巖溶地區(qū)工程地質(zhì)勘察技術(shù)要點(diǎn)分析

李雙前

（云南南方地勘工程總公司 云南大理 671000）

0 引言

巖溶是指經(jīng)過(guò)地表水或地下水對(duì)可溶性巖石長(zhǎng)期侵蝕并通過(guò)沉淀作用而形成的地貌總稱。在巖溶發(fā)育地區(qū)，巖石強(qiáng)度的穩(wěn)定性相對(duì)較差，很難作為基礎(chǔ)為巖溶地區(qū)上層建筑物提供穩(wěn)定、可靠的支撐力，因此巖溶地區(qū)的工程項(xiàng)目建設(shè)的首要工作就是做好巖溶地區(qū)工程地質(zhì)勘察工作，充分了解巖溶的發(fā)育規(guī)律，掌握巖溶的分布區(qū)域，并通過(guò)技術(shù)勘察收集地質(zhì)數(shù)據(jù)，為后續(xù)的工程項(xiàng)目建設(shè)提供合理、科學(xué)的依據(jù)，以保證工程質(zhì)量[1]。

1 巖溶地區(qū)地質(zhì)類型及勘察技術(shù)要點(diǎn)

1.1 巖溶地區(qū)地質(zhì)類型

由于巖溶隨時(shí)間的發(fā)育，其表面往往參差不齊、溝壑叢生，再通過(guò)地下水或者地表水的侵蝕，破壞了巖體的強(qiáng)度，隨著水流的動(dòng)力的變化，又會(huì)使得巖體產(chǎn)生不同程度的凹陷、開(kāi)裂，這些條件都會(huì)在不同程度上影響地面建筑物的地基的穩(wěn)定性。為便于地質(zhì)勘察，根據(jù)巖體露出條件以及穩(wěn)定性，現(xiàn)將巖溶地區(qū)地質(zhì)分為以下幾種類型：①裸露型，這類巖體一般被土層以及少量植被覆蓋，巖體大部分裸露覆蓋在地表上，僅有很薄的土層。同時(shí)又可以分為石芽地基和溶洞地基，石芽地基大部分分布在山谷斜坡以河流谷坡上，因此基巖面起伏較大，會(huì)造成地表建筑物地基滑動(dòng)、不均勻凹陷等問(wèn)題，給建筑工程造成困難。溶洞地基的穩(wěn)定性與巖溶性質(zhì)、表面結(jié)構(gòu)以及分布區(qū)域有關(guān)，溶洞頂板是溶洞地基安全的關(guān)鍵；②覆蓋型，碳酸鹽巖體之上覆蓋厚度達(dá)到十幾米到幾十米不等，規(guī)定30m以上覆蓋層稱為深覆蓋層，30m以下覆蓋層稱為淺覆蓋層。覆蓋層可以是各種類型的土層或是砂石層，對(duì)于保證這類地基穩(wěn)定需要考慮上部建筑物結(jié)構(gòu)以及下層巖體承載力的共同作用；③埋藏型，巖體位置較深，在埋藏型碳酸鹽巖體之上一般會(huì)覆蓋著其他非可溶性巖體，其厚度也不盡相同，埋藏型巖體作為地基穩(wěn)定性相對(duì)較高[2]。

1.2 巖溶地區(qū)地質(zhì)勘察技術(shù)要點(diǎn)

巖溶地區(qū)的勘察目的在于勘察巖溶的發(fā)育規(guī)律，確定對(duì)巖溶上層建筑物的影響，通過(guò)勘察巖溶的規(guī)模、形態(tài)、分布區(qū)域，非可溶性巖體厚度等條件對(duì)巖溶上層建筑場(chǎng)地的適宜性以及建筑物地基的穩(wěn)定性作出正確評(píng)價(jià)。

巖溶地區(qū)的工程地質(zhì)勘察與一般的工程地質(zhì)勘察不同，最顯著的特點(diǎn)是查明巖溶地區(qū)巖體結(jié)構(gòu)以及對(duì)其穩(wěn)定性或?qū)Φ孛娼ㄖ锟赡茉斐傻奈：M(jìn)行分析。一般來(lái)說(shuō)巖溶地區(qū)工程地質(zhì)勘察可以分為可行性研究勘察、初步勘察、詳細(xì)勘察等幾個(gè)步驟，我們根據(jù)勘察步驟的不同而選擇不同的勘察技術(shù)。

