岩溶地区工程勘察方法的应用

岩溶地区工程勘察方法的应用

邱招贤

邱招贤

中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广东广州510000

摘要：本文以某项目岩溶勘测专题报告为例，介绍了综合勘察方法在岩溶地区勘察中的应用。岩溶地区工程勘察应充分利用各种勘察方法的互补性与应用特点，采用工程地质测绘及调查、钻探与取样、工程物探等综合勘察方法，查明场地的工程地质和水文地质条件、岩溶发育特征及规律，满足设计与施工的要求。

关键词：岩溶地区；工程勘察；综合勘察方法；

1、前言

随着我国在岩溶地区建设的工程越来越多，在进行工程勘察时遇到的问题也就越来越多。在进行勘查工作时，已经不能单凭钻探与取样等传统方法来解决问题，只有在详细了解岩溶地区的各种情况后，采用综合的勘察方法进行勘测，才能达到预期的效果。

2、勘察方法与技术

在收集到场地区域的气象、地质构造、水文地质及场地安全性评价资料的基础上，对场地采用综合勘察方法进行勘测。综合勘察方法包括工程地质测绘及调查、钻探与取样、工程物探、野外原位测试及室内试验等。

1）工程地质测绘及调查。包括查明场地及附近的地层岩性、地貌、地质构造、水文地质条件和不良地质作用等。从宏观角度来对岩溶的分布情况和性质进行研究，并根据调查的资料进行进一步的地质勘查，通过这种简单实用的方法，能够给岩溶地区工程勘察工作的开展提供实用性的资料。

2）工程钻探与取样。为查明场地覆盖层的厚度、土层的层理特征及下部岩石的完整性、岩溶的发育、连通及充填情况。钻探采用套管护壁，冲击或回转钻进相结合的钻进方法。钻探过程中采取原状土样、岩样及水样进行室内试验。

3）工程物探。适用于对岩体中复杂的岩溶洞穴进行探测，除了电阻率法、高密度法等以外，80年代以后发展起来的探地雷达GPR（地质雷达）、层析成像（CT）技术等在岩溶工程勘察中也得到了广泛应用，尤其是在对场地溶洞、土洞的分布、形态和充填情况方面，发挥了很大的作用。

3）野外原位测试。主要采用标准贯入试验、重型动力触探试验等测定溶洞和土洞中充填物、岩溶塌陷堆积物的工程性质，该方法在岩溶区勘察中应用比较广泛，经验也比较成熟。

4）室内试验。为查明场地覆盖土层及下伏基岩的性质，进行岩、土样的物理力学性质指标测试及土的腐蚀性分析、水的腐蚀性分析等试验。

3场地的岩溶发育特征

工程场地基岩主要为灰岩，呈中厚～厚层状，属于中强岩溶化地层，根据钻孔揭露绘制场地工程地质剖面和弹性波CT测试结果，场地岩溶发育程度及特点如下：

1、溶洞

1）岩溶发育程度为极强烈发育。

本场地岩溶勘测专题中，溶洞发育钻孔遇洞率达91.7%，钻孔线岩溶率23.3%。根据《火力发电厂岩土工程勘测技术规程》（DL/T5074-2006），场地岩溶发育程度为极强烈发育。

2）钻孔揭露大部分地段溶洞呈串珠状分布，钻孔范围内最多揭露9个溶洞。弹性波CT显示场地溶洞呈蜂窝状分布。

3）钻孔揭露溶洞规模一般较小，溶洞垂直厚度最小0.1m，最大7.9m，平均1.1m。弹性波CT反映局部发育规模较大水平方向溶洞。

4）钻孔溶洞顶板一般较薄且破碎，厚度很多小于1m。钻探过程中发现钻进到溶洞时一般都有不同程度的漏水现象发生。

5）场地基岩面变化较大，根据弹性波CT，场地石芽或凹槽等溶蚀现象发育，导致场地基岩面相差非常大。

6）溶洞充填情况：溶洞多为半充填~全充填，占总数的82.2%，少量为无充填，占总数的17.8%。充填物为软~可塑状粘性土混少量中细砂，局部夹少量砾石、碎石，粒径2mm～20mm，说明洞隙水的水动力条件较弱。

