浅谈岩溶地区岩土工程勘察及基础工程
2018-06-22陈朝文王有聪
陈朝文 王有聪
摘要:我国的西南地区广泛分布着岩溶发育地区,土地结构在以石灰岩为主的岩溶环境作用下改变巨大,不再坚固紧实,取而代之的是各式各样大大小小的土洞或者岩溶洞,这些溶洞将大大降低岩体及土地坚固程度。如果在此基础上进行工程建筑,必然影响施工质量,出现多种安全隐患,严重威胁当地人民群众的生命财产安全。因此,岩溶地区的勘察及基础工作显得尤为重要,我们作为地矿工程勘察企业必须认真做好相应工作,为人民的生活保驾护航。
关键词:岩溶地区;岩土工程勘察;基础工程;
我国西南地区由于地理位置和生态环境的特殊性,岩溶地貌分布广泛,由于其岩石硬度小,易被外界腐蚀,导致岩溶坍塌现象时有发生,特别是近几年来各种外界因素的影响,使我国西南地区经常出现大范围的岩体破裂坍塌的现象,进而大大影响房屋的坚固度,严重威胁了人民群众的生命财产安全,所以,我们必须提前做好岩土工程勘察工作,及时发现并应对建筑工程中的挑战。
一、岩溶地貌概述及其影响因素
(一)岩溶地貌成因
岩溶地貌别名喀斯特地貌,它的形成是由于流水不断溶蚀以碳酸钙为主要成分的可溶性石灰岩形成的。因此地貌上表现的特点是,地表高低起伏,地下则有大量的溶洞。
(二)岩溶地貌的影响因素
岩溶发育的客观物质条件是以石灰岩为主的可溶岩。可溶岩的种类和数量对于地貌的形成与发展具有重要影响,可溶岩中不同岩石的溶解度不同,因而岩体的强度也不同,其中碳酸岩的溶解度最大,岩体强度最小。其次,岩石的晶体颗粒大小以及晶体结构对岩溶地貌的形成也有影响,还有就是地面裂缝的大小,地面裂缝大有利于流水的渗入。各类地质因素相互影响岩溶地貌的形成与发展。
气候不同导致降水量、温度不同。首先降雨量的大小不同使岩石溶蚀情况不同,气温也将影响岩溶过程,使岩溶地貌发展具有地区性。若是气候急剧变化将有可能改变地貌发育方向。
在岩溶地貌的溶蚀过程中发挥巨大作用的二氧化碳的主要来源是生物,生物产生的二氧化碳源源不断的参与到地貌的形成过程中,促进地形地貌的改变,而植物依据自身的形态还将影响流水的冲刷,形成特点鲜明的岩溶景象。
(三)人类活动
人类的大型活动比如开山建矿、挖掘隧道、建造大型建筑群等也将对岩溶地貌产生影响,值得一提的是由于人类活动产生的酸雨也在影响着其地貌的发展。
二、如何勘测岩溶地区地貌
由于岩溶地貌的特殊性,岩溶地质的勘察工作对后期的相应工程的建筑设计起到了重要作用,在对其进行勘探过程中尤其要注意,岩溶地貌发育具有多样性的特点,必然导致各个岩溶区域的地形地势以及水文环境不尽相同,因此在勘察时要充分且合理的使用物探、工程地质调查和测绘、钻探等多种技术手段结合的方法,而且在勘察过程中不仅要依据现有的规章制度严格要求,还要在技术条件允许下重点查明后期工程施工范围内各个地段的地理特点、岩洞位置及大小、岩洞周围岩石特点、岩层厚度及岩层的变化、地下水位高度及流速等各类状况,只有充分了解施工周围地质特点才能使地基建筑更加科学合理,才能制定出合理的建筑方案。下面将详细介绍具体地形的勘测。
(一)勘测无岩溶的区域
无岩溶的区域勘测过程较为简单,勘测过程中主要任务是了解岩层的材质,清楚岩层的厚度、坡度等物理参数,对于有突出岩石的还要勘测其实际大小与分布状况,如果将该地作为地基的情况下,还要考察岩层与残积土层之间的土层的厚度,以此来判断该岩层的土层是否足够稳定,进而判断是否符合作为地基的要求。
(二)对岩溶的发育区域进行勘测
