何難

摘要：在巖溶地區(qū)進(jìn)行巖土工程勘察時為準(zhǔn)確獲得巖土體物理力學(xué)參數(shù)，為解決因巖土工程勘察技術(shù)不當(dāng)而導(dǎo)致勘察數(shù)據(jù)失真的問題。通過對巖溶發(fā)育地區(qū)進(jìn)行仔細(xì)分析研究，在進(jìn)行巖土工程勘察前制訂與勘察現(xiàn)場相符合的勘察設(shè)計方案。根據(jù)設(shè)計方案進(jìn)行勘察，當(dāng)出現(xiàn)新的地質(zhì)問題時及時調(diào)整方案，最大限度發(fā)揮巖土工程勘察技術(shù)手段的優(yōu)越性，最終提供完整且準(zhǔn)確的勘察數(shù)據(jù)。勘察完畢后對巖溶場地進(jìn)行穩(wěn)定性評價，提供可靠的地基承載力和地基持力層，提供地基基礎(chǔ)初步建議。

關(guān)鍵詞：?巖溶地區(qū)??勘察手段??穩(wěn)定性評價??工程勘察

Geotechnical?Engineering?Investigation?and?Site?Stability?Evaluation?in?the?Karst?Development?Area

HE?Nan

（Team?159，?Guizhou?Provincial?Bureau?of?Coal?Geology，?Liupanshui，?Guizhou?Province，?553500?China）

Abstract：?When?conducting?geotechnical?engineering?investigations?in?karst?areas，?in?order?to?accurately?obtain?the?physical?and?mechanical?parameters?of?the?rock?and?soil?mass?and?solve?the?problem?of?the?distortion?of?survey?data?caused?by?improper?technology?for?geotechnical?engineering??investigations，?this?paper?carefully?analyzes?and?studies?karst?development?areas，?and?formulates?a?survey?and?design?scheme?that?is?consistent?with?the?survey?site?before?geotechnical?engineering?investigations.?It?carries?out?investigations?according?to?the?design?scheme，?and?adjusts?the?scheme?in?time?at?the?emergence?of?new?geological?problems，?so?as?to?maximize?the?superiority?of?technical?means?for?geotechnical?engineering?surveys?and?finally?provide?complete?and?accurate?survey?data.?After?the?completion?of?the?survey，?it?conducts?the?stability?evaluation?of?the?karst?site?to?provide?the?reliable?bearing?capacity?and?bearing?layer?of?the?ground，?and?provide?the?preliminary?suggestions?of?the?ground?foundation.

Key?Words：?Karst?area;?Survey?means;?Stability?evaluation;?Engineering?investigation

隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展，巖土工程勘察單位接觸的各種地質(zhì)條件越來越多，地質(zhì)條件越來越復(fù)雜，特別是巖溶發(fā)育地區(qū)的地質(zhì)條件尤為復(fù)雜。在碳酸鹽巖發(fā)育地區(qū)地質(zhì)條件薄弱，特別是溶洞、地下暗河、巖溶地下水發(fā)育給工程勘察帶來了巨大風(fēng)險和勘察難度。在巖溶發(fā)育地區(qū)進(jìn)行勘察建設(shè)時經(jīng)常遇到地面塌陷、地表不均勻沉降、溶蝕頂?shù)装遢^薄等不良地質(zhì)災(zāi)害。巖溶給人民的生命財產(chǎn)造成威脅，也給工程建設(shè)增加了工程難度和成本。巖溶地區(qū)巖土工程勘察的目的是在分析巖溶發(fā)育規(guī)律的基礎(chǔ)上，充分了解巖溶的空間展布特征、形態(tài)、規(guī)模，準(zhǔn)確評價建筑場地建設(shè)的適宜性與地基的穩(wěn)定性，并提供可行的地基處理方案和建議。因此，在巖溶地區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)之前，做好巖土工程勘察工作是非常有必要的[1]。

1巖溶地區(qū)巖土工程勘察手段

由于巖溶地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，不良地質(zhì)現(xiàn)象較多，一般的巖土工程勘察手段已不適應(yīng)勘察要求，無法獲得準(zhǔn)確的巖土工程勘察數(shù)據(jù)。為完全掌握巖溶地區(qū)巖溶洞穴的分布情況及發(fā)育特征，在進(jìn)行巖溶勘察時應(yīng)采用地質(zhì)鉆探與地質(zhì)物探相結(jié)合的勘察手段，在進(jìn)行勘察前應(yīng)對巖溶地區(qū)進(jìn)行工程地質(zhì)測繪，了解其地質(zhì)構(gòu)造特征、巖溶洞穴的大小及分布情況。

1.1?工程地質(zhì)測繪

在進(jìn)行正式勘察前應(yīng)對巖溶地區(qū)地形地貌、地層、地質(zhì)構(gòu)造條件進(jìn)行實地調(diào)查，根據(jù)室內(nèi)確定的勘察線路采用穿越法和追索法進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查。通過調(diào)查查明巖溶地區(qū)地下水發(fā)育情況、巖溶洞穴的分布特征、巖溶管道分布情況、對巖溶洞穴的長、寬、高進(jìn)行測量。查明可溶巖石的特性，調(diào)查結(jié)束后對巖溶發(fā)育地區(qū)的巖溶分布情況和地質(zhì)條件進(jìn)行評價分析，根據(jù)調(diào)查結(jié)果制訂切實可行的勘察實施方案，指導(dǎo)后續(xù)巖土工程勘察工作。

