巖溶強(qiáng)發(fā)育地段勘察失誤案例

徐志武，劉少武

（重慶市建筑科學(xué)研究院，重慶 400016）

0 引言

《貴州建筑巖土工程技術(shù)規(guī)范》DB22/46-2004[1]第7.1.3條規(guī)定，根據(jù)巖溶發(fā)育程度，將巖溶場(chǎng)地劃分為下列三個(gè)發(fā)育等級(jí)：

（1）凡符合下列條件之一者為巖溶強(qiáng)發(fā)育：地表有較多巖溶塌陷、漏斗、洼地、泉眼分布；溶溝、溶槽、石芽密布，基巖面相對(duì)高差大于5m；地下有暗河、伏流分布；鉆孔見洞隙率大于30%或線巖溶率大于20%；溶槽或串珠狀豎向溶洞發(fā)育深度超過(guò)20m。

（2）當(dāng)?shù)乇頍o(wú)巖溶塌陷、漏斗、溶溝、溶槽較發(fā)育，基巖面相對(duì)高差小于2m，鉆孔見洞隙率小于10%或線巖溶率小于5%時(shí)為巖溶微發(fā)育。

（3）除強(qiáng)發(fā)育和微發(fā)育之外者為巖溶中等發(fā)育。

《貴州建筑巖土工程技術(shù)規(guī)范》DB22/46-2004[1]第7.2.3條規(guī)定，巖溶地基鉆探工作量的布置應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）鉆探孔應(yīng)沿建筑基礎(chǔ)軸線布置，巖溶微發(fā)育及中等發(fā)育地段，單獨(dú)基礎(chǔ)應(yīng)一柱一孔，條形基礎(chǔ)應(yīng)6～12m一孔。巖溶強(qiáng)發(fā)育地段，單獨(dú)基礎(chǔ)按預(yù)估基礎(chǔ)底面積A確定，A≤1m2時(shí)布1個(gè)孔，1m2＜A≤3m2時(shí)布2個(gè)孔，3m2＜A≤5m2時(shí)布3個(gè)孔，5m2＜A時(shí)布5個(gè)孔；條形基礎(chǔ)應(yīng)6m布1個(gè)孔。下列條件下，可適當(dāng)增加鉆孔，加孔方向宜垂直巖溶發(fā)育方向：溶洞頂板可能利用作地基持力層；遇深溶槽或串珠狀溶洞，擬采用混凝土梁、板跨越，需查找穩(wěn)定支點(diǎn)時(shí)。

（2）勘探深度確定見原規(guī)范。

1 工程地質(zhì)勘察(詳勘)

1.1 擬建建筑物概況見表1。

表1 擬建建（構(gòu)）筑物概況

1.2 建設(shè)場(chǎng)地概況

根據(jù)擬建物設(shè)計(jì)方案和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及場(chǎng)地地基巖土的構(gòu)成情況，本次勘察的建筑物工程重要性等級(jí)為一級(jí)；場(chǎng)地地形、地貌簡(jiǎn)單，場(chǎng)地巖溶強(qiáng)發(fā)育，場(chǎng)地復(fù)雜程度等級(jí)為一級(jí)；場(chǎng)地巖土種類較多，需進(jìn)行巖溶地基處理，地基復(fù)雜程度為一級(jí)，結(jié)合《巖土工程勘察規(guī)范》（2009版）[2]確定本次巖土工程勘察等級(jí)為甲級(jí)。

1.3 氣象與水文

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查走訪，場(chǎng)地附近及其周邊未見大的河流發(fā)育，調(diào)查范圍內(nèi)未見泉點(diǎn)出露。場(chǎng)地東側(cè)分布有一條小溝渠，溝渠采用條石修建，溝渠整體呈南北走向，流向自北至南，該溝渠為常年性溪溝，水量主要受上游水庫(kù)調(diào)節(jié)和大氣降水影響，勘察期間水位約869.90m，50年一遇洪水位約875.00m。

1.4 地形地貌

擬建場(chǎng)地區(qū)域地貌為構(gòu)造溶蝕低山地貌。本次勘察區(qū)域場(chǎng)地內(nèi)地勢(shì)平坦，地形起伏小，擬建場(chǎng)地為巖溶洼地，場(chǎng)地原始地面高程在875.04～881.12m之間，相對(duì)高差約6.0m。

