巖溶地區勘察中的技術問題分析

蔣仕清

（建材桂林地質工程勘察院，廣西 桂林 541002）

巖溶地區勘察中的技術問題分析

蔣仕清

（建材桂林地質工程勘察院，廣西 桂林 541002）

巖溶地區存在溶洞、裂隙或者溝槽，在情況嚴重時，溶洞頂板塌陷可能導致較大規模的洼地或者洞穴出現，給工程建設造成不利影響。由于巖溶的復雜性、不確定性、隱蔽性，巖溶地區勘察中勘探孔布置應加密，勘探孔深度應鉆入基巖面以下適當深度，采取巖土試樣應具代表性。文章對巖溶地區勘察中的技術問題進行了分析。

巖溶地區；勘探孔布置；勘探孔深度；地基穩定性；巖溶地基處理

巖溶是一種分布多樣、形態奇特的自然現象，由于巖溶的復雜性、不確定性、隱蔽性，巖溶勘察應堅持以巖溶工程地質調查研究為先導，遵循從面到點、分區對待、先地面后地下、先控制點后一般點、先疏后密以及評價中先定性后定量的工作準則。本文針對巖溶地區勘察中勘探孔的布置、勘探孔深度、巖土試樣、溶洞的穩定性等問題進行探討，在不同的勘察階段選擇合適的勘察手段與勘察措施，查明巖溶的分布范圍、結構穩定性及發展趨勢等，確保為后期開展的現場施工提供精確依據。

1 勘探孔的布置

巖溶地區勘察宜采用工程地質測繪、綜合物探和鉆探等勘察手段。工程地質測繪、綜合物探多用于可行性研究勘察階段和初步勘察階段。詳細勘察階段宜采用鉆探。一般來說，物探對整個場地巖溶發育范圍及發展趨勢能有一定的判斷，但物探本身的局限性，對巖溶的判斷正確性帶來一定難度。因此，對物探發現有異常的地段，應選取有代表性的部位布置鉆探孔進行核實驗證，對巖溶洞隙發育范圍大的地段應加密布置鉆探孔。由于巖溶發育的復雜性、不確定性、隱蔽性，初步勘察階段、詳細勘察階段的勘探孔應根據《巖土工程勘察規范》（GB 50021-2001）（2009年版）規定的最小孔距布置，巖溶中等發育的場地，宜按一柱（樁）一孔布置勘探孔。詳細勘察階段未能查明的問題以及施工中發現的異常情況，往往還要進行施工勘察，施工勘察宜在已挖的基槽（坑）內進行勘察，可用動力觸探或釬探的方法，查明可能存在的隱伏土洞、軟弱土層的分布范圍。勘探孔布置應逐基（樁）勘察，按一基一孔或一基多孔布置，孔距根據建筑物的重要性或荷載大小來確定，對條形基礎，應沿基礎中線按2～4m布一個點；對獨立基礎，應在四角及中心部位布點，當基礎底面積≤5m2時，布2～4個點，基礎底面積為5～12m2時，布5～8個點。對于荷載較大的工程或大直徑嵌巖樁，應查明每個柱（樁）基下巖溶的垂直方向和水平方向發育情況，特別是樁端以下巖溶洞隙發育情況，應根據基底面積或樁底面積的大小，采用小口徑鉆探進行檢測驗證，基底邊長或樁徑為0.8～1.5m時，布置1～3個孔；1.5～3.0m時，布置3～5個孔。當巖溶強烈發育或與鄰近基礎的基巖面相差較大時，應在相鄰基礎（樁）間增加鉆孔，查明可能影響基礎（樁端）滑移的臨空面。

2 勘探孔深度

巖溶地區勘察勘探點的深度除滿足現行國家有關標準、規范等規定外，尚應滿足下列要求：（1）當基礎底面以下土層厚度不大于條形基礎寬度的6倍或獨立基礎寬度的3倍且具備形成土洞、塌陷等時，應有部分或全部勘探點鉆入巖石，鉆入巖石的深度應不小于基底邊長或樁徑的3倍且不小于5m；（2）對荷載較大的工程或重大建筑物基礎應適當加深勘探點深度；（3）當相鄰樁底的巖石面起伏較大時，應適當加深勘探點的深度；（4）對于一基（樁）多孔的勘探點深度，各孔深度除滿足不小于基底邊長或樁徑的3倍且不小于5m外，各孔終孔深度相差不大于2m；（5）當預定深度有溶洞存在且可能影響地基穩定時，應鉆入洞底基巖面下不少于2m，對物探異常帶的勘探點，一般應鉆入異常帶以下適當深度。

3 巖土試樣

《巖土工程勘察規范》（GB 50021-2001）（2009年版）規定“每個場地每一主要土層的原狀土試樣或原位測試數據不應少于6件（組）”，規范做這樣規定的目的主要是防止對能取樣試驗的工程，發生不取巖土樣、不做力學試驗的情況。但是，規范定的6個土樣是最少的數量，不能把它作為取土數量的比較標準，更不能說超過6個土樣就認為太多了。另外，巖土參數統計分析時，如果樣本數量太少，對計算的結果會有一定的影響。從統計角度來看，樣本數量越大，數據的代表性越好，計算結果的可靠性就越高。巖溶地區勘察應嚴格按規范要求采取巖土試樣，對3棟及3棟以上的建筑群，每棟每一主要土層的土試樣和原位測試數據均不少于2件（組）；每個巖性層或巖體單元參加統計的數量不應少于6組，對3棟及3棟以上的建筑群，每棟每一主要巖層的試樣不應少于2組。這樣才能保證巖土試樣的代表性，提高計算結果的可靠性。

