巖溶地區(qū)建筑巖土工程勘察

陳勇

（貴州正業(yè)工程技術(shù)投資有限公司　貴州　貴陽　551000）

巖溶地區(qū)建筑巖土工程勘察

陳勇

（貴州正業(yè)工程技術(shù)投資有限公司貴州貴陽551000）

在我國南方地區(qū)進行工程建設(shè)時，經(jīng)常會遇到巖溶地質(zhì)，給工程建設(shè)帶來很大影響。因此，要求進行嚴格的巖土工程勘察，加強對巖溶的認識，減少工程實務(wù)和各種質(zhì)量安全問題。本文首先對巖溶地貌的巖土工程勘察情況進行了簡單的介紹，其次闡述巖溶地區(qū)的巖土工程勘察方法，最后結(jié)合貴州實例做具體探討。

巖溶地區(qū)；勘察鉆探；質(zhì)量控制

引言

我國西南地區(qū)巖溶分布比較廣泛，其中，貴州省巖溶分布面積最廣，據(jù)調(diào)查，其區(qū)域內(nèi)的2/3都是巖溶分布區(qū)。巖溶區(qū)生態(tài)環(huán)境非常脆弱，地質(zhì)環(huán)境也相對比較復(fù)雜，因此，建筑施工的難度較大。在建筑施工中，應(yīng)先進行巖土工程勘察，詳細了解巖土地質(zhì)、水文地質(zhì)等，以為后續(xù)施工提供參考。

1　巖溶地區(qū)建筑巖土工程勘察概述

所謂巖溶地區(qū)，主要是指在水的作用下，可溶性巖石產(chǎn)生了化學(xué)作用，并形成溶蝕效果，導(dǎo)致地質(zhì)出現(xiàn)流蝕崩塌，從而形成溶蝕地貌。在巖溶地區(qū)，分布著廣泛的碳酸鹽類巖石，實驗表明，被溶解的CaCO3與平衡CO2的關(guān)系為非線性函數(shù)，見圖1。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、髙層建筑不得不興建于巖溶區(qū)。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，勘察難度大。巖溶區(qū)潛在安全隱患較大，嚴重的甚至可能會發(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。

圖1　混合溶蝕效應(yīng)圖解

2　巖溶地區(qū)建筑巖土工程勘察方法

2.1物探方法

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。運用監(jiān)測地面下沉、建筑物開裂等方法來對洞穴對塌進行監(jiān)控，起到的效果不是特別的明顯，而這時候使用雷達技術(shù)來直接對巖溶系統(tǒng)中的水動態(tài)壓力進行監(jiān)測，應(yīng)用智能化的監(jiān)控法來提髙監(jiān)測對塌的效果。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。

2.2工程測繪與調(diào)查法

工程測繪與調(diào)查法主要是通過調(diào)查和測繪的方式了解巖溶地區(qū)的地質(zhì)情況，包括地貌、地質(zhì)、巖體性質(zhì)等。該方法主要從宏觀角度出發(fā)，勘察巖溶的分布情況以及其巖土性質(zhì)。工程測繪與調(diào)查法只是一種初步的勘察方法，可為建筑工程的建設(shè)提供基礎(chǔ)資料，在得到資料之后，還應(yīng)進行深入的地質(zhì)調(diào)查。這種方法使用簡單、結(jié)果直觀明了。

2.3試驗方法

試驗方法主要包括原位測試法、示蹤試驗方法、模型試驗等，先對其進行具體分析：①原位測試。這種方法一般采用動力觸探試驗或者標準貫入試驗等對巖溶地區(qū)的地質(zhì)特征和建筑地基承載能力進行測定，包括溶洞中的填充物、巖溶塌陷堆積物等。原位測試已經(jīng)是一種較為成熟的方法，其具有慚怍方法簡單、成本低等優(yōu)勢，在巖溶地區(qū)應(yīng)用較為廣泛。②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行研究。

2.4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)勘探活動中廣泛應(yīng)用，其效率髙、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　結(jié)合實例對巖溶地區(qū)建筑巖土工程勘察作具體分析

3.1工程概況

貴州某巖溶地區(qū)擬建一座建筑，擬建區(qū)基本情況如下：從地勢方面而言，具有東高西低的特征，北東側(cè)地面最高標高為322.26m，西側(cè)地面最低標高為307.13m，相對高差為15.13m，地形坡角3°左右?？辈靺^(qū)屬丘陵地貌，地形較簡單，地貌單一。擬建區(qū)巖層產(chǎn)狀為287°∠58°。場區(qū)內(nèi)未見次生褶曲和斷層，地質(zhì)構(gòu)造較簡單。擬建場區(qū)為巖溶強烈發(fā)育區(qū)，巖溶在地表的分布均據(jù)有局限性，巖溶沿順層發(fā)育、集中運動，巖溶管道一般順巖層走向發(fā)育的特點，并沿水平發(fā)育。區(qū)內(nèi)巖溶以孤立管道為主，水力坡度大，縱向暢通，橫向極差。由于本區(qū)新構(gòu)造運動以間隙性上升為主，故巖溶發(fā)育具“多層性”，從該地區(qū)溶蝕槽谷以及相應(yīng)的溶洞層分布規(guī)律來看，大致可劃分為四個發(fā)育階段：①風(fēng)巖期，當侵蝕基準面接近標高800m時，新構(gòu)造運動有一個停頓時期，發(fā)育了一層溶洞。此期相當于Ⅱ級剝夷面。②銀碗槽期，當侵蝕基準面在標高700m時，發(fā)育了一層溶洞。③興隆場期，當侵蝕基準面在標高500m時，發(fā)育了一層溶洞，相當于Ⅲ級剝夷面。④藻渡河期，當侵蝕基準面在標高300m時，發(fā)育了一層溶洞，相當于Ⅳ級剝夷面，本勘察區(qū)地面表為307.13～322.26m。

