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)過地表水或地下水對可溶性巖石長期侵蝕并通過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，隨著水流的動力的變化，又會使得巖體產(chǎn)生不同程度的凹陷、開裂，這些條件都會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，會造成地表建筑物地基滑動、不均勻凹陷等問題，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，確定對巖溶上層建筑物的影響，通過勘察巖溶的規(guī)模、形態(tài)、分布區(qū)域，非可溶性巖體厚度等條件對巖溶上層建筑場地的適宜性以及建筑物地基的穩(wěn)定性作出正確評價(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。一般來說巖溶地區(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，并對接下來的工程項(xiàng)目建筑的可行性作出判斷，根據(jù)勘察結(jié)果制定出巖溶未來的危害程度和發(fā)展趨勢分析，在這一階段我們宜采用工程地質(zhì)測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，對該地區(qū)的巖溶穩(wěn)定性和建筑的適宜性作出評價(jià)，同時(shí)根據(jù)巖溶洞隙發(fā)育、地表凹陷程度對該地區(qū)進(jìn)行建筑適宜性分區(qū)。我們將采用工程地質(zhì)測繪和綜合物探勘察方法進(jìn)行勘察，對于物探異常地段，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力等條件對建筑物基礎(chǔ)的穩(wěn)定性作出詳細(xì)勘察評價(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)過地下水或地表水的長期作用，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，這兩者對于建筑用地來說都屬于不良基礎(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)。通過可行性研究勘察揭露，該地區(qū)具有巖溶現(xiàn)象，對于深基礎(chǔ)的建立可能會造成不良影響。

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，對于巖溶現(xiàn)象對后續(xù)施工建設(shè)可能造成的危害作出科學(xué)評價(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。在部分勘探孔檢測到巖溶洞隙后，這時(shí)勘察工作變的復(fù)雜起來，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)對每一個(gè)勘探孔進(jìn)行對比，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)上有針對性的進(jìn)行勘察，揭露巖溶依然以鉆探孔檢測為主。要求：①全面增加鉆探孔深度，確保每個(gè)鉆探孔對巖溶情況揭露符合相關(guān)規(guī)定要求；②對于每一個(gè)勘探層采用多種方法測定，要求測定結(jié)果具備代表性；③勘探過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，對于巖芯和鉆進(jìn)情況做好記錄和鑒別，對于局部軟弱地區(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，通過細(xì)致的勘察工作，對于該地區(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 勘察評價(jià)

經(jīng)過勘察表明，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)過程中出現(xiàn)較為嚴(yán)重的地下水漏水現(xiàn)象，說明巖溶發(fā)育地段地下水活動廣泛，且水量較大，具備承重性。因此如何避免巖溶現(xiàn)象對本項(xiàng)目地基造成影響是本次勘察評價(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）

通過本次對該地區(qū)的工程地質(zhì)勘察工作，對該地區(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

通過文章概述，說明了巖溶地區(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。