巖溶地區基坑工程勘察的重點與難點分析

黃 玻

(南寧市勘測設計院集團有限公司，廣西 南寧530000)

0 引 言

隨著社會的發展，國土空間的利用越來越精細化，地下空間的開發利用越來越受關注，伴隨著開發利用，基坑設計施工必不可少，巖溶地區的水文地質情況相對較復雜，進而給基坑的設計施工帶來了許多難題和風險，查明巖溶地區的水文地質情況，提出合理的設計參數和支護建議，正確地指導基坑的設計與施工，是巖土工程勘察工作的重點難點。

1 巖溶地區基坑勘察的目的

基坑勘察的目的主要為查明場地存在巖土層種類，判斷該類巖土層的依據，并提出各巖土層的相關參數、力學性質等，同時提出場地水文情況，降水措施，對開挖后形成的邊坡進行穩定性分析評價，查明場地內不良地質情況，對基坑工程的設計、施工等方案提出意見等。

2 巖溶地區的基坑勘察重點

2.1 查明場地巖土工程特性

以南寧市五象新區某工程為例，該項目巖土層主要為素填土①、礫質黏性土②、黏土③、全風化硅質巖④、強巖溶化灰巖⑤、弱巖溶化灰巖⑥、溶洞⑦，巖土工程特性如下：

素填土①呈稍密-中密狀，各向異性，壓縮性中等，承載力一般，自穩性較差；礫質黏性土②呈硬塑狀態，承載力較高，厚度較大，分布穩定，自穩性較好；黏土③呈硬塑狀態，承載力較高，厚度較大，局部分布，自穩性較好；全風化硅質巖④呈堅硬狀態，為較硬巖，承載力高，自穩性一般；強巖溶化灰巖⑤呈堅硬狀態，為較硬巖，承載力高，自穩性較好；弱巖溶化灰巖⑥呈堅硬狀態，為較硬巖，承載力高，自穩性較好；溶洞⑦主要充填物為可塑狀～軟塑狀黏土、含礫黏土及碎石土，該充填物物理力學性質較差，自穩性較差。

2.2 水文地質情況

當地水文情況：南寧市屬亞熱帶海洋氣候，夏雨冬干，節氣分明，年平均降水量1 298 mm，年蒸發量945 mm，每年雨季為5—9月。距本場地北側約1 500 m處存在流經南寧最大的河流-邕江，是地表水和地下水的主要排泄通道。邕江歷史水文情況見表1。近年最高洪峰水位為77.42 m。

表1 洪水頻率、最高水位、最大流量、最大流速統計一覽表Tab.1 Statistics of flood frequencies，and maximum water levels and flow rates

場地水文情況：場地內有3層地下水，即：①上層滯水；②孔隙潛水；③巖溶裂隙水。

勘察期間為旱季，施工期間無上層滯水，但在雨季，雨后尚可形成地下水。孔隙潛水賦存于礫質黏性土層中，巖溶裂隙水賦存于硅質巖裂隙及灰巖層的溶洞、裂隙中，地下水補給源主要來自地表積水下滲、上層滯水越流及場地外圍地下水側向徑流，地下水位、水質、水量變化主要受季節氣候影響，動態相對穩定；排泄方式主要為地下水側向徑流。

勘察時應重點調查清楚各層水的穩定水位，每層水位分別隔水測量，并查明年地下水位變化的幅度。

2.3 基坑設計方案意見

基坑支護形式主要有放坡、土釘墻、圍護墻深層攪拌混凝土、高壓旋噴樁、SMW工法、槽鋼鋼板樁、地下連續墻、重力式水泥土墻、排樁等，方案的選取主要考慮工程安全性、可行性、環保性、經濟性等。該工程場地周邊均為市政道路，因該區域正在開發，市政路施工車輛頻繁進出，基坑頂部荷載應按不利考慮。以南寧市五象新區某工程為例，基坑支護建議見表2。

表2 基坑支護建議表Tab.2 Recommended foundation pit support

2.4 參數選取

參數的合理選取是決定基坑支護設計安全與經濟的前提，選取參數時應結合現場原位測試數據和土工試驗數據，根據相關規范進行合理選取。當地質情況不良時，應進行折減，確保工程安全性。

2.5 基坑邊坡穩定性評價

通常情況下，巖質基坑邊坡應收集項目的巖體節理產狀等信息，可用赤平投影法分析，結合實際情況判斷該巖質邊坡的穩定情況；對土質基坑邊坡可用圓弧滑動法分析，結合對應的基坑安全等級系數，評判其穩定性。進行計算時，應綜合考慮現場周邊環境荷載，結合現場巖土工程特性，選取有代表性的剖面進行計算。

2.6 不良地質調查

勘察時應進行地質調查，應重點調查不良地質情況，如填土、膨脹土、溶洞、土洞等。

不良地質是工程不穩定的主要因素之一，特別是水源充沛的地區，在水的作用下，不良地質容易造成基坑垮塌、坑底隆起或滲流破壞等。

3 巖溶地區基坑勘察難點

3.1 巖土工程性質變化大

巖溶地區巖土工程性質變化大，主要原因為受巖溶影響，部分區域巖土體溶蝕，導致巖土體力學性質變差，受水文地質或人類生產生活影響，可能形成溶洞、土洞或者巖溶塌陷，灰巖巖面起伏變化大，勘察發現，巖溶地區的地層復雜多變，巖面落差大。

3.2 水文地質調查困難

水是影響工程安全穩定的最大因素，而目前勘察大多數水文地質調查主要方法為測量鉆孔水位以及收集當地水文地質資料，很少花費精力財力進行抽水試驗或壓水試驗等，導致大多勘察報告所出具的水文資料不精確。同時，水文環境易受大氣降水、季節變化等影響，與勘察期間的實際水位有偏差，故調查時應予綜合考慮。

3.3 施工過程中取芯難

巖溶地區的地質情況非常復雜，因此在進行巖溶勘察時，僅靠傳統的鉆探方法難以得到滿意結果，特別是施工采取巖芯時，受工藝影響，如鉆探過程中采用送水回轉鉆進，巖土體極易受到擾動，導致填土、硅質巖、強巖溶化灰巖等巖土體采取率低，現場技術員難以分辨，同時擾動巖土樣品對土工試驗的結果影響較大，從而影響參數的準確性。

3.4 參數的準確選取

參數的選取主要根據現場原位測試數據和土工試驗數據，結合當地工程經驗選取，但考慮到現場施工操作和土工試驗的人為誤差，巖溶地區的巖土性質變化大，可能存在較多、較大的溶洞、土洞，勘察工作通常是以點帶面，無法完全探清軟弱土層的情況，導致土層信息不精準，這種情況下，巖溶發育區域應適當加密鉆孔的布置，同時可采用物探等方式進行輔助勘察。

4 結 語

巖土工程勘察是國民經濟發展的重要環節，巖土工程的勘察工作對基坑支護結構設計施工的順利開展有著至關重要的作用，特別是水文地質情況復雜的巖溶地區。該文總結了巖溶地區基坑勘察的重點難點，在實際工程勘察中應引起注意，同時應注意基坑周邊環境的調查，結合工程實際提出合理的巖土參數。