建筑工程的岩土勘察及地基处理技术分析

成斌杰 山西省勘察设计研究院有限公司

1 前言

随着我国建筑高度不断提升，工程规模不断增大，建筑基础施工的重要性越来越凸显出来，科学完善的建筑地基施工离不开前期准确的岩土勘察工作。岩土勘察参数结果与真实情况符合度越高，越有利于建筑地基的设计和施工，从而有效提高工程项目的安全性和经济性。因此，在建筑工程前期阶段，要重点加强岩土勘察工作，并以此为基础做好建筑工程地基处理工作，给后续的工程推进奠定良好的基础。要保障建筑工程的施工质量和施工安全，就要做好岩土勘察工作，通过详细可靠的岩土勘察，了解施工地的地质、水文等条件情况，进而制定科学有效的施工方案。

2 岩土勘察重点内容

在建筑基础设计之前，需要对工程所在区域的土层结构特点和载荷性能进行充分的勘察，并收集到各项重要参数信息，并通过数据分析给出岩土特性评价，从而有效指导建筑工程的地基设计和施工。在岩土勘察过程中，主要工作内容包括以下几点。

2.1 岩土的稳定性和载荷能力勘察计算

岩土勘察的首要目标是明确岩土结构特点，并对岩土土质进行判断，根据不同的土体类别来给出建筑地基的设计建议。在勘察过程中，要对当地的地质数据材料和气候特点进行细致的分析，在已有的历史数据基础上开展岩土勘察工作，并结合建筑工程施工特点和载荷数据来对岩土的稳定性和载荷能力进行分析和判断，如果勘察结果发现工程目标区域岩土承载能力不足，需要进行夯实加固工作，进而确保岩土承载性能与建筑整体设计相匹配，保证建筑工程的安全顺利实施。

2.2 分析并确定土层液化指数

土层液化指数是影响建筑防震抗震性能的重要参数，在勘察过程中应该根据建筑抗震要求来深入细致的勘测土层液化沉陷敏感度，根据岩土勘察国标对勘测参数进行分类并加以计算，最终给出明确的液化指数作为建筑基础施工的参考依据[1]。

2.3 探明地下水体状态

建筑所在区域的地下水文特点和水体变化对工程基础会产生不同程度的影响，因此在进行岩土勘察时应该加强对地下水文系统的勘察工作，要探明全年最高、最低水位情况，明确地下水的流量流速以及补给区与排泄区位置，并明确岩土层的渗透系数。

2.4 给出基础施工建议

岩土勘察单位在完成勘察作业后，需要提供完善的数据资料和建议性结论，为建筑工程的地基施工提供科学的参考方案，对于无法满足建筑工程要求的土质，应该出相应的岩土加固建议措施，确保土层承载能力满足建筑工程整体设计需求[2]。

3 地质勘测的流程及技术要求

在岩土地质勘察之前，首先要全面掌握建筑工程总体设计规划图，了解目标工程项目的整体信息，并根据建筑工程工程量、高度、自重等重要参数来确定需要勘察的重点内容。在明确上述参数后，勘察人员应该积极收集建筑所在地的地质变化数据、区域气象资料等历史数据，这些数据能够充分反映出该地区土质和水文系统的动态变化情况，对勘察工作是非常有利的辅助材料。

在具体勘察过程中，首先是要查清土层地质特点，对存在不良地质的区域进行标注，同时对其成因和可能造成的影响予以详细分析，预测出不良未来的发展趋势，并结合工程设计规划来及时调整建筑施工方案。

第三步是要查明建筑场地地下水文系统情况。首先要对建筑场地的具体水土环境进行检测，对水体的腐蚀性进行分析，以免在以后建设过 程中水体腐蚀建筑物[3]。然后进一步了解地下水的水位高低及变化情况变化规律进行分析，为下一步地基的设计提供科学的依据。

4 主要的地基处理技术分析

4.1 地基处理技术概述

建筑地基的设计和施工应根据建筑整体结构、载荷以及地质参数综合展开。对于地质性能良好，承载性强的土质可以采用天然地基设计，利用自然岩土的承载力就可以满足建筑基础的需求，而不再用人工对土层进行加固。地质条件不好的地基土层，如软土土层力学性能较差，荷载承担能力不足，需要用人工方式进行加固处理，在进行加固时，应该重点考虑土壤被压缩后或因温度效应引起的体积变化，同时需要考虑土壤内部水分流失产生的内部塌陷问题。

另外，在进行地基处理时还需要重点关注两个因素：其一是地基的沉降值范围，理论上沉降值应小于基础形变最小值；其二是地基的稳定性，不能产生侧向的滑动。完善的地基处理技术对提升建筑安全稳定性和建筑使用寿命是至关重要的。