在勘测工程中要做到全面细致,因此不仅要勘测无岩溶区域,还要勘测已经发育的岩溶区域,详细了解并记录溶洞的位置、大小等,了解详细信息后要根据要求在该区域钻孔布置,并且其它探测手段继续探测。
三、岩溶地貌的勘测方法
(一)测绘
测绘是了解施工地点的比较直观的方法,在测绘之前要先对其进行多方面的调查,了解该地的岩溶发育状况、温度及水文状况、岩层特性等地质信息,进而全面了解岩溶地区信息,预测出未来岩溶变化趋势,并依据该信息制定较为完善的工程建筑计划,比如在对该地地下水流速、实际高度、联通与补给状况分析该地是否有可能出现地下水淹没的状况,如果有,可能的水量的大小,通过前期的预测与计算在工程建筑中提出相应的解决方案。
(二)地球物理勘测
物探即地球物理探测,适合探测有复杂岩洞的岩溶地貌,此探测方法又包含了多种探测方法,其中的层析成像以及地质雷达帮助勘测人员更加清楚的了解到一些人工无法勘测的溶洞的相关信息,对于某些洞穴的填充提供了有利的数据支持。而且可以根据地质反映的地下水压力流速的物理参数实时检测岩溶地区的塌陷状况。可以说地球物理勘测技术可以宏观的反映一定区域的整体岩溶地貌特点,但是要想取得良好的探测结果就要依据探测地的特点有目的与要求的选择合理的探测方法。这需要探测人员具有较高的专业素养与一定的探测经验。
(三)钻探工作
对岩溶地区实行钻探主要是为了清楚掌握岩层厚度以及内部岩溶发育情况,但是在对岩溶地区钻探时务必要注意安全避免出现井壁坍塌状况。在注意自身安全前提下及时做好数据记录工作。
(四)示踪技术
将某种示踪剂倒入地下溶洞水流中,用于检测各个溶洞的联通性,简便可靠,但是很有局限性,不适用于溶洞内部无流水的特点。
四、岩土工程勘察中常见的问题及解决措施
(一)岩土工程勘察中常见的问题
1.资料质量不过关
设计人员在进行设计的过程中,资料的准确性对工程有非常重要的作用。统计的因素和数据不准确,最后产生的岩土参数的分析也不会准确,会导致很大的误差。致使得出的结论与场地分析不正确,影响工程。
2.勘察报告不实事求是
勘察报告反映的应该是根据当地的建设项目而得出的结论,是近些年来,越来越多的勘察报告都没有准确的判断层位,没有根据具体的工作条件来详细的分析,无法反映场地的实际情况,从而造成设计出现误差,加大了工程难度和经济损失。
(二)对岩土工程勘测常见的问题的解决措施
1.合理的安排和分析数据
勘察数据是需要多方面的合作配合完成的。现场的测量人员必须保证勘察点准确无误,同时现场的施工人员必须按照严格的工程标准进行施工,現场的管理人员要按照工程标准对人员进行统筹。相关的技术人员应及时填写回次票,并进行岩层描述,留存相关的图片和视频资料等。在进行数据分析的过程中,如果有异常或者出现误差必须认真地寻找原因。现场编录人员与报告编制人员密切配合,认真分析保证勘测报告的真实性。
2.岩土工程勘测的方法
选择勘测方法要根据土地性质进行探索,要选择合适的方法,才能提高勘测结果的准确性。主要有以下几种工程地质测绘,勘探与取样,原位测试与室内试验,现场检验与监测等。
五、小结:
总而言之,只有将先进的勘察与传统意义上的基础进行结合,才能真正解决岩土工程勘测的技术问题。提前做好岩土工程勘察工作,及时发现并应对建筑工程中的挑战,充分做好地质勘测才能更有效地保证工程建设的顺利实行,最大可能的获取经济效益和社会收益。从地质选择不同的测试方法,才能够顺利地进行岩土工程的勘察工作。
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