重视:三是粗砾砂层,是主要的浅层含水层,该类土低或无粘结性,其自稳定能力较差,当采取基坑降水措施后,土层失水后孔隙水压力消散,基坑开挖造成土层应力释放,加之土层风干失水、振动等因素的影响,极易出现塌落、流失现象,从而容易导致边坡失稳。常见的基坑支护型式重要有:排桩支护,桩撑、桩锚、排桩悬臂;地下连续墙支护,地连墙+支撑;水泥土挡墙;钢板桩:型钢桩横挡板支护,钢板桩支护;土钉墙(喷锚支护)等。其中钢筋混凝土桩类支护模式由于其存在工程造价高、施工周期长等不利因素而逐渐被人们遗忘,特别是在一些工程实践中,由于没有进行严格的岩土计算而照搬式地选用了悬臂式灌注桩支护结构,导致了一些边坡事故的发生,如内蒙古国航大厦和未建泛海大酒店等基坑工程就是由于部分支护桩断裂而造成了大面积基坑边坡倒塌。目前呼市地区应用比较广泛、施工工艺比较成熟的支护形式为土钉墙支护,该支护方式具育造价低、施工周期短、稳定性高及施工界面美观等优点。但值得注意的是在设计计算这一重要环节上,一定要考虑到足够的对边坡支护不利的各种因素,如坡顶大面积堆载、坡顶有大载重量汽车通过、从边坡上出水、地下防空洞及基坑隔年冻融等,应逐段进行设计计算,优化方案后才能慎重使用,决不可生搬硬套。

1.2基坑降水问题

据呼市近20年的水文观测资料来看,影响我们深基坑开挖的地下水水位并未发生太大变化,含水层水量非常丰富,这使得我们在深基坑开挖前必须进行基坑降排水工作。由于含水层渗透系数较大、水量较丰富,目前呼市市区比较适用的基坑降水方法为管井(深井)井点降水,而实践也证明了其适宜性与有效性。如我市超高层建筑“内蒙古大厦”和高层建筑群“东达城市广场”的基坑降水工程采用的就是管井井点降水,降水后确保基坑开挖至地面下14米(内蒙古大厦)和12米(东达城市广场)而未受到地下水的影响。但采用管井井点降水方法的同时也会引发一些问题,值得我们去研究解决,一是降水影响半径大,对周边既有建筑物容易造成沉降甚至是不均匀沉降、建筑物墙体开裂等严重后果;二是井点数量有限,无法对含水层内的粘性土夹层上的滞水进行彻底有效地抽排,从而造成边坡上的出水,容易诱发边坡塌方,而解决此类问题又是一项难度较大的工作,目前的解决方法大体是基坑支护时在边坡上预埋泻水管进行泻水或在基坑内进行明排,这样实际上对边坡稳定、坑内安全施工留下了隐患。

2高荷载问题

高层建筑相对而言荷载较大,地基压缩变形也大,对地基条件要求较高,如何处理好高荷载与地基承载力和变形之间的关系,则成为摆在我们岩土工作者面前的又一难题。选择合适的勘察方法和手段,科学合理地布置勘察工作量,根据工程具体情况来布置相应的室内外试验便成了解决问题的关键。高层建筑的勘察工作决不是简单地将钻孔深度加深了而已,而是应当更加全面系统地从岩土工程思想出发去布置完成相应的工作量,科学准确地提供设计计算所需的岩土技术参数和指标,进一步挖掘地基的潜力,从而更好地为工程建设服务。建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)规定:根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度,地基基础设计应符合下列规定:(1)所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定;(2)设计等级为甲级、乙级的建筑物,均应按地基变形设计;(3)设计等级为丙级的建筑物有下列情况之一时应作变形验算:①地基承载力特征值小于130kPa,且体型复杂的建筑;②在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大,可能引起地基产生过大的不均匀沉降时;③软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时;④相邻建筑距离近,可能发生倾斜时;⑤地基内有厚度较大或厚薄不均的填土,其自重固结未完成时。(4)对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等,以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物,尚应验算其稳定性;(5)基坑工程应进行稳定性验算。高层建筑的高荷载特点对地基承载力提出了更高的要求,作为勘察单位在高层建筑岩土工程勘察中,提供承载力指标时一定要将工作做的更多、更细、更全面一些,不能简单地依靠几个标贯数或室内土工试验数据,参考老规范中承载力表来确定承载力,而应对地基持力层和地基主要受力层提供载荷试验指标,据载荷试验来确定的承载力指标会更可靠、更切合实际些。高层建筑的高荷载必然会对地基产生较大的压缩变形,相应地建筑物会产生较大的沉降量。高层建筑岩土工程勘察项目负责人一定要具备主持大型勘察项目的技术水平和业务能力,对工程项目要有充分的了解和认识,这样才能在布置勘察工作量时有针对性,不至于无所适从。同时项目负责人一定要向外业技术人员和室内土工试验人员进行技术交底,做好相关室内外试验工作,科学准确地提供变形指标,并应对建筑物的最终沉降量作出估算。

3结束语

本文从不同侧面论述了和浩特地区高层建筑所涉及到的岩土工程问题,结合工程实例来说明在高层建筑岩土工程勘察、设计和施工容易出现的质量问题。实践证明,如果认真对待,做好勘察、设计、施工和反馈设计等各个环节,预先做好防范措施,未雨绸缪,是完全可以杜绝此类质量问题的发生。

作者:崔峥 单位:内蒙古建筑职业技术学院