巖溶地區工程勘察現場質量控制探討★

曹聚鳳 龍 舉

(1.貴州地質工程勘察設計研究院，貴州 貴陽 550081； 2.貴州省地礦局111地質大隊，貴州 貴陽 550081)

0 引言

我國的可溶巖分布面積占國土面積的1/3以上[1]，而貴州是最集中、最典型、最復雜的一個區域，碳酸鹽巖分布面積占全省總面積的71.7%[2]。隨著城鎮化的快速推進，城市建設都得到了前所未有的發展，建設用地問題非常突出，很多建筑物都不得不修建在強巖溶場地之上。

巖溶地區就區域而言，巖溶的發育規模、發育深度和發育方向是有一定規律可尋的，可以通過鉆探、物探和地質調繪等手段對其進行區域性的確定；但是在工程建設中，需要對某一點或某個樁位的巖溶發育情況，特別是巖溶的橫向發育情況進行查明時，巖溶的發育規律就變得無規律可尋了，這也正是巖溶勘察的難點之所在。本文主要針對巖溶地區工程勘察中工程測量、鉆探工作量布置和鉆孔深度控制等幾個影響勘察質量的幾個關鍵問題進行分析與探討。

1 勘探點位測設

巖溶地區地質條件非常復雜，主要表現為巖面起伏大、巖溶發育，相鄰鉆孔間所揭露的地質情況都可能存在較大差異，因此鉆孔定位不準確是巖溶場地巖土工程勘察致命的質量問題。

1.1 規范要求[3]

1)在陸地上，初勘階段勘探點的平面位置測設精度要求控制在0～0.50 m，高程允許偏差為±0.10 m；詳勘階段勘探點的平面位置測設精度要求控制在0～0.25 m，高程允許偏差為±0.05 m。

2)在水域上，初勘階段勘探點的平面位置測設精度要求控制在0～2.0 m，高程允許偏差為±0.20 m；詳勘階段勘探點的平面位置測設精度要求控制在0～1.0 m，高程允許偏差為±0.10 m。

1.2 存在的主要問題

1)房屋建筑工程(特別是房地產開發項目)的勘察項目都有一個共性，工期要求特別緊，能分給巖土工程勘察的工期少之又少。

2)巖溶地區的巖土工程勘察布孔原則一般為“一樁一孔”，鉆孔密度非常大。

3)為了滿足業主的工期要求，常常會出現一個小范圍內存在多臺，甚至上十臺鉆機在同時施工。測量人員對鉆孔進行測設定位后，在鉆探施工過程中，由于人員走動、鉆機移動、鉆桿堆放、水管鋪設等原因，導致鉆孔定位標識移位或者消失。如果鉆孔的定位標識消失了，進行補測僅僅只是增加了測設工作的時間成本和經濟成本；但是如果鉆孔的定位標識移位了，那么鉆孔揭露的地質情況無法代表基礎所在位置的地質情況，將會對后期基礎施工，甚至是上部結構埋下安全隱患。

1.3 分析與探討

針對上述存在的問題，通常是通過以下幾種方式進行孔位復核：

1)傳統復核方式：現場技術人員根據鉆孔布置圖，采用皮尺對孔位進行復核。針對存在疑慮的點位，采用測量儀器對該點位進行復核。該方法在孔位復核過程中能起到一定的積極作用，但其效率低、精度差。

2)基于北斗云定位系統的鉆孔復核方式：現場技術人員在手機終端安裝北斗云APP，采用便攜式定位儀即可對鉆孔坐標進行復核。該方法方便、快捷、經濟，且精度能滿足規范要求。

2 鉆探工作量的布置

2.1 規范要求[4-6]

1)GB 50021—2001巖土工程勘察規范(2009年版)第5.1.5條規定：詳細勘察勘探點間距復雜地基不應大于10 m～15 m，中等復雜地基不應大于15 m～30 m，簡單地基不應大于30 m～50 m；條件復雜時每個獨立基礎均應布置勘探點。

2)DBJ/T 45—066—2018廣西壯族自治區巖土工程勘察規范第11.2.6條規定：詳細勘察勘探點間距復雜地基為8 m～15 m，中等復雜地基為15 m～20 m，簡單地基為20 m～25 m；異常地段加密勘探點；對一柱一樁基礎，應每柱布置勘探點。

3)DBJ 52/T046—2018貴州省建筑巖土工程技術規范第7.2.3條規定：當預估基底面積A≤2 m2時布置1個鉆孔，A>2 m2時布置2個鉆孔。針對巖溶強發育地段，A>2 m2時，對采用機械成孔的樁基，應在上述鉆孔基礎上增加不宜少于2個鉆孔。

2.2 存在的主要問題

隨著我國經濟的高速發展、施工技術得到了快速進步，機械成孔施工工藝在巖溶地區進行了大量的應用。但是與傳統的人工挖孔樁相比，機械成孔樁勘察技術人員無法下孔驗槽，成孔后的也無法采用釬探等對樁端持力層的完整性進行檢驗。由于巖溶地區地質條件非常復雜，采用機械成孔施工工藝時，一樁一鉆孔的勘察方式顯然很難查明樁側及樁底的巖溶發育情況，這將為擬建工程埋下較大安全隱患。

