巖溶地區(qū)工程地質勘察技術要點分析

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)，巖石強度的穩(wěn)定性相對較差，很難作為基礎為巖溶地區(qū)上層建筑物提供穩(wěn)定、可靠的支撐力，因此巖溶地區(qū)的工程項目建設的首要工作就是做好巖溶地區(qū)工程地質勘察工作，充分了解巖溶的發(fā)育規(guī)律，掌握巖溶的分布區(qū)域，并通過技術勘察收集地質數據，為后續(xù)的工程項目建設提供合理、科學的依據，以保證工程質量[1]。

1 巖溶地區(qū)地質類型及勘察技術要點

1.1 巖溶地區(qū)地質類型

由于巖溶隨時間的發(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，破壞了巖體的強度，隨著水流的動力的變化，又會使得巖體產生不同程度的凹陷、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。為便于地質勘察，根據巖體露出條件以及穩(wěn)定性，現(xiàn)將巖溶地區(qū)地質分為以下幾種類型：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、表面結構以及分布區(qū)域有關，溶洞頂板是溶洞地基安全的關鍵；②覆蓋型，碳酸鹽巖體之上覆蓋厚度達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構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)地質勘察技術要點

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。

巖溶地區(qū)的工程地質勘察與一般的工程地質勘察不同，最顯著的特點是查明巖溶地區(qū)巖體結構以及對其穩(wěn)定性或對地面建筑物可能造成的危害進行分析。一般來說巖溶地區(qū)工程地質勘察可以分為可行性研究勘察、初步勘察、詳細勘察等幾個步驟，我們根據勘察步驟的不同而選擇不同的勘察技術。

可行性研究勘察階段應該首先確定巖溶地區(qū)地質類型，查明巖溶發(fā)育基本情況，并對接下來的工程項目建筑的可行性作出判斷，根據勘察結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測繪以及綜合物探勘察方法。

初步勘察階段應該查明巖溶發(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，同時根據巖溶洞隙發(fā)育、地表凹陷程度對該地區(qū)進行建筑適宜性分區(qū)。我們將采用工程地質測繪和綜合物探勘察方法進行勘察，對于物探異常地段，應用鉆探進行驗證核實，根據工程實際將鉆探孔深穿過巖溶帶，以確?？辈旖Y果的嚴謹性。

詳細勘察階段應該查明建筑物范圍內對建筑物產生影響的各種巖溶洞隙的位置、狀態(tài)、埋深、洞內填充物狀態(tài)以及地下水或地表水動力等條件對建筑物基礎的穩(wěn)定性作出詳細勘察評價[3]。

2 巖溶地區(qū)某工程地質勘察分析

2.1 工程概況

在我國西南地區(qū)，石灰?guī)r分布較為廣泛，在特定的地層結構以及經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，場內地質條件較為復雜。

2.2 工程地質條件

該地區(qū)屬于沉積地貌，為淤泥和潛水區(qū)段，為滿足施工建設條件，該地區(qū)經過回填后規(guī)劃為本項目用地。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。由于地質條件的不利，土層的分布不均，故本項目只能選擇深基礎。通過可行性研究勘察揭露，該地區(qū)具有巖溶現(xiàn)象，對于深基礎的建立可能會造成不良影響。

2.3 勘察工作

本項目建筑規(guī)模較為龐大，且建筑類型多種多樣，加之地質條件復雜，存在巖溶發(fā)育現(xiàn)象，要求勘察工作：①詳細查明該地區(qū)地形結構；②準確判斷巖溶發(fā)育分布、規(guī)模以及影響范圍，對于巖溶現(xiàn)象對后續(xù)施工建設可能造成的危害作出科學評價。本次勘察工作分為初步勘察和詳細勘察兩個階段進行。

初步勘察工作采用工程地質測繪和綜合物探勘察方法進行勘察并用使網格狀布設，目的是查明該地區(qū)巖土層結構情況，為項目規(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，勘探孔以尋找結構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，這時勘察工作變的復雜起來，首要目的是查明巖溶發(fā)育分布、規(guī)模以及影響范圍，根據這種情況，我們對勘察方案進行相應的調整：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同時對每一個勘探孔進行對比，以掌握基礎層基本結構，確定下一階段重點勘察層位置。

詳細勘察根據初步勘察的結果基礎上有針對性的進行勘察，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，確保每個鉆探孔對巖溶情況揭露符合相關規(guī)定要求；②對于每一個勘探層采用多種方法測定，要求測定結果具備代表性；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嚴格控制回次進尺，對于巖芯和鉆進情況做好記錄和鑒別，對于局部軟弱地區(qū)進行圈定和劃分，便于控制和分析。

本次初勘和詳勘工作共計完成鉆探孔250個，近4000m鉆探工作量，通過細致的勘察工作，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)的工程項目建設奠定了基礎。

2.4 勘察評價

經過勘察表明，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，內部填充物多為淤泥類黏土物質，同時在鉆進過程中出現(xiàn)較為嚴重的地下水漏水現(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)象對本項目地基造成影響是本次勘察評價的關鍵所在。

根據該地區(qū)地質條件表明，地下10m范圍內顯然不具備作為建筑基礎的條件，由于石灰?guī)r層自身強度較高，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持力層，同時還需要加強對石灰?guī)r層上覆蓋粘土層的地質勘察，該層土強度高，隔水性好，且其下層為強度相當的粘土碎石層，如果能夠充分發(fā)揮該黏土層的承載力，那么施工難度將會大大降低。我們根據石灰?guī)r層作為樁基礎持力層的特點，單樁載荷以及入土深度必須經過嚴格控制，建議優(yōu)先采用預應力管樁、人工挖孔樁、沉管灌注樁以及夯擴樁，以人工挖孔樁為例基礎設計參數見表1。

表1 樁基礎設計參數建議值（h為樁埋入深度）

通過本次對該地區(qū)的工程地質勘察工作，對該地區(qū)巖體結構做出正確、科學的論證分析，從而減少了施工中的不確定因素，有效規(guī)避了施工風險。

3 結語

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