可行性研究勘察階段應(yīng)該首先確定巖溶地區(qū)地質(zhì)類型，查明巖溶發(fā)育基本情況，并對(duì)接下來(lái)的工程項(xiàng)目建筑的可行性作出判斷，根據(jù)勘察結(jié)果制定出巖溶未來(lái)的危害程度和發(fā)展趨勢(shì)分析，在這一階段我們宜采用工程地質(zhì)測(cè)繪以及綜合物探勘察方法。

初步勘察階段應(yīng)該查明巖溶發(fā)育程度和規(guī)律，對(duì)該地區(qū)的巖溶穩(wěn)定性和建筑的適宜性作出評(píng)價(jià)，同時(shí)根據(jù)巖溶洞隙發(fā)育、地表凹陷程度對(duì)該地區(qū)進(jìn)行建筑適宜性分區(qū)。我們將采用工程地質(zhì)測(cè)繪和綜合物探勘察方法進(jìn)行勘察，對(duì)于物探異常地段，應(yīng)用鉆探進(jìn)行驗(yàn)證核實(shí)，根據(jù)工程實(shí)際將鉆探孔深穿過(guò)巖溶帶，以確保勘察結(jié)果的嚴(yán)謹(jǐn)性。

詳細(xì)勘察階段應(yīng)該查明建筑物范圍內(nèi)對(duì)建筑物產(chǎn)生影響的各種巖溶洞隙的位置、狀態(tài)、埋深、洞內(nèi)填充物狀態(tài)以及地下水或地表水動(dòng)力等條件對(duì)建筑物基礎(chǔ)的穩(wěn)定性作出詳細(xì)勘察評(píng)價(jià)[3]。

2 巖溶地區(qū)某工程地質(zhì)勘察分析

2.1 工程概況

在我國(guó)西南地區(qū)，石灰?guī)r分布較為廣泛，在特定的地層結(jié)構(gòu)以及經(jīng)過(guò)地下水或地表水的長(zhǎng)期作用，很容易形成巖溶現(xiàn)象。云南某建筑工程占地約8.5萬(wàn)m2，建筑類型多為高層住宅和小高層住宅和部分別墅住宅，場(chǎng)內(nèi)地質(zhì)條件較為復(fù)雜。

2.2 工程地質(zhì)條件

該地區(qū)屬于沉積地貌，為淤泥和潛水區(qū)段，為滿足施工建設(shè)條件，該地區(qū)經(jīng)過(guò)回填后規(guī)劃為本項(xiàng)目用地。因此，該地區(qū)上表面覆蓋著較厚的新近填土和原本沉積的淤泥類土層，這兩者對(duì)于建筑用地來(lái)說(shuō)都屬于不良基礎(chǔ)。由于地質(zhì)條件的不利，土層的分布不均，故本項(xiàng)目只能選擇深基礎(chǔ)。通過(guò)可行性研究勘察揭露，該地區(qū)具有巖溶現(xiàn)象，對(duì)于深基礎(chǔ)的建立可能會(huì)造成不良影響。

2.3 勘察工作

本項(xiàng)目建筑規(guī)模較為龐大，且建筑類型多種多樣，加之地質(zhì)條件復(fù)雜，存在巖溶發(fā)育現(xiàn)象，要求勘察工作：①詳細(xì)查明該地區(qū)地形結(jié)構(gòu)；②準(zhǔn)確判斷巖溶發(fā)育分布、規(guī)模以及影響范圍，對(duì)于巖溶現(xiàn)象對(duì)后續(xù)施工建設(shè)可能造成的危害作出科學(xué)評(píng)價(jià)。本次勘察工作分為初步勘察和詳細(xì)勘察兩個(gè)階段進(jìn)行。

初步勘察工作采用工程地質(zhì)測(cè)繪和綜合物探勘察方法進(jìn)行勘察并用使網(wǎng)格狀布設(shè)，目的是查明該地區(qū)巖土層結(jié)構(gòu)情況，為項(xiàng)目規(guī)劃提供參考。首先考慮到該地區(qū)具有填土層和淤泥的存在，勘探孔以尋找結(jié)構(gòu)硬度較高的基巖面為主要目的。在部分勘探孔檢測(cè)到巖溶洞隙后，這時(shí)勘察工作變的復(fù)雜起來(lái)，首要目的是查明巖溶發(fā)育分布、規(guī)模以及影響范圍，根據(jù)這種情況，我們對(duì)勘察方案進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整：①所有勘察孔深度大幅度增加，以查明巖溶位置，確定巖溶分界；②同時(shí)對(duì)每一個(gè)勘探孔進(jìn)行對(duì)比，以掌握基礎(chǔ)層基本結(jié)構(gòu)，確定下一階段重點(diǎn)勘察層位置。