2.3 分析與探討

針對上述存在的問題，勘察技術人員可通過以下幾種方式來規避地質復雜性帶來的風險，確保擬建建筑的工程質量：

1)鉆探：先采取“一樁一鉆孔”的布孔方式進行勘察。如果場地屬于巖溶強發育地段，基礎形式為機械成孔的大直徑樁時，每樁至少布置3個鉆探孔；當基底面積A>2 m2時，每樁不宜少于4個鉆孔。在樁位上增加鉆孔數量，能有效的提高樁端持力層完整性判斷的準確性，但是仍然無法彌補鉆探“一孔之見”缺點。

2)鉆探與管波探測技術相結合法：管波探測法是在鉆孔內利用管波在波阻抗變化處產生的反射波的變化來確定周圍地層是否存在異常區。該方法在半徑2 m范圍內能分辨出大于0.3 m的異常區。管波探測技術與鉆探相結合，在鉆探取芯的基礎上拓展了鉆孔探測范圍，能有效的提高巖溶勘察的質量。

3)物探驗槽法：針對機械成孔樁勘察技術人員無法下孔驗槽，成孔后的也無法采用釬探等傳統方法對樁端持力層的完整性進行檢驗的問題，可以采用樁底溶洞探測技術來解決這一難題，它是利用彈性波反射探測法對樁底一定范圍內的巖溶、溶溝溶槽等不良地質體進行探測，從而根據反射回波評價樁端持力層的完整性。

3 鉆探深度的控制

3.1 規范要求[4-6]

1)綜合GB 50021—2001巖土工程勘察規范(2009年版)第4.1.18條、第4.9.4條、第5.1.5條和第5.1.6條，對于大直徑樁，勘探孔深度應進入預計樁底面以下3d～5d(d為樁徑)且不小于5 m，并穿過溶洞、破碎帶，到達穩定地層，當相鄰樁基底的巖面起伏較大時，應適當加大鉆探深度。

2)DBJ/T 45—066—2018廣西壯族自治區巖土工程勘察規范第11.2.7條規定：對于大直徑樁，勘探深度應進入樁底面以下不小于3倍樁徑且不小于5 m，當相鄰樁底的基巖面起伏較大時，應適當加大鉆探深度。

3)DBJ 52/T046—2018貴州省建筑巖土工程技術規范第7.2.3條規定：控制性鉆孔最大孔深以查明溶洞空間分布為目的，不做具體限制；一般性鉆孔用以查明地基的建筑條件，孔深宜進入持力層3d～5d(d為基礎短邊寬度或樁底面直徑)，當鉆探深度范圍內遇見溶洞時，應鉆穿溶洞，進入洞底持力層，并滿足上述持力層厚度要求。

3.2 存在的主要問題

1)在巖溶地區開展勘察工作，業主方為了控制勘察成本，在鉆探深度上嚴格按照規范“進入樁底面以下不小于3倍～5倍樁徑且不小于5 m”的規定來進行控制，未留有任何富余。

2)巖溶區的地質特點是巖溶發育、巖面起伏大；而鉆探的局限性是勘探范圍小，揭露的地質情況是“一孔之見”。因此，由于巖面起伏、溶溝、溶槽、溶洞等地質現象的存在，常常樁孔開挖過程中出現半巖半土的現象，在勘察報告建議的基底標高處未能遇見完整基巖而需要繼續往下開挖尋找完整持力層，從而導致鉆探深度不足而需要補勘。

3.3 分析與探討

巖土工程是一門經驗性的學科，不切合實際的精細化要求必將適得其反。在巖溶地區，特別是強巖溶區，為了避免樁基施工過程中的大量補勘，建議鉆探進入持力層的深度在滿足規范要求的基礎上預留3 m～5 m的富余。

因地質條件復雜超挖導致持力層鉆探深度不足的，樁孔均已形成。就機械成孔樁而言，樁孔無護壁，鉆機在孔口進行鉆探施工，安全風險極高；鉆機打懸空鉆，鉆桿因無側限導致施工難度極大，甚至無法施工，且取鉆后難以再次進入原鉆探孔內；如果將樁孔回填后再進行補勘，工期和成本大大增加。

巖土工程勘察的費用相對于整個建設項目的投資來說是非常小的一部分。補勘工作的施工難度、安全風險、鉆探費用均很高，且施工工期長。因此在詳勘階段進入持力層的鉆探深度留有一定富余是很有必要的。

4 結語

1)就目前巖溶地區勘察現狀來看，主要的勘察手段還是傳統的鉆探。在巖溶地區，特別是機械成孔樁，用一個鉆探孔揭露的地質資料來按“樁底面以下3倍～5倍樁徑且不小于5 m無溶洞”的標準進行樁基驗收，是存在著安全隱患的。巖溶地區的巖土工程勘察工作應加快采用新技術新方法來攻克難題的步伐。

2)單一的勘察手段和傳統的樁孔檢驗方法已經不能滿足現階段巖溶區的巖土工程勘察需求了，應積極吸收新技術新方法與傳統方法進行綜合應用和集成創新才能有效的提高巖溶地區的勘察質量水平。

3)本文針對巖溶場地巖土工程勘察中勘探點位測設、鉆探工作量的布置、鉆探深度的控制等幾個常見的問題進行分析和探討，提出了初步的解決思路和方法，可供同行參考和討論。