1.5 地質(zhì)構(gòu)造

場(chǎng)區(qū)位于新浦復(fù)背斜北西翼，巖層產(chǎn)狀300°∠50°。場(chǎng)地附近未見斷層，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單。在場(chǎng)區(qū)附近基巖出露處測(cè)得兩組構(gòu)造裂隙：LX1：90°～100°∠50°～60°，局部裂寬0.2～3mm，延伸長(zhǎng)度3～5m， 間距1～3m， 局部有紅粘土充填；LX2：250°～270°∠45°～55°，局部裂寬1～3mm，延伸長(zhǎng)度1～3m，間距3～5m，局部有紅粘土充填。兩組裂隙結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度均為一般，屬硬性結(jié)構(gòu)面；巖層層面結(jié)合程度一般，屬硬性結(jié)構(gòu)面。

1.6 地層巖性

據(jù)鉆探資料，擬建場(chǎng)地地基巖土由素填土、第四系殘坡積紅粘土（Qel+dl）、和寒武系中上統(tǒng)婁山關(guān)群（ε2-3ls）的白云巖組成，現(xiàn)將各巖土層特征分述如下：

內(nèi)蒙古馬鈴薯病蟲害發(fā)生及防治中的問(wèn)題與對(duì)策 ………………………… 張建平，張福金，王 振，秦 濟(jì)，哈 斯，劉 佳（94）

① 素填土（Qml）：黃色，稍濕，由場(chǎng)地平場(chǎng)開挖的粘土夾碎石、塊石組成，土質(zhì)松散；局部地段分布，厚0.5～2.5m，平均厚度1.0m。回填時(shí)間短，結(jié)構(gòu)松散。

② 殘坡積紅粘土（Qel+dl）：可塑狀態(tài)，褐黃色，很濕，塊狀結(jié)構(gòu)，含鐵錳質(zhì)物碎屑及顆粒；斷面光滑，手感細(xì)膩，粘性好。遍布場(chǎng)地，厚度6.5～16.8m；平均厚11.5m。

③1強(qiáng)風(fēng)化白云巖：灰黃色，粗晶結(jié)構(gòu)，薄-中厚層狀構(gòu)造，主要成分為碳酸鹽礦物。巖體裂隙發(fā)育，巖體破碎，巖芯呈砂礫狀、碎塊狀，屬軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)Ⅴ類。該層分布于整個(gè)場(chǎng)地，厚度0.5～4.5m，平均厚度2.0m。

③2中風(fēng)化白云巖：灰色，微晶結(jié)構(gòu)，薄-中厚層狀構(gòu)造，主要成分為碳酸鹽礦物。巖體裂隙較發(fā)育，部分裂隙面充填有石英脈，局部巖體可見小溶孔，巖體較破碎，巖芯多呈短柱狀、柱狀，frk=36.6MPa， 屬較硬巖，根據(jù) 《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）2009版[1]表3.2.2-2、3.2.2-3，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅳ類。分布于整個(gè)場(chǎng)地。

1.7 地下水類型

地下水類型為第四系孔隙水和巖溶裂隙水。

場(chǎng)地地下水主要為巖溶裂隙水，賦存于基巖裂隙中。受巖性及構(gòu)造影響，場(chǎng)地內(nèi)基巖節(jié)理裂隙較發(fā)育～發(fā)育，儲(chǔ)水能力較好，場(chǎng)地內(nèi)基巖巖溶裂隙水較豐富。地下水主要受場(chǎng)地內(nèi)溝渠水補(bǔ)給，經(jīng)巖溶裂隙運(yùn)移，向低洼處排泄。