4 巖溶穩定性

巖溶地區最典型的就是溶洞、土洞等發育。溶洞發育有其不確定性、隱蔽性，在地下水的動力作用下，常常伴有土洞和塌陷的發生，當有溶洞、溶蝕裂隙、土洞存在時，應考慮其對地基穩定性的影響。巖溶地基穩定性評價有定性和定量評價，可根據《工程地質手冊》（第四版）中所推薦的經驗公式對溶洞頂板的穩定性進行驗算，但在驗算和評價時還應考慮下伏溶洞或土洞的規模大小、形狀，地下水的水位及變化幅度、巖溶洞隙的寬度等因素影響。

當下伏溶洞為串珠狀溶洞或溶洞溶隙深度較大時，即便基礎底面土層厚度大于獨立基礎寬度3倍或條形基礎寬度6倍，也有可能導致地基塌陷失穩，若下伏溶洞平面分布大于基礎寬度時，地基穩定性就越差，溶洞形狀越不規則，應力就越集中，地基穩定性也越差。近年來，人為降水和采取地下水越來越頻繁，地下水的水位下降很快，地下水在土洞位置上下升降頻繁，對土洞的穩定十分不利，從而造成土洞塌陷，影響地基穩定。以巖石為持力層，豎向洞隙寬度不大于基礎底面積1/4時，且洞隙兩邊的巖體的基本質量等級為Ⅰ級或Ⅱ級時，洞隙被密實的沉積物充填，可不考慮洞隙對地基穩定性的不利影響。

5 施工勘察

在巖溶地區以巖石為持力層的工程中進行施工勘察是非常有必要的，因為巖溶地區整體上表現為多樣化的地貌，與之有關的地質情況也是十分復雜，在詳細勘察階段，受限于工作量或巖溶的復雜性、隱蔽性，不可能完全查明各建筑物下的各種巖溶形態，這些都有待施工階段進行專門勘察予以查明。施工勘察就是針對尚待查明的專門問題進行的補充勘察。特別是對大直徑嵌巖樁，樁端巖石的穩定性、完整性、承載力等，直接影響樁基的安全，進行專門的樁基勘察就顯得十分必要了。在工程基坑開挖階段，采用施工勘察查明每個基礎以下巖溶的垂直方向及水平方向發育形態，才能正確評價地基的穩定性，確保建筑物的安全。施工勘察的勘探孔布置及孔深可按本文上述來確定，重點是要查清隱伏巖溶，否則貽害無窮。對巖溶強烈發育區應加密鉆孔，圈定范圍，為巖溶地基加固處理提供詳細資料。

6 巖溶地基處理

對于影響地基穩定性的巖溶洞隙，應因地制宜的采取措施治理，否則將對建筑物的安全造成不利影響。目前，巖溶地基的處理措施有換填、鑲補、灌漿加固、清爆填塞、結構跨越、調整基礎底面面積、地下水排導等，具體采用哪種措施應根據巖溶洞隙的位置、大小、埋深、巖體穩定性和水文地質條件等綜合分析。在桂林巖溶地基處理實踐過程中，還經常采用高壓旋噴樁結合微型鋼管樁處理串珠狀溶洞或深度較大溶洞，該方法克服了灌漿加固時漿量流失大，當溶洞中水量較大，連通性較好時，灌漿加固并不能完全堵填洞隙的弊病。一般來說，先用鉆機引孔，然后采用高壓旋噴樁加固溶洞，最后引孔施打鋼管樁，鋼管樁內用水泥砂漿灌實。該方法對連通性好的溶洞處理效果相當的好，能有效增強溶洞充填物的強度以及圍巖的穩定性。

7 結語

（1）巖溶地區進行巖土工程勘察時，除嚴格執行國家現行標準、規范規定的要求外，考慮到巖溶的復雜性、不確定性、隱蔽性，僅靠常規布孔法進行鉆探是很難準確掌握巖溶發育狀況的，對勘探點的布置、勘探孔的孔深、巖土試樣的采取應適當從嚴、加深；（2）巖溶地基的穩定性還應考慮下伏溶洞、土洞的規模大小、形狀、地下水位的變化幅度等因素的影響，采用多種方法進行評價；（3）巖溶在空間上分布無規律，為確保后期開展的現場施工提供精確根據，宜采用施工勘察；（4）巖溶地基處理實踐中，應注意結合地方經驗，因地制宜選擇適合運用于巖溶處理的措施與手段，注重經驗積累，提高處理質量，確保建筑物安全。

[1]工程地質手冊編委會．工程地質手冊（第四版）[M]．北京：中國建筑工業出版社，2007.

[2]巖土工程勘察規范（2009年版）（GB50021-2001）[S].

[3]廣西壯族自治區巖土工程勘察規范（DBJ/T45-002-2011）[S].

[4]劉之葵，梁金城，朱壽增．桂林巖溶區巖土工程勘察中幾個問題的探討[J]．桂林工學院學報，2006，（4）.

（責任編輯：周 瓊）

P624

1009-2374（2017）12-0271-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.138

蔣仕清（1972-），男，廣西全州人，供職于建材桂林地質工程勘察院，研究方向：巖土工程。

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