6高层建筑岩土工程勘察

一.高层建筑的兴起和发展二.高层建筑的基础形式三.高层建筑的概念四.勘察成果如何执行好强条和规范五.介绍几个高层建筑的勘察报告JGJ72-90《高层建筑岩土工程勘察规程》于1991年8月1日起施行，到2004年10月1日起实施JGJ72-2004、J366-2004，已经过去了13个年头了。新高规3.0.4条规定:勘察方案（包括勘探点的布设）应由注册岩土工程师负责，这是第一次在规程中提出。高层建筑岩土工程勘察不仅要客观地反映工程地质条件，而是要为高层建筑的设计、施工和建设的全过程服务。在制定勘察方案、选择勘察手段和方法、进行岩土工程分析评价，提出的勘察报告应做到符合规程、技术先进、成果真实、评价合理、确保质量，应做到有针对性。提交成果报告时应以能解决好地基基础设计和施工所关心的岩土工程问题为原则。一、高层建筑的兴起和发展高层建筑与城市紧密相关，它是人口高度集中，土地不足而且地价高昂的自然产物。国际交往的日益频繁和世界各国旅游事业的发展，更促进了高层建筑的蓬勃发展。尤其是当前电子计算机在建筑结构设计上的广泛应用，为高层和超高层建筑的发展，提供了科学的基础。因此，高层建筑将成为国内外建筑设计的主要内容！。我国古代建造的不少高塔，就属于高层建筑。如1400多年前，即公元523年建于河南登封县的嵩岳寺塔，10层，高40m，为砖砌单简体结构。公元704年改建的西安大雁塔，7层，高64m。在国外，公元1100~1109年，意大利的Bologna城就建造了41座砖石承重的塔楼，其中有的高达98m。近代高层建筑是从19世纪以后逐渐发展起来的，1801年英国曼彻斯特棉纺厂，高7层，1883年美国芝加哥的11层保险公司大楼。从19世纪80年代末至20世纪初，一些国家又兴建了一批高层建筑，使高层建筑出现了新的飞跃。高度一跃而为20~50层，目前，美国的高层建筑数量最多，160m以上的就有100多幢。我国的高层建筑始于20世纪初。1922年建造了天津海河饭店（12层），至1937年，我国约建有10层以上的高层建筑35幢，主要集中在上海等沿海大城市。50年代，我国在北京、广州、沈阳、兰洲等地曾建造了一批高层建筑。60年代，在广州建造了27层、高87.6m的广州宾馆。70年代，广州于1977年建成的33层、高115m的白云宾馆。进入90年代高层建筑的层数及高度不断增加，超高层建筑在北京、上海、广州、深圳等开放城市大量出现。全国已经建成和基本建成的高度超过100m的超高层建筑，已有100多幛。二、高层建筑的基础形式高层建筑中的基础是整个房屋结构的重要组成部分。基础的造价约占总土建造价的10%~20%左右。基础工期往往占总工期的30%左右。基础设计是否合理影响整个建筑物的安全稳固。高层建筑中的基础形式很多，目前最常用的有筏型基础、箱型基础、桩基础、复合基础。1、筏型基础筏型基础又称筏片基础、板式基础。2、复合基础在桩上做箱基或筏基组成复合基础。3、箱型基础和桩基础。三、高层建筑的概念1、高层建筑的范围：根据我国《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》规定，8层及8层以上的民用建筑定为高层建筑范围。我国建设部《民用建筑设计通则》（JGJ37-87）中规定，高层建筑是指10层以上的住宅及总高度超过24m的公共建筑及综合建筑。按我国《高层民用建筑防火设计规范》的适用范围，高层建筑是指高度不超过100m的建筑物。美国CH汤顿（charlesHthornton）认为：40层及高152m以下为低高层建筑，152~365m为高层建筑，超过100层及高365m以上为超高层建筑。2、国际高层建筑的分类1972年国际高层建筑会议规建筑层数划分为四类：第一类高层：9~16层（最高到50m）；第二类高层：17~25层（最高到75m）；第三类高层：26~40层（最高到100m）；第四类高层：40层（100m以上）。3.国内几个规范.规程对高层建筑的划分A.