據(jù)鉆孔水位觀測(cè)結(jié)果，場(chǎng)地穩(wěn)定水位標(biāo)高為869.90m。

1.8 巖溶發(fā)育特征

場(chǎng)地下伏地層為寒武系中上統(tǒng)婁山關(guān)群（ε2-3ls）白云巖，屬可溶性碳酸鹽巖。本次勘察共計(jì)施工119個(gè)鉆孔，25個(gè)鉆孔揭露溶洞，見洞隙率為21.0%。相鄰鉆孔基巖面最大高差18.97m(103與104孔)；104與114、12與13、27與28、32與31和33、34與35和14、41與42、52與53、67與66和68、80與81、103與89和102、67與29和90+1、69與68和70及34、35與34和53、98與99、92與93和106、110與111、114與115、116與117、62與86、27與51、30與12、52與31、68與33、69與34、70與80、83與72、112與118等孔間基巖面高差均大于5m。場(chǎng)區(qū)巖溶主要表現(xiàn)為垂直巖溶形態(tài)，以溶溝、溶槽以及小規(guī)模的溶洞為主，無(wú)水平管溶、管道發(fā)育，溶洞高0.7～14.3m，均為可～軟塑粘土充填。其中，洞高小于2m的10個(gè)，占40%；洞高大于2m小于5m的11個(gè)，占44%；洞高大于5m的4個(gè)，占16%；可見場(chǎng)地溶洞以大、中型為主。溶洞發(fā)育底板高程在837.67～864.27m之間，頂板高程在851.97～864.97m之間。巖溶主要沿巖層走向發(fā)育，平面上分布于場(chǎng)地東側(cè)、中部、西側(cè)地帶。根據(jù) 《貴州建筑巖土工程技術(shù)規(guī)范》（DB22/46-2004）[1]7.1.3條的規(guī)定，綜合確定場(chǎng)地屬巖溶強(qiáng)發(fā)育地段。

2 85號(hào)樓基樁設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)情況

2.1 設(shè)計(jì)情況

85號(hào)樓為高層商住樓，設(shè)計(jì)28/-1F，建筑面積26714m2，異形柱框架結(jié)構(gòu)。柱下采用機(jī)械成孔灌注樁基礎(chǔ)[3]，一柱一樁，共121根，樁徑0.9～1.5m，樁基布置見圖1；基礎(chǔ)持力層為中風(fēng)化白云巖，嵌巖深度0.5m或1倍樁徑。

圖1 樁基布置圖(斜線范圍為巖溶發(fā)育帶)

2.2 施工情況

（1）鄰近車庫(kù)地質(zhì)勘探過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)85號(hào)樓處于遠(yuǎn)古河道上，屬于沖積層，地下水豐富、含流砂層，溶洞和裂隙發(fā)育，孔深大多數(shù)超過(guò)20m；鄰近其它樓棟個(gè)別樁孔也發(fā)現(xiàn)類似地質(zhì)情況，采用泥漿護(hù)壁沖擊成孔[3]，剩余基礎(chǔ)采用人工挖孔成孔[3]。2014年6月，業(yè)主方組織參建單位開會(huì)討論，會(huì)議最終決定，85號(hào)樓采用旋挖成孔施工方案。

（2）2014年9月15日，施工單位進(jìn)場(chǎng)施工。當(dāng)施工至第11根樁時(shí)，業(yè)主方發(fā)現(xiàn)施工單位未嚴(yán)格按照技術(shù)交底要求進(jìn)行施工，也不斷出現(xiàn)與地勘報(bào)告不吻合的地質(zhì)情況，成孔過(guò)程中發(fā)現(xiàn)部分樁孔孔壁坍塌，澆筑混凝土過(guò)程中發(fā)現(xiàn)部分樁孔混凝土流失嚴(yán)重，甚至整樁下沉等異常情況。為此，業(yè)主方安排原地勘單位對(duì)已施工樁進(jìn)行鉆芯檢查、對(duì)其它樁位進(jìn)行補(bǔ)充勘察，2014年底完成現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)勘工作，在此期間發(fā)現(xiàn)已施工樁多數(shù)存在質(zhì)量問(wèn)題，主要為樁底持力層不滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)發(fā)現(xiàn)樁底(含未施工樁)存在大量溶洞、溶槽。2015年2月5日，施工方將最后一根已成孔樁澆筑混凝土后中止施工。

補(bǔ)勘確定巖溶發(fā)育帶見圖2，對(duì)比圖2與圖1可以看出兩次勘察結(jié)果出入非常明顯。

圖2 斜線范圍為巖溶發(fā)育帶(外側(cè)為估計(jì)的巖溶影響范圍)

