岩溶地区勘察中的技术问题分析

蒋仕清

（建材桂林地质工程勘察院，广西 桂林 541002）

岩溶地区勘察中的技术问题分析

蒋仕清

（建材桂林地质工程勘察院，广西 桂林 541002）

岩溶地区存在溶洞、裂隙或者沟槽，在情况严重时，溶洞顶板塌陷可能导致较大规模的洼地或者洞穴出现，给工程建设造成不利影响。由于岩溶的复杂性、不确定性、隐蔽性，岩溶地区勘察中勘探孔布置应加密，勘探孔深度应钻入基岩面以下适当深度，采取岩土试样应具代表性。文章对岩溶地区勘察中的技术问题进行了分析。

岩溶地区；勘探孔布置；勘探孔深度；地基稳定性；岩溶地基处理

岩溶是一种分布多样、形态奇特的自然现象，由于岩溶的复杂性、不确定性、隐蔽性，岩溶勘察应坚持以岩溶工程地质调查研究为先导，遵循从面到点、分区对待、先地面后地下、先控制点后一般点、先疏后密以及评价中先定性后定量的工作准则。本文针对岩溶地区勘察中勘探孔的布置、勘探孔深度、岩土试样、溶洞的稳定性等问题进行探讨，在不同的勘察阶段选择合适的勘察手段与勘察措施，查明岩溶的分布范围、结构稳定性及发展趋势等，确保为后期开展的现场施工提供精确依据。

1 勘探孔的布置

岩溶地区勘察宜采用工程地质测绘、综合物探和钻探等勘察手段。工程地质测绘、综合物探多用于可行性研究勘察阶段和初步勘察阶段。详细勘察阶段宜采用钻探。一般来说，物探对整个场地岩溶发育范围及发展趋势能有一定的判断，但物探本身的局限性，对岩溶的判断正确性带来一定难度。因此，对物探发现有异常的地段，应选取有代表性的部位布置钻探孔进行核实验证，对岩溶洞隙发育范围大的地段应加密布置钻探孔。由于岩溶发育的复杂性、不确定性、隐蔽性，初步勘察阶段、详细勘察阶段的勘探孔应根据《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）（2009年版）规定的最小孔距布置，岩溶中等发育的场地，宜按一柱（桩）一孔布置勘探孔。详细勘察阶段未能查明的问题以及施工中发现的异常情况，往往还要进行施工勘察，施工勘察宜在已挖的基槽（坑）内进行勘察，可用动力触探或钎探的方法，查明可能存在的隐伏土洞、软弱土层的分布范围。勘探孔布置应逐基（桩）勘察，按一基一孔或一基多孔布置，孔距根据建筑物的重要性或荷载大小来确定，对条形基础，应沿基础中线按2～4m布一个点；对独立基础，应在四角及中心部位布点，当基础底面积≤5m2时，布2～4个点，基础底面积为5～12m2时，布5～8个点。对于荷载较大的工程或大直径嵌岩桩，应查明每个柱（桩）基下岩溶的垂直方向和水平方向发育情况，特别是桩端以下岩溶洞隙发育情况，应根据基底面积或桩底面积的大小，采用小口径钻探进行检测验证，基底边长或桩径为0.8～1.5m时，布置1～3个孔；1.5～3.0m时，布置3～5个孔。当岩溶强烈发育或与邻近基础的基岩面相差较大时，应在相邻基础（桩）间增加钻孔，查明可能影响基础（桩端）滑移的临空面。

2 勘探孔深度

岩溶地区勘察勘探点的深度除满足现行国家有关标准、规范等规定外，尚应满足下列要求：（1）当基础底面以下土层厚度不大于条形基础宽度的6倍或独立基础宽度的3倍且具备形成土洞、塌陷等时，应有部分或全部勘探点钻入岩石，钻入岩石的深度应不小于基底边长或桩径的3倍且不小于5m；（2）对荷载较大的工程或重大建筑物基础应适当加深勘探点深度；（3）当相邻桩底的岩石面起伏较大时，应适当加深勘探点的深度；（4）对于一基（桩）多孔的勘探点深度，各孔深度除满足不小于基底边长或桩径的3倍且不小于5m外，各孔终孔深度相差不大于2m；（5）当预定深度有溶洞存在且可能影响地基稳定时，应钻入洞底基岩面下不少于2m，对物探异常带的勘探点，一般应钻入异常带以下适当深度。

3 岩土试样

《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）（2009年版）规定“每个场地每一主要土层的原状土试样或原位测试数据不应少于6件（组）”，规范做这样规定的目的主要是防止对能取样试验的工程，发生不取岩土样、不做力学试验的情况。但是，规范定的6个土样是最少的数量，不能把它作为取土数量的比较标准，更不能说超过6个土样就认为太多了。另外，岩土参数统计分析时，如果样本数量太少，对计算的结果会有一定的影响。从统计角度来看，样本数量越大，数据的代表性越好，计算结果的可靠性就越高。岩溶地区勘察应严格按规范要求采取岩土试样，对3栋及3栋以上的建筑群，每栋每一主要土层的土试样和原位测试数据均不少于2件（组）；每个岩性层或岩体单元参加统计的数量不应少于6组，对3栋及3栋以上的建筑群，每栋每一主要岩层的试样不应少于2组。这样才能保证岩土试样的代表性，提高计算结果的可靠性。