1.2?地質(zhì)鉆探

根據(jù)勘察實施方案和建筑物設(shè)計圖紙布置鉆孔總平面圖，根據(jù)鉆孔平面圖由測量人員對巖溶現(xiàn)場進(jìn)行實地放樣工作。將鉆孔設(shè)計孔位與現(xiàn)場實際位置一一對應(yīng)。在鉆探工作開始前應(yīng)做好相關(guān)準(zhǔn)備工作如鉆探施工耗材、巖芯箱、鉆探設(shè)備調(diào)試工作等。土層：采用ф108?mm沖擊鉆進(jìn)，全采土芯，按回次擺放。巖層：采用ф91?mm清水合金回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，控制回次進(jìn)尺，回次深度原則上不超過2.5?m，以求盡量提高巖芯采取率。并按回次巖芯擺放，填寫巖芯標(biāo)簽。本文以某巖溶地區(qū)巖土工程勘察項目為例說明鉆探揭露地層情況及工程地質(zhì)條件評價分析[2]。

1.2.1?鉆探施工情況

根據(jù)鉆探取芯、地質(zhì)調(diào)查及土工試驗等資料綜合對比分層，將場地勘探深度范圍內(nèi)巖（土）層自上而下可分為兩大力學(xué)層，5亞層，各土（巖）層性質(zhì)及分布特征如下。

①-1雜填土（Qml）：分布于場地局部地段，出露于地表。新近回填形成，雜色，松散狀，稍濕，主要由黏性土、建筑垃圾、磚塊組成，成分不均勻，孔隙度變化大。層厚為0.50～1.50?m，層頂埋深為0?m，層頂高程為1?387.43～1?387.45?m。

①-2耕表土（Qpd）：分布于整個場區(qū)，部分地段出露于地表或位于①-1雜填土之下，大部分地段直接出露于地表。褐色、黃褐色，含植物根系及有機(jī)質(zhì)，結(jié)構(gòu)松散，局部含小碎石，孔隙度變化大，味微臭。層厚為0.50～1.50?m，層頂埋深為0～1.50?m，層頂高程為1?387.68～1?388.36?m。

①-3紅黏土（Q4el+dl）：分布于整個場區(qū)，位于①-2耕表土之下。黃色、黃褐色，可塑狀，土質(zhì)均勻，結(jié)構(gòu)緊密，刀切光滑，黏性較大。層厚為5.20～31.20?m，層頂埋深為0.50～1.50?m，層頂高程為1?384.43～1?387.86?m。

②-1白云巖（T1a）：全場局部分布，在①-3紅粘土層之下有分布，在②-2中風(fēng)化白云巖（T1a）中亦有分布。強風(fēng)化，灰白色，中厚層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙極發(fā)育，裂隙發(fā)育間距約0.10～-0.25?m，裂隙寬度為0.5～3.0?mm，其間泥質(zhì)充填，巖體破碎，巖質(zhì)軟，敲擊生悶，幾乎無回彈，鉆機(jī)加壓鉆進(jìn)快，不加壓鉆進(jìn)緩，跳鉆，巖心呈砂狀。層厚為2.50～7.50?m，層頂埋深為6.00～27.70?m，層頂高程1?355.10～1?386.38?m。

②-2白云巖（T1a）：全場均有分布，主要位于①-3紅粘土層之下。中風(fēng)化，灰白色，中厚層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙較發(fā)育，裂隙發(fā)育間距約0.5～0.6?m，裂隙寬度0.5～1.0?mm，其間方解石脈狀充填，巖體較破碎，巖質(zhì)硬敲擊生脆，回彈震手，巖心呈柱狀，短柱狀。本次勘察未揭穿該層，層頂埋深6.00～32.60?m，層頂高程1?355.10～1?381.48?m。

1.2.2?巖（土）體物理力學(xué)性質(zhì)

場地巖土工程勘察采用了土工試驗，鑒于場地雜填土及耕表土層厚度小、土體松散、孔隙大，未對以上兩層取樣分析，建議清表時挖除。

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB?50007-2011）第5.2.5條指出，當(dāng)偏心距e小于或等于0.033倍基礎(chǔ)底面寬度時，可根據(jù)土的抗剪強度指標(biāo)確定地基承載力特征值，具體公式如下。fa=Mbγ+Mdγd+McCk

式中：fa為由土的抗剪強度指標(biāo)確定地基承載力特征值；Mb、Md、Mc為承載力系數(shù)，根據(jù)《貴州建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（DB?2245-2004）確定；b為基礎(chǔ)底面寬度（b=3?m）；Ck為基底下一倍短邊寬度、深度內(nèi)土的黏聚力標(biāo)準(zhǔn)值。通過查表得：Mb=0.124，Md=1.487，Mc=3.844。γ=16.6，γm=16.6，通過計算得fa=162.9?Kpa，結(jié)合以往工作經(jīng)驗，建議fa=160Kpa。同時，通過以上數(shù)據(jù)，該層紅黏土Ir=1.89，Ir＇=1.78，Ir﹥Ir＇，即該層黏土的復(fù)浸水性特征分類為Ⅰ類。注：Ir=WL/WP，Ir`=1.4+0.0066WL；WL為液限；Wp為塑限。

