巖土工程勘察在巖溶地區的應用

黃志成

(桂林市勘察設計研究院，廣西桂林 541000)

0 引言

巖土工程勘察結果是工程項目進行設計的重要依據［1］，本文通過對工程實例的分析，對巖溶地區巖土工程勘查的主要內容進行闡述及分析，對于巖溶地區常見的幾種工程地質問題進行描述并作出分析評價，得出巖溶地區巖土工程勘查的主要工作內容及重點問題，以期為其他巖溶地區的勘查工作提供參考。

1 工程概況

工程擬建 H1，H2，H3 號樓，高度 38.0 m ～44.0 m，擬建 D1，D2號樓高度16.0 m～20.5 m。設計室內地面高程為151.1 m，場地北側下設1層整體地下室，地下室室內地面設計標高為－7.0 m，場地南側下設2層地下室，地下室室內地面設計標高為－8.4 m。

2 勘察的目的和任務

1)查明建筑場地各巖土層的成因、時代、地層結構和均勻性以及特殊性巖土的性質，查明基礎下軟弱和堅硬地層分布，以及各巖土層的物理力學性質。對于巖質的地基和基坑工程，應查明巖石堅硬程度、巖體完整程度、基本質量等級和風化程度。

2)查明地下水類型、埋藏條件、補給及排泄條件、腐蝕性、初見及穩定水位;提供季節變化幅度和各主要地層的滲透系數;提供基坑開挖工程應采取的地下水控制措施，當采用降水控制措施時，分析評價降水對周圍環境的影響。

3)查明場地所存在的不良地質條件并分析評價。

3 勘察的方法

本次詳細勘察采用綜合勘察方法進行，包括:

1)現場工程地質調查，收集區域地質、構造地質、水文地質及地震等資料。

2)鉆探和現場土性鑒別。

3)標準貫入、重型動力觸探等原位測試。

4)采取土樣、水樣作室內試驗。

5)鉆孔波速測試等物探工作。

4 勘查結果

4.1 場地巖土層分布及評價

①層雜填土:分布于整個場地地表，層厚0.5 m～6.7 m，雜色，為黏性土夾碎磚瓦、碎石、灰渣及有機物等，硬質含量約10% ～30%，分布不均勻，堆填時間約30年，密實度不一，大多結構松散。高壓縮性。不宜作為擬建建筑物的天然地基持力層，應予以清除。

②層淤泥:局部分布，位于雜填土層之下，層厚0.5 m～2.5 m。灰黑、黑色，流塑狀態，飽和，主要成分為黏性土及細砂，含大量有機質，味腥臭。高壓縮性。不宜作為擬建建筑物的天然地基持力層，應予以清除。

③層黏土:局部分布，位于雜填土層、淤泥層之下，黃褐色，灰黃、灰色，土質細膩，無搖振反應，切面有光澤，黏性強，干強度高，韌性高。可作為低層或多層建筑基礎天然地基。

④層粉質黏土:場地大部分區域均有分布，位于雜填土、淤泥層、黏土層之下。黃褐色，含少量細粉砂顆粒、云母片，無搖振反應，切面稍光澤，干強度中等，韌性中等。可作為低層或多層建筑基礎天然地基。

⑤層粉土:局部分布，位于粉質黏土層之下，層厚0.2 m～21.8 m，黃褐色，松散，稍濕～濕，搖振反應迅速，無光澤反應，干強度低，韌性低，含較多砂粒，為砂質粉土。高壓縮性。不宜作為擬建建筑物的天然地基持力層。若局部地段構成下臥軟弱層，應進行地基處理。

⑥層細砂:呈不規則透鏡體局部分布于卵石層之上，層厚0.3 m ～2.4 m，灰褐色，松散，濕，礦物成分以石英、長石、云母為主，含少量黏性顆粒。高壓縮性。不宜作為擬建建筑物的天然地基持力層。若局部地段構成下臥軟弱層，應進行地基處理。

⑦層卵石:褐、灰褐色，稍濕～濕，卵石含量50% ～70%左右，一般粒徑2 cm～5 cm，亞圓形，成分砂巖、石英砂巖、硅質巖等，微風化，質硬，顆粒間充填圓礫、砂粒，分布不均勻。可作為天然地基持力層或復合地基樁端持力層。