4 岩溶稳定性

岩溶地区最典型的就是溶洞、土洞等发育。溶洞发育有其不确定性、隐蔽性，在地下水的动力作用下，常常伴有土洞和塌陷的发生，当有溶洞、溶蚀裂隙、土洞存在时，应考虑其对地基稳定性的影响。岩溶地基稳定性评价有定性和定量评价，可根据《工程地质手册》（第四版）中所推荐的经验公式对溶洞顶板的稳定性进行验算，但在验算和评价时还应考虑下伏溶洞或土洞的规模大小、形状，地下水的水位及变化幅度、岩溶洞隙的宽度等因素影响。

当下伏溶洞为串珠状溶洞或溶洞溶隙深度较大时，即便基础底面土层厚度大于独立基础宽度3倍或条形基础宽度6倍，也有可能导致地基塌陷失稳，若下伏溶洞平面分布大于基础宽度时，地基稳定性就越差，溶洞形状越不规则，应力就越集中，地基稳定性也越差。近年来，人为降水和采取地下水越来越频繁，地下水的水位下降很快，地下水在土洞位置上下升降频繁，对土洞的稳定十分不利，从而造成土洞塌陷，影响地基稳定。以岩石为持力层，竖向洞隙宽度不大于基础底面积1/4时，且洞隙两边的岩体的基本质量等级为Ⅰ级或Ⅱ级时，洞隙被密实的沉积物充填，可不考虑洞隙对地基稳定性的不利影响。

5 施工勘察

在岩溶地区以岩石为持力层的工程中进行施工勘察是非常有必要的，因为岩溶地区整体上表现为多样化的地貌，与之有关的地质情况也是十分复杂，在详细勘察阶段，受限于工作量或岩溶的复杂性、隐蔽性，不可能完全查明各建筑物下的各种岩溶形态，这些都有待施工阶段进行专门勘察予以查明。施工勘察就是针对尚待查明的专门问题进行的补充勘察。特别是对大直径嵌岩桩，桩端岩石的稳定性、完整性、承载力等，直接影响桩基的安全，进行专门的桩基勘察就显得十分必要了。在工程基坑开挖阶段，采用施工勘察查明每个基础以下岩溶的垂直方向及水平方向发育形态，才能正确评价地基的稳定性，确保建筑物的安全。施工勘察的勘探孔布置及孔深可按本文上述来确定，重点是要查清隐伏岩溶，否则贻害无穷。对岩溶强烈发育区应加密钻孔，圈定范围，为岩溶地基加固处理提供详细资料。

6 岩溶地基处理

对于影响地基稳定性的岩溶洞隙，应因地制宜的采取措施治理，否则将对建筑物的安全造成不利影响。目前，岩溶地基的处理措施有换填、镶补、灌浆加固、清爆填塞、结构跨越、调整基础底面面积、地下水排导等，具体采用哪种措施应根据岩溶洞隙的位置、大小、埋深、岩体稳定性和水文地质条件等综合分析。在桂林岩溶地基处理实践过程中，还经常采用高压旋喷桩结合微型钢管桩处理串珠状溶洞或深度较大溶洞，该方法克服了灌浆加固时浆量流失大，当溶洞中水量较大，连通性较好时，灌浆加固并不能完全堵填洞隙的弊病。一般来说，先用钻机引孔，然后采用高压旋喷桩加固溶洞，最后引孔施打钢管桩，钢管桩内用水泥砂浆灌实。该方法对连通性好的溶洞处理效果相当的好，能有效增强溶洞充填物的强度以及围岩的稳定性。

7 结语

（1）岩溶地区进行岩土工程勘察时，除严格执行国家现行标准、规范规定的要求外，考虑到岩溶的复杂性、不确定性、隐蔽性，仅靠常规布孔法进行钻探是很难准确掌握岩溶发育状况的，对勘探点的布置、勘探孔的孔深、岩土试样的采取应适当从严、加深；（2）岩溶地基的稳定性还应考虑下伏溶洞、土洞的规模大小、形状、地下水位的变化幅度等因素的影响，采用多种方法进行评价；（3）岩溶在空间上分布无规律，为确保后期开展的现场施工提供精确根据，宜采用施工勘察；（4）岩溶地基处理实践中，应注意结合地方经验，因地制宜选择适合运用于岩溶处理的措施与手段，注重经验积累，提高处理质量，确保建筑物安全。

[1]工程地质手册编委会．工程地质手册（第四版）[M]．北京：中国建筑工业出版社，2007.

[2]岩土工程勘察规范（2009年版）（GB50021-2001）[S].

[3]广西壮族自治区岩土工程勘察规范（DBJ/T45-002-2011）[S].

[4]刘之葵，梁金城，朱寿增．桂林岩溶区岩土工程勘察中几个问题的探讨[J]．桂林工学院学报，2006，（4）.

（责任编辑：周 琼）

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1009-2374（2017）12-0271-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.138

蒋仕清（1972-），男，广西全州人，供职于建材桂林地质工程勘察院，研究方向：岩土工程。

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