4.2 地基加固处理技术方法

针对岩土性能不能满足建筑工程基础施工的情况，应该对地基土质进行加固处理，一般常用的加固方法有三种，分别是夯实法置换垫层法和砂石桩法。

夯实法地基处理技术是指利用自重很高的机械设备对土层进行反复的夯实捶打，从而使土层密度更高，硬度更强，进而减少地基的形变量，提高建筑工程的稳定性。夯实法施工简便，便于操作，可以广泛应用于各种土质特点的建筑工程中。

置换垫层法是常用的软土地基处理技术，在具体实践应用中，首先利用挖掘机将土地的表层软土进行挖除，然后在挖除区域点入强度更高、耐腐蚀能力更强的砂土或灰土，然后再用夯实法将后填入的土石进行夯实平整，从而确保的建筑地基的稳定性，置换叠层法的技术要点在于填入砂土的配比[4]。

砂石桩法基础处理技术大多用于高层、超高层或建筑，此类建筑工程高度高，自重很大，对地基的承载力要求很高，普通的夯实法和置换叠层法难以满足地基加固处理要求是，应该选用砂石桩加固技术，砂石桩法的优点在于能够有效提升建筑地基的密度和抗剪性能，能够更好地抵抗基础受到的侧向力矩，这对于高层和超高层大型建筑来说尤为重要。在具体施工环节中，首先需要对建筑地基区域原有土层进行置换，然后利用振动、冲击或钻孔将地基区域形成深孔，再将砂石挤入孔中，形成直径较大、密度较大砂石桩体，砂石桩加固技术对于软土和松土土质的加固处理效果非常明显，能够极大地提升建筑地基的承载能力。

4.3 桩基础施工技术分析

桩基础地基施工技术是最广泛应用于高层建筑基础的一种地基处理技术，在近年来高速的城市化进程中发展迅速，施工技术越来越成熟，采用桩基础地基具有抗沉降性能好、稳定性高、抗震能力强的特点，而且具有广泛的适用性。在进行桩基础地基施工时，通常需要按照以下步骤展开。

首先是施工设备的准备工作，通常用到的设备包括螺旋打桩机、锤击打桩机以及静压打桩机，此外还需要使用混凝土搅拌机，在选择施工设备时，应该按照地基设计方案和周边环境特点来选择合适的设备，同时还要兼顾周边居民生活和环境污染问题，尽可能选择噪音小，扬尘少的施工机械设备。

其次是打桩施工，在进行打桩作业之前，要先平整地基区域的土层，并标明打桩位置，然后进行打桩试验，试验过程重点要检查桩体的垂直度、深度和承载能力，试验满足设计标准后再开始正式打桩。打桩一般按先深后浅、先大后小、先难后易的顺序进行。这种施工流程可以减少对成桩的影响，最大限度地保证工程质量[5]。在桩的运输和储存过程中，应注意不要损坏桩的质量，否则会直接影响工程地基的质量。同时，在施工的基础上，要注意不要影响周围的建筑物。在钻孔灌注混凝土或人工挖孔灌注混凝土柱时，应注意混凝土强度、浇筑厚度等，以保证基础柱的质量。

在桩基础质量控制环节，重点应该关注以下关键点：一是严格按照桩体设计图纸来校对桩体的长度和外径，确保桩体承载能力符合建筑整体载荷要求。二是要重点加强桩体垂直度的控制，确保桩体与建筑上层焊接可靠。三是严格控制泥浆配备和粘稠度，并控制灌注温度，从而防止桩体成型后出现裂缝问题。

最后，在施工过程中，要随时随地对桩基质量进行检测，一旦发现问题要及时处理，并详细了解问题产生的原因，并结合具体情况采取相应的解决办法。桩施工完成后，应对桩的承载力进行检测，对承载力不合格的桩及时进行补救，基础施工质量直接影响后续工程的整体质量，是施工过程中非常重要的环节，必须严格控制。

5 结束语

综上所述，岩土勘察是建筑地基设计施工的重要基础，在进行岩土勘察作业时，应该以建筑整体规划设计为指导，结合工程项目所在区域的地质和气象历史数据资料展开。

岩土勘察的重点在于要明确土质特点和承载力性能，确定土层液化指数，并尽可能探明地下水文情况，最后根据勘察结果给出建筑工程土层加固和基础设计的建议措施，在进行地基土层强化施工时，一般可根据工程实际需求采用夯实法、置换叠层法与砂石桩法，在进行桩基础施工过程中应该加强技术创新和质量控制工作，进而不断提升建筑工程地基施工质量。