淺談高層建筑勘探孔深度的確定摘要：本文以某高層建筑為例，詳細(xì)描述了勘探孔深度的確定。關(guān)鍵字：高層建筑勘探孔深度控制性勘探孔深度地基變形引言民用建筑可按層數(shù)及建筑高度分為以下幾種：低層：1～3層（≤10m）；多層：4～6層（1024m）；中高層：7～9層（24～28m）；高層：10層及10層以上（≥28m）；超高層：100m以上。隨著社會(huì)的發(fā)展，高層及超高層建筑不斷的涌現(xiàn)，這就要求勘察工作者要熟練掌握高層建筑勘探孔的布置及深度的控制。下面筆者通過工程實(shí)例來探討高層建筑勘察孔深度的確定。1現(xiàn)行規(guī)范要求勘察方案的編制應(yīng)符合以下規(guī)范規(guī)定的要求：《巖土工程勘察規(guī)范GB50021-2001(2009年版)》中4.1.18、4.1.9：對(duì)高層建筑和需作變形驗(yàn)算的地基，控制性勘探孔的深度應(yīng)超過地基變形計(jì)算深度；高層建筑的一般性勘探孔應(yīng)達(dá)到基底下0.5～1.0倍的基礎(chǔ)寬度并深入穩(wěn)定分布的地層。地基變形計(jì)算深度，對(duì)中、低壓縮性土可取附加壓力等于上覆土層有效自重壓力20%的深度；對(duì)于高壓縮性土層可取附加壓力等于上覆土層有效自重壓力10%的深度。《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程JGJ72-2004》中4.1.4：控制性勘探孔的深度應(yīng)超過地基變形的計(jì)算深度。控制性勘探孔深度，對(duì)箱型基礎(chǔ)或筏形基礎(chǔ)，在不具備變形深度計(jì)算條件時(shí)，可按下式計(jì)算確定：dc=d+αcβb（4.1.4-1）一般性勘探孔的深度應(yīng)適當(dāng)大于主要受力層的深度，對(duì)于箱型基礎(chǔ)或筏形基礎(chǔ)可按下式計(jì)算：dg=d+αgβb（4.1.4-2）《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007中5.3.5規(guī)定：計(jì)算地基變形時(shí)，地基內(nèi)的應(yīng)力分布，可采用各項(xiàng)同行均質(zhì)線性變形理論。其最終變形可按下式進(jìn)行計(jì)算：（5.3.5）5.3.7規(guī)定：變形計(jì)算深度Zn，應(yīng)符合下式的規(guī)定。當(dāng)計(jì)算深度下部仍有軟弱土層時(shí)，應(yīng)繼續(xù)計(jì)算：（5.3.6）5.3.8規(guī)定：當(dāng)無相鄰荷載影響，基礎(chǔ)寬度在1m～30m范圍內(nèi)時(shí)，基礎(chǔ)中心點(diǎn)的地基變形計(jì)算深度可按簡化公5.3.8式進(jìn)行計(jì)算：Zn=b（2.5-0.4lnb）（5.3.8）2勘探孔深度的確定分析根據(jù)規(guī)范要求，控制性勘探應(yīng)超過地基變形的計(jì)算深度，所以，下面針對(duì)影響變形計(jì)算及計(jì)算深度的因素進(jìn)行分析：1）基礎(chǔ)寬度基礎(chǔ)寬度大小對(duì)壓縮層深度的影響較大，在相同荷載作用下，基礎(chǔ)寬度越大，地基壓縮層深度也越大。建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范中的簡化公式（式5.3.8）中，基礎(chǔ)寬度是表達(dá)式中唯一的變量，按照該規(guī)范條文說明，此表達(dá)式有實(shí)測及試驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持。此外，高層規(guī)范中的經(jīng)驗(yàn)公式法中也考慮了這一影響因素，鉆孔深度與基礎(chǔ)寬度成倍數(shù)關(guān)系。2）基礎(chǔ)埋深隨著城市的發(fā)展，地下空間的利用也成為了建筑設(shè)計(jì)的重要一部分?？拐?、人防和使用功能的要求，使得高層建筑一般都設(shè)有地下室。建筑地下部分層數(shù)及深度呈現(xiàn)增加的趨勢，勘探孔有效深度從基礎(chǔ)底面起算，基礎(chǔ)埋深越大，勘探孔的深度亦隨之增加。但地基變形計(jì)算時(shí)，基底壓力取荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合，隨著基礎(chǔ)埋深的增大，附加壓力相應(yīng)的會(huì)變小，計(jì)算的變形量也將隨之減小。3）基底壓力根據(jù)土力學(xué)理論，基底的壓力越大，地基中的附加應(yīng)力也就會(huì)越大，從而地基的壓縮變形也就越大，但隨著深度增加，附加應(yīng)力會(huì)發(fā)生衰減，當(dāng)衰減到一定程度時(shí)，其大小對(duì)地基變形就會(huì)沒有影響，該深度視為變形計(jì)算深度。4）地基土的壓縮性壓縮系數(shù)，可劃分為高、中、低三類，不同壓縮性的土，變形計(jì)算深度是不同的，壓縮性越高，相應(yīng)的變形計(jì)算深度越大。