建筑工程的巖土勘察及地基處理技術分析

成斌杰 山西省勘察設計研究院有限公司

1 前言

隨著我國建筑高度不斷提升，工程規模不斷增大，建筑基礎施工的重要性越來越凸顯出來，科學完善的建筑地基施工離不開前期準確的巖土勘察工作。巖土勘察參數結果與真實情況符合度越高，越有利于建筑地基的設計和施工，從而有效提高工程項目的安全性和經濟性。因此，在建筑工程前期階段，要重點加強巖土勘察工作，并以此為基礎做好建筑工程地基處理工作，給后續的工程推進奠定良好的基礎。要保障建筑工程的施工質量和施工安全，就要做好巖土勘察工作，通過詳細可靠的巖土勘察，了解施工地的地質、水文等條件情況，進而制定科學有效的施工方案。

2 巖土勘察重點內容

在建筑基礎設計之前，需要對工程所在區域的土層結構特點和載荷性能進行充分的勘察，并收集到各項重要參數信息，并通過數據分析給出巖土特性評價，從而有效指導建筑工程的地基設計和施工。在巖土勘察過程中，主要工作內容包括以下幾點。

2.1 巖土的穩定性和載荷能力勘察計算

巖土勘察的首要目標是明確巖土結構特點，并對巖土土質進行判斷，根據不同的土體類別來給出建筑地基的設計建議。在勘察過程中，要對當地的地質數據材料和氣候特點進行細致的分析，在已有的歷史數據基礎上開展巖土勘察工作，并結合建筑工程施工特點和載荷數據來對巖土的穩定性和載荷能力進行分析和判斷，如果勘察結果發現工程目標區域巖土承載能力不足，需要進行夯實加固工作，進而確保巖土承載性能與建筑整體設計相匹配，保證建筑工程的安全順利實施。

2.2 分析并確定土層液化指數

土層液化指數是影響建筑防震抗震性能的重要參數，在勘察過程中應該根據建筑抗震要求來深入細致的勘測土層液化沉陷敏感度，根據巖土勘察國標對勘測參數進行分類并加以計算，最終給出明確的液化指數作為建筑基礎施工的參考依據[1]。

2.3 探明地下水體狀態

建筑所在區域的地下水文特點和水體變化對工程基礎會產生不同程度的影響，因此在進行巖土勘察時應該加強對地下水文系統的勘察工作，要探明全年最高、最低水位情況，明確地下水的流量流速以及補給區與排泄區位置，并明確巖土層的滲透系數。

2.4 給出基礎施工建議

巖土勘察單位在完成勘察作業后，需要提供完善的數據資料和建議性結論，為建筑工程的地基施工提供科學的參考方案，對于無法滿足建筑工程要求的土質，應該出相應的巖土加固建議措施，確保土層承載能力滿足建筑工程整體設計需求[2]。

3 地質勘測的流程及技術要求

在巖土地質勘察之前，首先要全面掌握建筑工程總體設計規劃圖，了解目標工程項目的整體信息，并根據建筑工程工程量、高度、自重等重要參數來確定需要勘察的重點內容。在明確上述參數后，勘察人員應該積極收集建筑所在地的地質變化數據、區域氣象資料等歷史數據，這些數據能夠充分反映出該地區土質和水文系統的動態變化情況，對勘察工作是非常有利的輔助材料。

在具體勘察過程中，首先是要查清土層地質特點，對存在不良地質的區域進行標注，同時對其成因和可能造成的影響予以詳細分析，預測出不良未來的發展趨勢，并結合工程設計規劃來及時調整建筑施工方案。

第三步是要查明建筑場地地下水文系統情況。首先要對建筑場地的具體水土環境進行檢測，對水體的腐蝕性進行分析，以免在以后建設過 程中水體腐蝕建筑物[3]。然后進一步了解地下水的水位高低及變化情況變化規律進行分析，為下一步地基的設計提供科學的依據。

4 主要的地基處理技術分析

4.1 地基處理技術概述

建筑地基的設計和施工應根據建筑整體結構、載荷以及地質參數綜合展開。對于地質性能良好，承載性強的土質可以采用天然地基設計，利用自然巖土的承載力就可以滿足建筑基礎的需求，而不再用人工對土層進行加固。地質條件不好的地基土層，如軟土土層力學性能較差，荷載承擔能力不足，需要用人工方式進行加固處理，在進行加固時，應該重點考慮土壤被壓縮后或因溫度效應引起的體積變化，同時需要考慮土壤內部水分流失產生的內部塌陷問題。

另外，在進行地基處理時還需要重點關注兩個因素：其一是地基的沉降值范圍，理論上沉降值應小于基礎形變最小值；其二是地基的穩定性，不能產生側向的滑動。完善的地基處理技術對提升建筑安全穩定性和建筑使用壽命是至關重要的。