新旧《高层建筑岩土工程勘察规程》对照:旧《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ72-90适用于8层以上50层以下的高层建筑，高度50m以上100m以下的重要构筑物和100m以上300m以下的高耸构筑物的岩土工程勘察。新《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ72-2004适用于高层、超高层建筑和高耸构筑物的岩土工程勘察，具体是：7-9层为中高层；10层以上和公共建筑及综合性建筑高度超过24m为高层（不包括高度超过24m的单层主体建筑）；建筑高度超过100m时，不论住宅或公共建筑均为超高层；高耸构筑物系指烟囱、水塔、电视塔、双曲线冷却塔、石油化工塔、贮仓等民用与工业高耸结构物。B.《建筑地基基础设计规范》GB50007—2010将30层以上的高层建筑，不论其体形复杂与否均列入设计甲级.这是考虑到其高度和重量对地基承载力和变形有较高要求，采用天然地基往往不能满足设计需要，而须采用桩基或进行地基处理。同时该规范中还规定体形复杂,层数相差超过10层的高低层连成一体的建筑物列入设计甲级.这是指在平面和立面上变化较大、体形变化复杂，且建于同一整体基础上的高层宾馆、办公楼、商业建筑等建筑物。4.高层建筑具有的四大特点(1)具有竖向荷载大(2)具有水平荷载大(3)基础埋置深(4)地基基础变形控制设计要求高四.岩土工程勘察成果如何执行好强条和规范A.在GB50021-2001勘察规范强条中:4.1.11.1条（搜集附有坐标和地形的建筑总平面图、场区的地面整平标高，建筑物的性质、规模、荷载、结构特点、基础形式、埋置深度、地基允许变形等资料），4.1.11.8条（判定水和土对建筑材料的腐蚀性）4.1.20.2条（采取土试样和进行原位测试数据不应少于6件、组），5.7.2条（应划分场地类别、划分对抗震有利、不利或危险地段）.7.2.2条（地下水位的量测）.B.在GB50011-2001抗震规范强条中:4.1.6条（建筑场地类别，应根据土层等效切波速和场地履盖层厚度按表4.1.6划分为四类等等）4.1.9条对场地岩土工程勘察的三条规定中的前二条规定（划分地段，提供场地类别和岩土地震稳定性评价）。岩土勘察报告书中不符合强条，规范，标准要求主要表现在以下八个方面，也可以说是质量问题。1、勘察目的及工程概况方面:这是我们布置工作量的主要依据，是2002版新强条4.1.11条和第14.3.3条（2001）勘察规范的规定，应该引起高度重视。勘察前，资料收集不全，任务不明确。有的报告中勘察目的表达不清楚，有的仅写了很简短的技术要求，应明确写出勘察目的。很多勘察报告工程概况中缺基础类型、结构、荷载等形式，缺基础埋深。少数报告未划分勘察等级。2、工作量布置方面:勘探点的间距和深度不能满足要求。有的报告勘探点未严格按建筑物角点布置，有的平面差4-5m的距离，未能控制住；有的工程桩基工程孔距偏大，达38-39m，超过了规范30m（或24m）以内的规定。天然地基工程孔距，详勘大者达54m，超过了规范35m以内的规定。有的工程勘探点的深度不够，12个钻孔中有7个钻孔未达到中风化岩层，仅进入强风化层（孔深为6.0～6.5m）而该报告又建议7.5m的挖孔桩，桩底到中风化岩层。有的报告书“工程地质评价”中第4条认为第③层和第⑤层粉砂层可作为建筑物桩尖持力层使用的结论，但其静力触探孔孔深未达第⑤层粉砂层，深度不满足设计要求，钻孔深度不符合规范规定要求。有的报告勘察手段单一，仅做了9个静力触探点，未对主要土层采取原状土试样，不符合2001规范4.1.202的要求。很多报告书未在前言中说明勘探点的布置原则，如控制性孔的数量，技术孔的数量，勘探点的间距等等。3.地层描述方面：有的报告描述不准确、不规范、过于简单。比如土层顶底板埋深没有描述；有的工程粘性土不描述状态；有的描述中有粉砂、细砂,结果在结论中却变成了中砂，粗砂。