2、土洞

土洞是岩溶区常见的一种岩溶作用产物，其形成和发育与土层的性质、水的活动、岩溶发育等因素有关，地下水活动或地表水活动是土洞发育的最重要最直接的影响因素。土洞一般多位于地下水变化幅度以内，且大部分分布在高水位与低水位之间。

勘测期间场地地下水埋深0.00～1.40m，地下水水位标高4.05～5.63m，地下水位变化幅度范围内多为粘土层，距离土岩交界面较远，不存在将受潜蚀及崩解作用软化的土层进行运移的地下通道，因此，场地土洞发育形成条件较弱。本次勘察也证明了上述观点，本次勘测仅在一个钻孔中揭露土洞，位于土岩交界面处，无充填。

4岩土工程条件分析

1、场地稳定性分析及适宜性分析

场地岩溶洞隙水的水动力条件较弱，溶洞多为充填或半充填，厂址场地不发育大规模的、连通性较好的溶蚀通道。场地未发现地面地表塌陷。

场地内发育的溶洞、土洞可采用工程措施进行处理，处理后的溶洞、土洞对场地的稳定性不造成影响。

综合上述分析，工程场地相对稳定，可建设该项目。

2、地基处理的建议

根据场地勘测资料，工程场地溶洞极发育，土洞发育较少。场地溶洞在现有应力状态下处于稳定状态，但本项目各建（构）筑物的建设，将改变场地的应力状态，可能引发溶洞顶板失稳、塌陷，进而影响场地及建（构）筑物的基础的稳定性。且场地土洞稳定性分析，对地基有不利影响。另外，溶洞、土洞的存在也对桩基础施工影响很大，故需对土洞、溶洞采取一定的处理措施。

1）重要或荷载较大的建（构）筑物，可采用桩基础穿过土洞、溶洞，桩端置于连续、完整基岩上，施工过程中可采用抛填粘土块、片石、混凝土等方法对土洞、溶洞进行处理；

2）荷载较小，变形要求不高的辅助及附属建（构）筑物，可对充填或半充填的溶洞或土洞采用下列方法进行处理：

溶洞：采用通过钻孔向洞隙内灌注水泥砂浆、混凝土等方法进行处理；

土洞：采用粘土球、碎石或细石混凝土灌填等方法进行处理。

3、关于工程中岩土工程问题及建议

由于场地岩溶发育不具规律性，存在石笋、石芽或凹槽等溶蚀现象，基岩面起伏较大，建议以中等风化或微风化灰岩作为桩端持力层的建（构）筑物地段在施工前进行施工勘测，即进行超前钻，以保证桩端放置在完整、稳定的基岩上。

由于分层碾压及强夯法地基处理的局限性，可能存在局部地段填土压实不均的现象，当采用回填土作为基础持力层时，对基底土层处理存在缺陷地段，建议进一步采用压密或换填的方法进行处理。同时由于填土的不均匀性，采用填土作为基础持力层的建（构）筑物应注意不均匀沉降的影响，需采取有效的建筑和结构措施，以减少不均匀沉降的产生。

5结束语

在岩溶地区进行工程勘察时，应结合场地的具体情况，综合考虑场地的地质特点，应用综合的勘察方法，查明场地的岩溶的发育、连通及充填情况，并对场地进行准确评价，提出科学可行的施工方案。同时也要加强后期管理，对岩溶地区工程勘察中出现的问题进行统计分析，从而更好的指导实践工作。

参考文献：

[1]《某项目岩溶专题勘测报告》

[2]《综合勘察方法在岩溶地区勘察中的应用》（胡敏华湖南继善高科技有限公司）

[3]《岩土工程勘察规范》（GB50021-20012009年版）；

[4]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）

[5]《建筑地基基础设计规范》（DBJ15-31-2003）

[6]《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）

[7]《电力工程地基处理技术规定》（DL/T5024-2005）

[8]《火力发电厂岩土工程勘测技术规程》（DL/T5074-2006）