3.2巖土工程勘察分析

3.2.1地面調(diào)查

根據(jù)該場區(qū)的實際特點，勘察人員先在該地區(qū)進行了地面調(diào)查，用直觀的方式了解其地質(zhì)特征：地表未發(fā)現(xiàn)溶洞、漏斗等巖溶現(xiàn)象。根據(jù)以往鉆探和物探資料顯示，該場地溶蝕現(xiàn)象較發(fā)育，巖溶主要形態(tài)表現(xiàn)為溶蝕裂隙、溶洞，石灰?guī)r面多被浸蝕，部分巖面有小溶孔發(fā)育。在勘察中在ZY31、ZY33發(fā)現(xiàn)發(fā)育溶洞，其中ZY33豎向發(fā)育2個溶洞，發(fā)育標高分別為301.18～299.98m、299.38～298.68m，ZY31豎向發(fā)育6個大小不等的溶洞，發(fā)育標高296.60～289.29m，位于最下層的溶洞洞徑最大，其揭露洞徑為1.40m，根據(jù)鉆探揭露以上溶洞均為不含水溶洞，溶洞內(nèi)無充填物，除此其它鉆孔均未揭露有溶洞發(fā)育。

3.2.2物探

在野外勘察過程中布置了8條物探線，根據(jù)物探結(jié)果采用鉆探進行驗證，其中物探報告WT1-1′剖面的物探結(jié)論與鉆探ZY33鉆孔揭露溶洞基本吻合；WT8-8′剖面物探結(jié)論與鉆探ZY31鉆孔揭露溶洞基本吻合。根據(jù)物探的高分率、高密度探測結(jié)果顯示，該場區(qū)巖溶、溶蝕現(xiàn)象較發(fā)育，結(jié)合區(qū)域水文地質(zhì)資料該區(qū)巖溶以水平巖溶管道發(fā)育為主，基巖面可能發(fā)育石芽、溶蝕溝槽等巖溶現(xiàn)象，故對擬建物的基礎(chǔ)持力層及基礎(chǔ)型式的選擇有一定程度的影響。建議加強施工勘察，對物探剖面WT3-3′、WT4-4′、WT5-5′及WT6-6′推測的可能的巖溶發(fā)育區(qū)及破碎帶建議加強施工勘查。

3.3巖土工程地質(zhì)評價

①場地巖石地基總體穩(wěn)定性較好，但根據(jù)鉆探和物探資料顯示，該場地巖溶較發(fā)育，多表現(xiàn)為溶蝕小孔及巖溶裂隙，局部為巖溶洞穴，基礎(chǔ)應(yīng)充分考慮（溶洞、溶孔等）巖溶的影響，并采取相應(yīng)的工程措施后，該場地才適宜該擬建（構(gòu)）筑物的建設(shè)。②根據(jù)鉆探揭露，該場地上覆土層為回填土及紅粘土。人工填厚度分布不均勻，且起伏較大，不宜選作各擬建建筑物的基礎(chǔ)持力層。紅粘土天然狀態(tài)下力學(xué)性質(zhì)較好，遇水軟化后力學(xué)性質(zhì)變差，紅粘土的復(fù)浸水特征分類為Ⅱ類，地基均勻性較差，可選作小荷載建筑物的基礎(chǔ)持力層。強風(fēng)化石灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r較薄，且起伏較大，巖芯破碎，不宜選作各擬建（構(gòu)）筑物的基礎(chǔ)持力層；中等風(fēng)化石灰?guī)r力學(xué)性能好，巖體較完整，是良好的基礎(chǔ)持力層。

4　結(jié)束語

綜上分析，巖溶地區(qū)地質(zhì)較為復(fù)雜，在建筑施工前，應(yīng)先進行巖土工程勘察，了解其地質(zhì)特征，為后續(xù)施工提供基礎(chǔ)資料。在巖土工程勘察過程中，應(yīng)根據(jù)實際區(qū)域特點，選擇合理的勘察方法，以準確掌握巖溶的產(chǎn)狀、分布和發(fā)育情況，進而科學(xué)合理地評價巖溶場地和地基的穩(wěn)定性和適宜性。

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TU19

A

1673-0038（2015）29-0275-02

2015-6-29