浅析工程地质勘察在高层建筑中的应用

来源:用户上传      作者:

　　摘要：经济发展的迅速带来了城市住房的紧张，从而加快了城市高层建筑的建设。明显的是住房的建设在加大力度，住房中地基的建设也暴露了问题，本文从地基承载力、地质建材，地质灾害等方面探讨了地质对高层住宅建筑设计的重大影响。
　　关键词：地质勘察；地基承载力；高层
　　地质环境条件是影响住宅建筑设计的重要因素之一，分析地质因素对住宅建筑设计的影响，探讨地质学原理在住宅建筑设计中的应用，不但具有理论价值，而且对于住宅的建设工作也十分重要。
　　现今,随着城市建筑物的日益增多,尤其是高层建筑不断增多。根据高层建筑使用功能不同，可以分为居住高层建筑、工业高层建筑、公共高层建筑等。对于高层建筑，最引人注目的是居住型高层建筑。家庭住宅高层建筑是建立特定范畴基础上的居住型高层建筑，是为了满足家庭生活需要，利用技术手段创造的建筑物。高层住宅在传统大城市里受到青睐，显示高层住宅具有较大的市场需求和发展潜力。高层住宅楼设计是一项复杂的、综合的系统工程，住宅建造设计工作十分重要。高层住宅建筑设计必须根据使用要求，通过调查研究拟订出高层住宅建筑的建造方案。另外，高层住宅建筑与周围的环境是一个统一的整体，而且高层住宅建筑环境有其人文背景，所以在高层住宅建筑设计中，需要统筹考虑。影响高层住宅建筑设计的环境因素比较多，其中地质条件是影响住宅建筑设计最重要的因素。本文主要从地基承载力、地质建材、地磁场效应、地震灾害等方面讨论地质条件对高层住宅建筑设计的影响。并对将来高层住宅楼设计发展中的前瞻性问题提出设计建议，最后对高层居住外部环境的发展趋势做出展望。
　　一、高层住宅楼与地质的关系以及其特点
　　过去由于构成建筑物的材质与技术手段的制约，住宅楼大多局限于土木石砖等比较原始材料，大都陷于底层空间的多层建筑。随着经济高速发展及城市人口的普遍增长，建筑理念的更新以及城市社会功能的多样化发展，现代建筑的形式发生了巨大变化。当今世界各地修建的各类高层住宅楼技术先进，同时具有很强的艺术性。目前，许多高层住宅楼高度越来越高，组成纵横交错的复杂空间，已经相当于过去多种功能组合起来的复杂建筑群。此外，充分接近自然等更具人性化的高层住宅楼正被许多设计师所采用。但是由于高层住宅楼的地质勘察研究滞后，造成高层住宅楼建造难以实施；一旦发生地质灾害，极易造成较大的损失及伤亡事故。所以高层住宅楼对建筑的工程地质勘探设计提出了更高的要求。
　　二、地基承载力的特点
　　住宅建筑与土层直接接触的部分是基础，因此，基础的作用就是承上传下地传递荷载。房屋的屋顶、楼板层、墙壁等组成部分的荷载，最后都通过承重墙传给了基础。所以，所选用的材料必须要有足够的强度。而基础又把建筑物的全部荷载传到承受荷载的地基上，以承受荷载和地基的反作用力。并且地基不能经受地下水等的侵蚀，或者产生不均匀沉降。如果地基受到破坏，房屋就会产生裂缝、倾斜，甚至倒塌。所以与地基承载力有关的基础设计是否合理相当重要。基础所选择的形状应尽量使建筑物的荷载能够均匀地传到地基上。因此，基础的设计直接关系到住宅建筑的安全使用和造价投入。
　　由于地基土的承载能力一般都要比砖、石、混凝土等基础材料的抗压能力差得多。在同样的地基承载能力条件下，基础通常做成逐步加宽的形式，以扩大基础底面与地基直接接触的面积，使基础传给地基的单位面积上的压力减小，而能与地基的承载能力相适应。对于工程地质条件比较复杂的场地，地质较差的地方布置绿地，地质较好的地方布置高层建筑，在交界的地方布置高层建筑应注意，让一幢高层建筑跨越两种性质的土层是不合理的。如果建筑上部荷载较大，基础的底面积也应相应的增大，可以通过加固、打桩等办法来改善地基的承载能力。同理，即使上部荷载相同，在承载力较高的岩土层埋深较浅的地段要充分发挥其承载力，基础也应当以不同大小的底面积去适应地基的不同的承载能力。
　　三、地质建材对住宅的影响
　　高层住宅楼的建材都直接或间接与区域地质状况有关，被统称地质建材。地质建材比较笨重，搬运不便。地质环境提供了石、土、砖、瓦等建材，所以当地大兴土木时，除了加工制作产品，大部分属于未经制作的原始材料，建筑高层住宅楼是就地取材。在施工时一般只需在建筑现场加工便可使用。这对于形成高层住宅建筑结构特色十分有意义。
　　我国高层民居建筑普遍采用梁柱式构架结构，这种结构对太阳能的应用不是十分有利。国外认为被动式太阳能采暖与制冷技术将是下世纪建筑设计的方向。目前，国外正在试验太阳能集热式墙体，由两层保护性玻璃和中间透明塑料体复合而成，其原理是利用透明绝热材料吸收太阳能用于高层建筑中的理论。为了很好的降低能耗，在设计中运用被动式低能耗技术与场地气候和气象数据相结合。同时，使停车场的地面混凝土具有良好的透水性能，使雨水存留于地下，增加环境中的水分，与停车场内的树林形成一种供水循环系统，提高小区的绿化效果，提高生活质量。分隔房间的墙壁上留有通风口，并配置有通风设备，其具体方法是通过建筑外形的塑造、材料的选择等。总之，一个地方的住宅结构设计必须要充分考虑该地的地质建材条件。
　　四、地震灾对住宅的影响
　　住宅建筑灾害有地震、洪水、雷击等自然灾害，必须采取设沉降缝和桩基等措施，减少不均匀沉降引起的对高层建筑物的危害。人为灾害地质环境直接影响地震等大灾害防范，是住宅建筑设计中必须考虑的一个问题。高层住宅建筑的群体设计在震区布设住宅群时。应根据地质调查，从抗震的角度考虑，除了在建筑场地的地质条件选择上、住宅的平面和高度设计上予以特别重视外，布置建筑时要避开危险和不利地段。在住宅群中必须留有适当的疏散场地作为震害发生时的避难场所。除了公共绿地外。由于房屋的自振周期短，须在居住小区中专门划出一些临时疏散场地；在房屋的可能倒塌范围之间留出一定宽度的通道备用。震区房屋倒塌情况的调查资料表明，若房屋的自振周期与地基的末震周期接近，可根据这一指标设计通道宽度，以备震害发生时救灾人员和车辆通行之用。如果在小区范围内地基有硬有软，则应该在软土区布置刚性较大的建筑，这样对建筑整体抗震有好处。为了抗震需要，住宅周围的道路也要合理布设，一般情况为了使用上的方便，把宅前道路布设在临近住宅出入口的一侧，但在震区就必须把住宅群的道路布设在两幢住宅之间，道路易于清理和使用。
　　五、结语
　　在现代住房供求紧张的情况下，从而加大了住宅的建造。随之带来了本文阐述的问题。总之，在高层住宅楼工程地质勘察过程中，要充分的考虑到地质的特点来进行研究，地质的特性需要钻探人员对地质的特点充分的了解，才能更好的服务于总体的住宅建设。
　　
　　

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-587255.htm