詳細(xì)勘察根據(jù)初步勘察的結(jié)果基礎(chǔ)上有針對(duì)性的進(jìn)行勘察，揭露巖溶依然以鉆探孔檢測(cè)為主。要求：①全面增加鉆探孔深度，確保每個(gè)鉆探孔對(duì)巖溶情況揭露符合相關(guān)規(guī)定要求；②對(duì)于每一個(gè)勘探層采用多種方法測(cè)定，要求測(cè)定結(jié)果具備代表性；③勘探過(guò)程中注意巖溶洞隙的發(fā)育情況，尤其是巖溶洞隙上方土層，查明巖溶不穩(wěn)定地段；④嚴(yán)格控制回次進(jìn)尺，對(duì)于巖芯和鉆進(jìn)情況做好記錄和鑒別，對(duì)于局部軟弱地區(qū)進(jìn)行圈定和劃分，便于控制和分析。

本次初勘和詳勘工作共計(jì)完成鉆探孔250個(gè)，近4000m鉆探工作量，通過(guò)細(xì)致的勘察工作，對(duì)于該地區(qū)巖溶發(fā)育分布、規(guī)模以及影響范圍有了一定掌握，為后續(xù)的工程項(xiàng)目建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

2.4 勘察評(píng)價(jià)

經(jīng)過(guò)勘察表明，該地區(qū)巖溶主要分布在地下22～26m之間，具體分布呈現(xiàn)不規(guī)律性且規(guī)模大小不一，溶洞一般高度約為1～2m，內(nèi)部填充物多為淤泥類黏土物質(zhì)，同時(shí)在鉆進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)較為嚴(yán)重的地下水漏水現(xiàn)象，說(shuō)明巖溶發(fā)育地段地下水活動(dòng)廣泛，且水量較大，具備承重性。因此如何避免巖溶現(xiàn)象對(duì)本項(xiàng)目地基造成影響是本次勘察評(píng)價(jià)的關(guān)鍵所在。

根據(jù)該地區(qū)地質(zhì)條件表明，地下10m范圍內(nèi)顯然不具備作為建筑基礎(chǔ)的條件，由于石灰?guī)r層自身強(qiáng)度較高，且空間上不連續(xù)，形成不了臨空面，故確定該層作為樁基礎(chǔ)持力層，同時(shí)還需要加強(qiáng)對(duì)石灰?guī)r層上覆蓋粘土層的地質(zhì)勘察，該層土強(qiáng)度高，隔水性好，且其下層為強(qiáng)度相當(dāng)?shù)恼惩了槭瘜樱绻軌虺浞职l(fā)揮該黏土層的承載力，那么施工難度將會(huì)大大降低。我們根據(jù)石灰?guī)r層作為樁基礎(chǔ)持力層的特點(diǎn)，單樁載荷以及入土深度必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格控制，建議優(yōu)先采用預(yù)應(yīng)力管樁、人工挖孔樁、沉管灌注樁以及夯擴(kuò)樁，以人工挖孔樁為例基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)建議值（h為樁埋入深度）

通過(guò)本次對(duì)該地區(qū)的工程地質(zhì)勘察工作，對(duì)該地區(qū)巖體結(jié)構(gòu)做出正確、科學(xué)的論證分析，從而減少了施工中的不確定因素，有效規(guī)避了施工風(fēng)險(xiǎn)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)文章概述，說(shuō)明了巖溶地區(qū)的工程地質(zhì)勘察的復(fù)雜性，在今后的實(shí)際勘察工作中，我們必須針對(duì)工程的具體實(shí)際情況，選擇合適的勘察技術(shù)，做到因地制宜，避免對(duì)單方法、單參數(shù)的局限性。建筑施工前的工程地質(zhì)勘察可以有效減少施工中的的不確定因素，同時(shí)還可以起到縮短工程周期，節(jié)約工程成本的作用。