1.3地質(zhì)物探

在巖溶發(fā)育地區(qū)通過布置高密度電法剖面、瞬變電磁法剖面、地質(zhì)雷達(dá)剖面對巖溶地區(qū)的巖溶洞穴、溶洞發(fā)育特征、分布情況、溶洞大小等進(jìn)行物探勘察。物探方法是根據(jù)地下介質(zhì)的電性差異來進(jìn)行物探勘察的，通過數(shù)據(jù)采集形成相應(yīng)物探剖面最終圈定異常區(qū)，劃定巖溶發(fā)育區(qū)域，指導(dǎo)下一步工作[3]。

2場地穩(wěn)定性及持力層評價

2.1?場地穩(wěn)定性

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造資料，某地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造位于華南板塊-揚子陸塊-上揚子地塊-黔北隆起區(qū)-織金穹盆構(gòu)造變形區(qū)中部，無全新活動斷裂。本區(qū)現(xiàn)代構(gòu)造運動呈現(xiàn)緩慢下降的性質(zhì)，新構(gòu)造運動幅度不大，是地質(zhì)構(gòu)造運動相對穩(wěn)定的地帶。場區(qū)平坦，無不良地質(zhì)現(xiàn)象分布，建筑場地穩(wěn)定[4-5]。

綜上所述，本次巖溶勘察研究區(qū)地形地貌簡單，不良地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造不復(fù)雜，水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)條件簡單。在巖溶發(fā)育強烈地段進(jìn)行建筑施工時應(yīng)進(jìn)行強度設(shè)計驗算，地基基礎(chǔ)應(yīng)置于穩(wěn)定且連續(xù)的中風(fēng)化白云巖地層上，若持力層不屬于中風(fēng)化白云巖應(yīng)采用樁基礎(chǔ)或抬梁跨越延伸到中風(fēng)化白云巖上。因此，在巖溶地區(qū)進(jìn)行建筑施工時應(yīng)對場地不穩(wěn)定地層及不良地質(zhì)現(xiàn)象處理后再進(jìn)行施工，以保證場地的穩(wěn)定性及完整性，使場地適宜性良好。

2.2?場地持力層

①-1雜填土及①-2耕表土：強度差異較大，結(jié)構(gòu)松散且厚度不均勻，屬開挖層，不能作為建筑物天然地基持力層。

①-3紅黏土：主要呈可塑狀態(tài)，承載力中等、壓縮性中等，厚度變化較大，不宜作為高層建筑物天然地基持力層。

②-1白云巖：強風(fēng)化，巖體破碎，承載力較低、壓縮性小，強度稍高，僅部分場區(qū)有分布，可作為建筑物樁基持力層。

②-2白云巖：中風(fēng)化，巖體較破碎，承載力高，壓縮性小，強度高，場區(qū)大部分分布，可做建筑物樁基持力層。

3結(jié)語

（1）建筑場區(qū)開闊平坦，無滑坡、崩塌、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，建筑場地動力地質(zhì)作用影響較弱，環(huán)境工程地質(zhì)條件較簡單，場地穩(wěn)定，地基均勻，但地基巖溶局部強發(fā)育，巖溶強發(fā)育地段需進(jìn)行設(shè)計驗算，基礎(chǔ)應(yīng)嵌于穩(wěn)定連續(xù)的中風(fēng)化白云巖內(nèi)部或采取抬梁跨越，無論何種手段均應(yīng)根據(jù)實際開挖地質(zhì)情況，通過施工補勘手段查明基底持力層完整性。

（2）本場地為巖溶強發(fā)育地段，場地為巖溶地基，鉆孔孔徑較小，不能完全確保持力層的完整性，地質(zhì)人員需加強現(xiàn)場后期驗槽工作。建設(shè)單位或現(xiàn)場施工人員如遇現(xiàn)場地質(zhì)情況與地勘資料不吻合的情況，應(yīng)及時通知地勘單位進(jìn)行補充勘察，以確保擬建物的安全和穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

[1]何映鼎.建筑巖溶地基溶蝕率沿深度分布函數(shù)預(yù)測[D].桂林：桂林理工大學(xué)，2023.

[2]秦迎豐，劉麗萍.巖溶地基巖土工程勘察及其地基處理探討[J].冶金管理，2022?（13）：73-75.

[3]黃新華.巖溶場地和地基的穩(wěn)定性評價及其處理方法[J].廣西水利水電，2023?（4）：26-28.

[4]蔣毅，王罡，任曉光，等.深圳某基坑工程巖溶地基處理案例分析[J].工業(yè)建筑，2022，52（7）：204-207.

[5]曹孫陽.巖溶地基處理關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用研究[D].上海：華東交通大學(xué)，2023.