4.2 地基加固處理技術方法

針對巖土性能不能滿足建筑工程基礎施工的情況，應該對地基土質進行加固處理，一般常用的加固方法有三種，分別是夯實法置換墊層法和砂石樁法。

夯實法地基處理技術是指利用自重很高的機械設備對土層進行反復的夯實捶打，從而使土層密度更高，硬度更強，進而減少地基的形變量，提高建筑工程的穩定性。夯實法施工簡便，便于操作，可以廣泛應用于各種土質特點的建筑工程中。

置換墊層法是常用的軟土地基處理技術，在具體實踐應用中，首先利用挖掘機將土地的表層軟土進行挖除，然后在挖除區域點入強度更高、耐腐蝕能力更強的砂土或灰土，然后再用夯實法將后填入的土石進行夯實平整，從而確保的建筑地基的穩定性，置換疊層法的技術要點在于填入砂土的配比[4]。

砂石樁法基礎處理技術大多用于高層、超高層或建筑，此類建筑工程高度高，自重很大，對地基的承載力要求很高，普通的夯實法和置換疊層法難以滿足地基加固處理要求是，應該選用砂石樁加固技術，砂石樁法的優點在于能夠有效提升建筑地基的密度和抗剪性能，能夠更好地抵抗基礎受到的側向力矩，這對于高層和超高層大型建筑來說尤為重要。在具體施工環節中，首先需要對建筑地基區域原有土層進行置換，然后利用振動、沖擊或鉆孔將地基區域形成深孔，再將砂石擠入孔中，形成直徑較大、密度較大砂石樁體，砂石樁加固技術對于軟土和松土土質的加固處理效果非常明顯，能夠極大地提升建筑地基的承載能力。

4.3 樁基礎施工技術分析

樁基礎地基施工技術是最廣泛應用于高層建筑基礎的一種地基處理技術，在近年來高速的城市化進程中發展迅速，施工技術越來越成熟，采用樁基礎地基具有抗沉降性能好、穩定性高、抗震能力強的特點，而且具有廣泛的適用性。在進行樁基礎地基施工時，通常需要按照以下步驟展開。

首先是施工設備的準備工作，通常用到的設備包括螺旋打樁機、錘擊打樁機以及靜壓打樁機，此外還需要使用混凝土攪拌機，在選擇施工設備時，應該按照地基設計方案和周邊環境特點來選擇合適的設備，同時還要兼顧周邊居民生活和環境污染問題，盡可能選擇噪音小，揚塵少的施工機械設備。

其次是打樁施工，在進行打樁作業之前，要先平整地基區域的土層，并標明打樁位置，然后進行打樁試驗，試驗過程重點要檢查樁體的垂直度、深度和承載能力，試驗滿足設計標準后再開始正式打樁。打樁一般按先深后淺、先大后小、先難后易的順序進行。這種施工流程可以減少對成樁的影響，最大限度地保證工程質量[5]。在樁的運輸和儲存過程中，應注意不要損壞樁的質量，否則會直接影響工程地基的質量。同時，在施工的基礎上，要注意不要影響周圍的建筑物。在鉆孔灌注混凝土或人工挖孔灌注混凝土柱時，應注意混凝土強度、澆筑厚度等，以保證基礎柱的質量。

在樁基礎質量控制環節，重點應該關注以下關鍵點：一是嚴格按照樁體設計圖紙來校對樁體的長度和外徑，確保樁體承載能力符合建筑整體載荷要求。二是要重點加強樁體垂直度的控制，確保樁體與建筑上層焊接可靠。三是嚴格控制泥漿配備和粘稠度，并控制灌注溫度，從而防止樁體成型后出現裂縫問題。

最后，在施工過程中，要隨時隨地對樁基質量進行檢測，一旦發現問題要及時處理，并詳細了解問題產生的原因，并結合具體情況采取相應的解決辦法。樁施工完成后，應對樁的承載力進行檢測，對承載力不合格的樁及時進行補救，基礎施工質量直接影響后續工程的整體質量，是施工過程中非常重要的環節，必須嚴格控制。

5 結束語

綜上所述，巖土勘察是建筑地基設計施工的重要基礎，在進行巖土勘察作業時，應該以建筑整體規劃設計為指導，結合工程項目所在區域的地質和氣象歷史數據資料展開。

巖土勘察的重點在于要明確土質特點和承載力性能，確定土層液化指數，并盡可能探明地下水文情況，最后根據勘察結果給出建筑工程土層加固和基礎設計的建議措施，在進行地基土層強化施工時，一般可根據工程實際需求采用夯實法、置換疊層法與砂石樁法，在進行樁基礎施工過程中應該加強技術創新和質量控制工作，進而不斷提升建筑工程地基施工質量。