前后矛盾；对人工填土层，有的报告统一描写为填土，未将杂填土和素填土细划；对孔隙比大于１的应定为淤泥质粘土，却描述为粉质粘土；砂质粉土残积层定为Ｑ1el，应为Ｑel，不应为Q1地质年代；又如岩石描述上，未表明第⑤层灰岩的风化程度，其结论中Fa=3000Kpa的确定无依据。这些不规范的描述应该说是低级错误，不应该在成果报告中出现。描述成因较乱，如耕土定为Ｑ4ml（应为Qpd）。Ｑ3dl粘土不应描述稍密，其IL=0.04～0.11应为硬塑,而成果报告定为可塑。4、原位测试和室内试验方面土样和原位测试数量不够。有的报告静触数量不足６组，仅５组也进行了统计；有的报告标准贯入在粉土层中仅做了一次试验，数量不是偏少，而是太少，不能满足评价要求；有的项目中作标贯试验，其记录不规范，应按每10cm记录击数，直至30cm为止，记录标贯试验的总击数，而该报告未按10cm记录击数；动力触探试验错误地按标贯办法进行了，每一处的动触进尺仅20cm，数量太少。室内试验的土数不足６件的“通病”仍然存在，有的报告粉土层数量仅４个；有的报告岩石饱和抗压强度试验偏高（如中风化泥岩frk达５MPa以上）而且数量仅４个样，有的Ｑ3al老粘性土压缩模量（硬～坚硬）ＥＳ小于10MPa,显然不合理，试验值不准，不符合勘察规范中的规定。5、地下水评价方面：不重视地下水位资料的搜集。有的报告未将地下水初见水位和静止水位分开；有不少报告有地下水，而未取水试样做水质分析报告，均是根据区域资料判定地下水对砼无腐蚀性，土对钢结构弱腐蚀性或者是未判定土对建筑材料的腐蚀性，不符合2001规范4.1.118的规定，这里要注意第12.1.1条中规定“当有足够经验和充分资料，认定工程场地的土或水对建筑材料不具备腐蚀性时，可不取样进行腐蚀性评价”。有份报告文字工作量一节讲有一件水，取了一件水样，但未见其水质分析结果，完全是进行无根据的判定；有少数报告应测地下水水位，而未测地下水水位，如文字报告中说有地下水观测22次，但未见在图中或表中表示其实测地下水的深度及观测日期，不符合2001勘察规范7.2.2条的规定。有水无水都要说明。6、抗震评价及不良地质作用方面：根据参加省、市抗震设防质量检查12个项目按照检查的9项（见后面1--9）内容条款，勘察成果报告中的薄弱环节，主要表现在两个方面:一是对不利地段的勘察方面，未划分地段，不符合“强条”的要求。二是未按新规范要求计算等效剪切波速，或计算深度不够，未按覆盖层具体厚度划分场地类别的结果不够充分，甚至划分出错。主要是勘察人员对地震效应这一节怎么评价重视不够，也不熟悉这个强条的要求。抗震设防质量检查九条要点1、钻孔、取样和原位测试的数量、位置和深度；2、波速测试方法；3、液化土层中标贯试验的数量；4、不利地段的勘察；5、场地类别划分的准确性；6、液化评价的准确性；7、边坡地震稳定性评价；8、供时程分析用的土层参数的可靠性；9、对液化地基和不利地段的地基基础设计建议的合理性。有不少报告使用新的抗震规范，仅进行了确定场地类型，未判定评价场地属何地段，是有利还是不利地段，也未按新规范提供场地特征周期值及地震加速度；不符合GB50021-2001中4.1.6条和4.1.9条及5.7.2条的强条要求；有的报告地震效应评价中未划分场地类型，不符合规范的规定；对不良地质作用方面，不说明，更没有评价，不符合强条2001勘察规范14.3.3条的规定7、地基评价方面；对特殊性土：有份报告对Ｑ２老粘性土做了膨胀性试验，仅根据少数几个钻孔自由膨胀率试验结果，对整个三栋楼场地定为弱膨胀性，实际上只有局部的一栋建筑物地段有膨胀性，特别需要说的是这份报告错误地将20%的自由膨胀率的土也参加了膨胀性土层的统计，这是概念性的错误（膨胀土的自由膨胀率应大于40%）造成结论评价不准，不符合现行膨胀土规范第2.3.1条的有关规定；有一个项目作地基评价是将基岩作为桩基持力层，未作岩石坚硬程度、完整程度和基本质量等级评价，不符合2001勘察规范4.9.12的规定。在使用新规范方面，特别是少数报告使用新的地基基础设计规范GB50007-2010，没有按规定提供地基承载力特征值fak，设计等级为甲级没有提供载荷试验成果，乙级没有提供抗剪强度标准值（C