高層規(guī)范中的經(jīng)驗(yàn)公式法給出了一個(gè)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，在一定程度上體現(xiàn)了壓縮性對(duì)壓縮層深度的影響，自然界中完全均質(zhì)的地基很少，地基的壓縮層往往是由不同壓縮性的多層土組成，不同組合對(duì)地基變形計(jì)算深度會(huì)產(chǎn)生不同的影響，在一定條件下，持力層為壓縮性較高的土層，而下臥層壓縮性較低，這種地層組合比較容易達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，反之則亦然。5）計(jì)算點(diǎn)位置高層建筑平面形狀大多以矩形為主，也有方形、圓形及不規(guī)則形狀。在不同部位的地基中，其應(yīng)力分布和大小也是不同的，這就使地基壓縮層計(jì)算深度有所不同。通常情況下，基礎(chǔ)中心點(diǎn)計(jì)算深度最大，各邊上的點(diǎn)次之，角點(diǎn)的最小。因此，在布設(shè)不同部位的控制性勘探點(diǎn)深度時(shí)，也應(yīng)有所不同。例如，“塔樓及核心筒”中心點(diǎn)要求布置控制性勘探孔，深度相對(duì)就要大一些，常見的框架及框剪結(jié)構(gòu)的樓座，控制性勘探孔一般布置在基礎(chǔ)的角點(diǎn)，深度要求相對(duì)較淺。3勘探孔深度的確定實(shí)例3.1工程概況石家莊某工程擬建建筑物概況見下表：擬建建筑概況表表1建筑物名稱樓層數(shù)(建筑高度)預(yù)計(jì)基礎(chǔ)埋深（m）基礎(chǔ)大小結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)形式基底壓力（kPa）辦公樓主樓22F/2F（65.35m）7.018*42框架結(jié)構(gòu)筏板基礎(chǔ)3903.2參考地層資料收集臨近場地資料如下表：地層信息一覽表表2地層編號(hào)及巖性層厚（m）Es0.1-0.2Es0.2-0.4Es0.4-0.6Es0.6-0.8Es0.8-1.0①層填土1.0②層粉土4.08.90③層細(xì)砂4.512.0*④層粉土5.55.888.5111.5619.0522.43⑤層中砂10.020.0*⑥層粉質(zhì)黏土5.06.779.6312.4118.2623.15⑦層中粗砂20.025.0*3.3勘探孔深度的確定根據(jù)以上分析，勘探孔深度可按以下進(jìn)行確定：1）在設(shè)計(jì)條件具備的情況下，按上地基規(guī)范公式5.3.5進(jìn)行計(jì)算確定；2）在不具備變形深度計(jì)算條件時(shí)，只是對(duì)場地地層有大致了解時(shí)，可按高規(guī)4.1.4中經(jīng)驗(yàn)公式及勘察規(guī)范4.1.9中的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算確定；表4.1.4經(jīng)驗(yàn)系數(shù)αc、αg值土類值別碎石土砂土粉土粘性土（含黃土）軟土αc0.5~0.70.7~0.90.9~1.21.0~1.52.0αg0.3~0.40.4~0.50.5~0.70.6~0.91.0注：表中范圍值對(duì)同一類土中，地質(zhì)年代老、密實(shí)或地下水位深者取小值，反之取大值。3）僅對(duì)建筑的概況了解時(shí)，可采用5.3.8簡化公式法及勘察規(guī)范4.1.18規(guī)定估算。以上條件下的計(jì)算結(jié)果表表3計(jì)算方法5.3.5變形法4.1.18一般性孔4.1.4-1經(jīng)驗(yàn)公式法4.1.4-2經(jīng)驗(yàn)公式法4.1.9應(yīng)力法5.3.8簡化公式法zn勘探孔深度m18.6m25.0m24.9m17.1m22.1m24.0m最終的勘探孔深度可以上的計(jì)算結(jié)果做參考，并充分考慮地層的差異性及采用地基處理的方式，對(duì)鉆孔深度進(jìn)行相應(yīng)的加深處理，一般建議加深5.0m，對(duì)于復(fù)合地基的控制性鉆孔建議加深至10.0m。4結(jié)論通過上文的分析及工程實(shí)例試算，筆者認(rèn)為高層建筑勘探孔深度的確定可以從以下幾點(diǎn)來確定：1、當(dāng)有工程經(jīng)驗(yàn)可以收集到一下兩點(diǎn)信息時(shí)，可采用估算沉降量的方法來確定孔深，當(dāng)然在確定時(shí)，需充分考慮地層的變化，在計(jì)算結(jié)果上增加適當(dāng)?shù)纳疃取?）要收集上部結(jié)構(gòu)型式，上部荷載、基礎(chǔ)形式、基礎(chǔ)尺寸及地基形式等建筑物概況；2）收集相近工程的地層分布條件，土質(zhì)特點(diǎn)等地層信息；2、如果僅有建筑物概況，沒有詳細(xì)的計(jì)算條件，只是對(duì)場地地層有大致了解時(shí)，可以使用高規(guī)經(jīng)驗(yàn)公式法。3、如果缺乏工程地層經(jīng)驗(yàn)，僅有對(duì)建筑的概況了解時(shí)，可采用 基礎(chǔ)規(guī)范5.3.8簡化公式法估算，因?yàn)樵摴街谢A(chǔ)寬度是唯一的變量；同時(shí)要滿足勘察按規(guī)范4.1.18中的相關(guān)規(guī)定。總之，高層建筑勘探孔深度的確定涉及到的因素很多，也十分復(fù)雜，不僅包括地基土的不同組合，也有擬建建筑各種各樣的設(shè)計(jì)條件，同