巖溶地區(qū)工程勘察方法淺析

黃沼軍+辛培毅

【摘 要】在工程地質(zhì)勘察過程中，巖溶地區(qū)由于其發(fā)育情況不確定，并且隱蔽性強(qiáng)，勘察難度大。巖溶區(qū)潛在安全隱患較大，嚴(yán)重的甚至可能會發(fā)生巖溶地面塌陷，損毀房屋、威脅人身財產(chǎn)安全。在巖溶區(qū)進(jìn)行工程地質(zhì)勘察工作中。目前常見的勘察方法：以鉆探方法為主，輔以調(diào)繪、物探等手段，查明基巖起伏情況、巖溶發(fā)育規(guī)律等。

【關(guān)鍵詞】巖溶；工程勘察

1. 引言

巖溶地貌又稱為喀斯特地貌，是指可溶性巖層在水的影響下發(fā)生溶蝕，從而產(chǎn)生各種地質(zhì)形態(tài)的總稱。巖溶按照其巖石中的成分可以劃分為硫酸鹽類、碳酸鹽類等。隨著工程建設(shè)事業(yè)的大量開展，施工人員對巖溶的生成環(huán)境、影響因素、類別、巖溶的地質(zhì)地貌等方面進(jìn)行全面的分析研究，并取得了較好的成效，在工程地質(zhì)勘察工作中廣泛應(yīng)用。隨著工業(yè)化與城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷加快，人口壓力增大，土地資源有限，許多重要工程、高層建筑不得不興建于巖溶區(qū)。

2. 巖溶地基的類型區(qū)分

巖溶處于發(fā)育中，經(jīng)常會導(dǎo)致表面出現(xiàn)石芽、溶溝等，參差不齊的生長。巖溶區(qū)的動力水為主要誘發(fā)因素，導(dǎo)致基巖面起伏，或是破壞了巖體的整體完整性，溶蝕發(fā)展到一定程度，可能會導(dǎo)致冒頂塌陷，引發(fā)地面塌陷，威脅人身財產(chǎn)安全。而這些變化，都會對地面的建筑工程、地基造成極大的侵害。依據(jù)可溶性巖石的出露條件和穩(wěn)定性，將其劃分為三個類型：裸露型、覆蓋型、埋藏型。

2.1 裸露型。

在山谷地區(qū)，地表可溶性巖石經(jīng)過長期大氣降水、地表水的溶蝕、侵蝕作用，形成了裸露型巖溶，覆蓋土層厚度<10m 的工程場地，巖溶完全裸露或半裸露。如溶溝、石芽、溶斗等。溶溝邊上的石芽一般分布于山地斜坡和河谷坡地。石芽表面極其陡峭，有些溶溝可達(dá)十米以上的深度，并且能夠與溶蝕所造成的溶隙相互連接。由于石芽表面波瀾起伏，會造成地基滑動，甚至?xí)T發(fā)地基沉陷、地裂縫等工程問題。巖溶頂板上的穩(wěn)定性如何，關(guān)乎到工程地基的安全性。然而，它的穩(wěn)定性和巖體結(jié)構(gòu)面、巖石力學(xué)性質(zhì)、溶洞規(guī)模及其分布情況等工程地質(zhì)條件息息相關(guān)，甚至與溶洞現(xiàn)狀、水質(zhì)等都有密切聯(lián)系。

2.2 覆蓋型。

覆蓋型巖溶上的覆蓋土層在十米以上，甚至可以達(dá)到幾十米的厚度。小于三十米的被稱之為淺覆蓋型，大于三十米便是深覆蓋型。巖溶覆蓋層主要是第四系土層，這類覆蓋型巖溶所存在的威脅就是地基（巖）土沉降不均勻及巖溶塌陷。地基的穩(wěn)定性評價，需要考慮建筑荷載、巖（土）洞對建筑物的影響程度。

2.3 埋藏型。

埋藏型的碳酸鹽巖溶上，通常情況下覆蓋非可溶性巖石，大小、厚度不一，上部巖層在滿足建筑物強(qiáng)度之時，可以不用考慮下部巖溶情況。

3. 巖溶地區(qū)的工程勘察技術(shù)

目前在巖溶地區(qū)的工程勘察中除了傳統(tǒng)的鉆探方法外，在國內(nèi)外采用較為普遍的方法還有：工程測繪與調(diào)查、地球物理勘探方法、遙感技術(shù)、工程地質(zhì)原位測試技術(shù)、示蹤試驗、模型試驗等。

3.1 工程測繪與調(diào)查法。

就是對巖溶地區(qū)的地貌、地質(zhì)、巖體的性質(zhì)等進(jìn)行調(diào)查和測繪，從宏觀的角度來對巖溶的分布情況和性質(zhì)進(jìn)行研究，并根據(jù)調(diào)查所獲取的資料進(jìn)行進(jìn)一步的地質(zhì)勘查，這種方法使用較為簡單，能夠為實際的巖溶地區(qū)的工程建設(shè)提供基礎(chǔ)性資料。