（3）2015年2-9月，勘察單位與施工單位互相推卸責(zé)任。在此期間，業(yè)主方委托第三方檢測(cè)單位進(jìn)場(chǎng)鉆芯檢測(cè)[4]，檢測(cè)結(jié)果：已施工19根基樁中，全部基樁樁身質(zhì)量完整；8根基樁樁底持力層滿足設(shè)計(jì)要求；11根基樁樁底持力層存在軟弱夾層或溶洞，不滿足設(shè)計(jì)要求。將《巖土工程勘察報(bào)告》中“鉆孔柱狀圖”與《基樁鉆芯法檢測(cè)報(bào)告》中“鉆芯法檢測(cè)芯樣綜合柱狀圖”繪制于同一張圖中進(jìn)行對(duì)比分析，可見地質(zhì)勘察失誤明顯；典型對(duì)比圖見圖3。

圖3 典型勘察鉆孔與基樁鉆芯柱狀對(duì)比

同時(shí)，基樁鉆芯檢測(cè)中還發(fā)現(xiàn)，在同基樁中兩個(gè)鉆孔樁底持力層吻合情況較好的占80%，吻合情況較差的占20%。

（4）隨后，85號(hào)樓不合格樁由設(shè)計(jì)單位出具加固整改方案，再由總包單位施工；剩余基樁采用泥漿護(hù)壁沖孔成孔，樁底持力層按補(bǔ)勘結(jié)果控制，也由總包單位施工。

3 勘察失誤教訓(xùn)及建議

3.1 勘察失誤教訓(xùn)

（1）巖溶現(xiàn)象具有發(fā)育的不均勻性、形態(tài)的復(fù)雜性、分布的隱蔽性等三大特點(diǎn)。因此，巖溶場(chǎng)地巖土工程勘察前期收集資料應(yīng)詳細(xì)、完整，對(duì)各種資料應(yīng)仔細(xì)閱讀、認(rèn)真分析、謹(jǐn)慎對(duì)待；前期調(diào)查、走訪、鄰近工程對(duì)比也是一個(gè)必不可少的重要環(huán)節(jié)。

（2）巖溶場(chǎng)地巖土工程勘察宜分階段進(jìn)行，本文中85號(hào)樓的可行性研究勘察、初步勘察階段流于形式，致使將高層建筑置于地質(zhì)情況極其復(fù)雜、巖溶強(qiáng)發(fā)育地段。巖溶場(chǎng)地可行性研究勘察、初步勘察階段宜采用物探、鉆探等多種手段相結(jié)合進(jìn)行，對(duì)整個(gè)場(chǎng)地的巖溶分布情況有一個(gè)初步準(zhǔn)確判斷，便于指導(dǎo)后期勘察工作開展以及場(chǎng)地規(guī)劃方案的調(diào)整。

（3）勘察程序不嚴(yán)謹(jǐn)、缺乏應(yīng)有的監(jiān)督，以及勘察技術(shù)人員工作態(tài)度馬虎、粗心大意也是本次85號(hào)樓勘察失誤又一重要原因。

3.2建議

（1）業(yè)主與參建單位進(jìn)行地基基礎(chǔ)施工方案的選擇時(shí)，應(yīng)充分考慮安全、可靠與經(jīng)濟(jì)、進(jìn)度的和諧統(tǒng)一。工程地質(zhì)復(fù)雜、強(qiáng)巖溶發(fā)育地段，高層建筑、重要建筑宜予避開，否則應(yīng)采用安全、可靠的地基基礎(chǔ)施工方案，業(yè)主決策應(yīng)充分尊重專業(yè)技術(shù)人員的技術(shù)論證。

（2）位于巖溶強(qiáng)發(fā)育地段的各類建筑，建議規(guī)范[1]按預(yù)估基礎(chǔ)底面積和地基承載力特征值的利用率確定鉆探工作量，高層建筑、重要建筑宜適當(dāng)增加鉆孔。

參考文獻(xiàn)：

[1]DB22/46-2004貴州建筑巖土工程技術(shù)規(guī)范[S].貴州省建設(shè)廳,2005.

[2]GB50021-2001巖土工程勘察規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.

[3]JGJ94-2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

[4]JGJ106-2014建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2014.