⑧層含粉質黏土卵石:局部分布，位于黏土、粉質黏土、卵石層之下。粉質黏土呈黃褐色，卵石呈褐、黃褐色。卵石直徑約2 cm～5 cm，含量約50% ～60%，卵石呈亞圓形，成分砂巖、石英砂巖、硅質巖等，中等風化。粉質黏土呈軟～可塑狀態，干強度低，韌性低。可作為天然地基持力層或復合地基樁端持力層。

4.2 場地地下水條件及評價

場地地下水情況如下:

1)地表水:桂林市的區域水系為漓江，漓江為本區最大河流，水量充沛，大致由北往南穿過市區中部。據資料，漓江1998年6月24日洪水水位為近年最高洪水水位，在該場地東側漓江橋的高程為150.34 m。

2)地下水:本次勘察深度范圍內的地下水為土層孔隙潛水，主要分布于卵石層中。勘察期間(2014年11月)為枯水季節，測得地下水初見水位埋深為7.17 m～8.36 m，靜止水位埋深為6.13 m ～6.48 m，靜止水位高程為143.69 m ～145.28 m。下部巖溶水承壓性水頭在混合土中。

場地地下水主要補給來源為大氣降水，場地位于漓江西岸約1 000 m，地下水補給來源充沛，水量豐富，場地的砂、卵石層為強透水層，地下水向漓江排泄，水位隨季節變化較大，水位年變幅為2 m～3 m。場地屬地下水逕流區，地下水自西向東流向漓江。

3)抗浮設防水位:按JGJ 72—2004高層建筑巖土工程勘察規程［2］，綜合場地的地面高程、地表水、地下水位及其變化幅度、補給排泄條件影響等，擬建場地地下室抗浮設防水位建議為148.3 m。

4)地下水和土對建筑材料腐蝕性評價。

表1 地下水侵蝕性分析

a.場地周邊無污染源，本次勘察在場地72號、146號鉆孔中取水試樣做水的侵蝕性分析試驗，其指標如表1所示。

本次勘察取80-1號，161-1號土試樣做土的侵蝕性分析試驗，其指標如表2所示。

表2 土侵蝕性分析

b.依據GB 50021—2001巖土工程勘察規范［3］中水和土的腐蝕性評價標準，場地地下水和土對混凝土結構以及鋼筋混凝土結構中的鋼筋有微腐蝕性。

5)抽水試驗本次勘察選取139號鉆孔進行抽水試驗，根據試驗結果，本場地卵石地層綜合滲透系數為0.5 cm/s。本場地主要土層為卵石層，大量抽排地下水易引起卵石層中細顆粒流失導致較大范圍地面塌陷等不良地質現象，故不應直接大規模抽排地下水，基坑開挖應采取截水、降水、集水明排組合的措施進行。

4.3 場地不良地質條件評價

場地不良地質現象主要是軟弱土層，隱伏土洞、地表塌陷等:

1)軟弱土層:場地地表分布有厚度較大的①層雜填土、②層淤泥，其土質不均勻，強度低，雖在地下室開挖深度范圍內，可全部挖除，但其存在對基坑邊坡穩定性不利。

場地局部區域地基持力層范圍內，有厚度較大的③層黏土、⑤層粉土、⑥層細砂，其強度低，工程性質差，不能滿足擬建高層建筑物的地基承載力要求，設計和施工時應注意。

2)隱伏土洞、地表塌陷:場地地貌單元為漓江Ⅰ級階地，場地覆蓋土層的塑性狀態、密實程度、組成物質差異較大，均勻性差;局部區域軟弱土層分布范圍廣，厚度大;場地具備土洞、地表塌陷的形成和發育條件。在地下水變幅較大的情況下，可能誘發場地形成地表塌陷，進而危害建筑物安全。場地南側約500 m處的龍船坪，其土層結構與本場地相似，于1993年間因人工抽水引發多個大面積地表塌陷。

5 結論

1)巖溶強烈發育區場地有部分會具備土洞、塌陷形成發育條件。局部地段充填厚度較大的軟弱土層，是場地的不穩定的因素。

2)巖溶地區地下水和土對混凝土結構及鋼筋混凝土結構中的鋼筋的微腐蝕性。應引起注意。

3)當場地處于巖溶、土洞塌陷發育區，基坑大量抽水會產生地面沉降、土洞塌陷等重大問題。應進行現場監測工作。