3.2 地球物理勘探方法。

這種方法一般應(yīng)用在巖層較為復(fù)雜的巖溶中，近來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)探測、CT技術(shù)等這些方法在巖溶地區(qū)的工程地質(zhì)勘察中使用較為普遍，特別是在定位巖溶位置、洞穴坍塌等情況下，起到了很好的作用。運(yùn)用監(jiān)測地面下沉、建筑物開裂等方法來對洞穴坍塌進(jìn)行監(jiān)控，起到的效果不是特別的明顯，而這時候使用雷達(dá)技術(shù)來直接對巖溶系統(tǒng)中的水動態(tài)壓力進(jìn)行監(jiān)測，應(yīng)用智能化的監(jiān)控法來提高監(jiān)測坍塌的效果。在對大區(qū)域內(nèi)的巖溶發(fā)育情況及較深層次巖溶發(fā)育情況進(jìn)行研究，這是地球物理勘探最有效的方法，但是在實際的勘探過程中，勘察結(jié)果往往會受到場地的干擾，施工人員技術(shù)水平等因素的影響。

3.3 遙感技術(shù)。

紅外線感應(yīng)、衛(wèi)星遙感、航空遙感等在我國地質(zhì)勘探活動中的廣泛應(yīng)用。效率高、適合對大區(qū)域巖溶地質(zhì)調(diào)查，對勘察巖溶的地貌特征、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等都方面都取得了很好的效果，這種方法一般都應(yīng)用于大型工程位置選址勘察，而在一般的建筑工作中使用較少。

3.4 工程地質(zhì)原位測試技術(shù)。

原位測試一般是用動力觸探試驗、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗等對溶洞中的填充物、巖溶塌陷堆積物的地質(zhì)特征及地基的承載力等進(jìn)行測定，這種方法在巖溶地區(qū)的工程勘察中已經(jīng)擁有了較為成熟的經(jīng)驗，該方法施工簡單、成本費(fèi)用較低。

3.5 示蹤試驗方法。

在巖溶地區(qū)的工程地質(zhì)勘察中使用示蹤劑，對巖溶地下水的聯(lián)通實驗進(jìn)行測定，并對巖溶的發(fā)育情況和溶洞之間的相互連續(xù)性及其分布情況進(jìn)行檢測，該方法使用較為簡單，研究結(jié)果方便可靠，但這種方法只能夠應(yīng)用在有水的溶洞區(qū)域內(nèi)。

3.6 模型試驗。

在工程地質(zhì)勘察中采用有關(guān)的模型裝置，對土層、地質(zhì)情況進(jìn)行模擬，如模擬巖溶地區(qū)的工程中巖溶地基的塌陷過程進(jìn)行研究。

4. 勘察與地基穩(wěn)定

對巖溶進(jìn)行勘察主要是為了對場地建筑物的安全性進(jìn)行判斷，是否會對建筑地基的穩(wěn)定造成影響，巖溶發(fā)育情況是現(xiàn)場工程地質(zhì)勘察所需要得到的結(jié)果。巖溶形態(tài)發(fā)育規(guī)模、巖溶密度、空間分布的規(guī)律性以及溶洞中的填充情況，這些都是判斷安全與否的重要指標(biāo)。巖溶頂板能否承載地基設(shè)計所要求的強(qiáng)度；對巖溶的空間分布進(jìn)行掌握，以及對地下水、地表水的循環(huán)規(guī)律進(jìn)行分析，來對建筑場地的總體穩(wěn)定性和適宜性進(jìn)行評價，考慮各個方面因素，做出準(zhǔn)確的判斷。在巖溶勘察工作中，需要結(jié)合實際工作的需要和現(xiàn)場條件，才能做好場地地基穩(wěn)定性評價工作。

5. 結(jié)束語

在進(jìn)行巖溶發(fā)育區(qū)工程場地的地質(zhì)勘察過程中，采用多種方法綜合勘察是最為適合的。不同方法的勘察結(jié)果，能夠進(jìn)行相互驗證，能夠提升勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性。如果是裸露型巖溶，采用工程地質(zhì)測繪、地球物理勘察等方式進(jìn)行巖溶發(fā)育情況的勘察。鉆探是埋藏型巖溶使用效果最好的勘察方法，物探是覆蓋型巖溶勘察的主要的勘察手段之一，地球物理勘探方法能夠大致查明建筑物周圍是否存在不安定因素，物探結(jié)果一般需使用鉆探手段進(jìn)行驗證。

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[文章編號]1619-2737（2014）12-03-894

[作者簡介] 黃沼軍（1987.2-），男，學(xué)歷：大學(xué)本科，職稱：助理工程師，從事水文地質(zhì)及工程地質(zhì)勘察技術(shù)工作。endprint