浅谈建筑的岩土工程勘察

吴凯 殷博

摘 要：随着改革开放的不断深入，我国建筑行业的发展日益蓬勃。尤其具有典型喀斯特地貌发育区的贵州省，岩溶发育，持力层对建筑尤为重要。因此，结合工程实例探讨建筑的勘察，所得结论对相关工程实践中贵州地区建筑的岩土工程勘察具有借鉴和参考意义。

关键词：岩溶地基;建筑;岩土工程;勘察

中图分类号：TU195 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）18-0112-04

Abstract： With the reform and opening up， my country's construction industry has developed vigorously， especially in Guizhou， where karst landforms are developed， so the supporting layer is particularly important for the building . This article discusses the survey of houses in combination with engineering examples， and the conclusions obtained have reference and reference significance for related engineering practices and regional surveys in Guizhou.

Keywords： karst foundation;building;geotechnical engineering;survey

1 工程概况

瓮安警示馆由贵州省黔南布依族苗族自治州瓮安县住房和城乡建设局投资兴建，重庆大学建筑规划设计研究总院有限公司设计。项目勘察场地东侧为原瓮安县政府旧址，南侧为在建华都嘉苑楼盘和兴隆东路，交通十分便利。

2 建筑特征

瓮安警示馆的设计标高（±0.00）为1 070.90 m，为二层建筑;建筑西南侧有一层地下室;采用钢框架结构形式，基础形式拟采用独立基础或桩基础;建筑对不均匀沉降敏感。拟建物特征见表1。

根据建筑工程基本特征，工程重要性等级为三级;根据场地工程地质条件，场区岩土种类较多，分布不均匀，性质变化较大，为中等复杂地基;不良地质作用强烈发育[1]，场地等级为一级复杂场地。综上所述，本次岩土工程勘察等级为甲级[2]。

3 勘察目的及依据

作为一个勘察工程，首先要明确勘察目的和服务对象，才能更准确地为建筑结构设计提供地质边界条件[3]。本次勘察主要需要查明以下内容：场地的地质背景和岩土构成及特征;场地岩土的物理力学指标，为地基基础设计提供有关参数;场地地下水埋藏情况及腐蚀性;场地内及其附近有无影响工程稳定性的不良地质作用及边坡稳定性问题;分析评价地基基础方案;分析评价场地和地基地震效应;评价场地和地基稳定性及建筑适宜性;对设计和施工有关问题进行评价并提出建议。

项目场地岩土工程勘察执行的技术规范主要包括《岩土工程勘察规范（2009年版）》（GB 50021—2001）、《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）、《建筑抗震设计规范（2016年版）》（GB 50011—2010）、《工程岩体分级标准》（GB/T 50218—2014）、《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）、《建筑工程地质勘探与取样技术规程》（JGJ/T 87—2012）、《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330—2013）、《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79—2012）、《建筑工程地质勘探与取样技术规程》（JGJ/T 87—2012）、《贵州省建筑岩土工程技术规范》（DB52/T046—2018）、《贵州建筑地基基础设计规范》（DBJ52/45—2018）、《贵州省建筑桩基设计与施工技术规程》（DBJ52/T088—2018）、《工程地质手册》（第四版）以及拟建项目的设计委托勘察技术要求。

4 勘察方法及完成工作量

为查明场地岩土工程问题，達到本阶段的勘察目的，本次勘察工作以XY-150型钻机钻探为主，现场地表地质调查、地表工程地质测绘、岩土样试验、资料收集以及工程地质类比等方式为辅，结合现场岩土鉴定与邻近场地的勘察经验等，综合分析、研究场地岩土工程的地质条件。

①地表地质调查。以场地为中心，在1 km2范围内进行地质调查，查明场地地形地貌、地质构造、地层岩性以及岩层产状等。

②钻探。根据建设单位签发的建筑柱位图，进行每柱一孔的钻探勘察。勘探深度根据建筑物特征和岩体基本质量等级，按《贵州省建筑岩土工程技术规范》（DB52/T046—2018）的表6.2.4-1、表6.2.4-2、表6.2.4-3以及第7.2.3条确定，按5倍预估基础桩径且保证不小于7 m。

③岩样试验。本次勘察对现场的石灰岩取样12件进行室内单轴饱和抗压试验。

④土样试验。本次勘察对现场的红黏土取样12件进行室内试验。

⑤简易水文观测。为了解地下水动态的基本特征和地下水埋藏的基本条件，根据规范和技术要求，全部钻孔施工结束24 h后观测钻孔内的水位，总计52次。

⑥测量放孔。建设单位提供的1954年北京坐标系规划控制点编号及坐标分别为：控制点GP24，[X]=2 995 812.791，[Y]=447 444.038，[H]=1 094.326;控制点GP27，[X]=2 994 587.628，[Y]=447 683.834，[H]=1 084.700;控制点GP29，[X]=2994 301.298，[Y]=447 568.384，[H]=1 095.181。

需要注意，上述3个控制点均在总图之外。

⑦本次勘察工作完成的主要工作量，如表2所示。

5 场地工程地质条件

5.1 气候、气象条件

《贵州省建筑气象标准》（黔DBJ22-01-87）资料显示，工程区所在地区属亚热带季风气候，四季分明，春迟夏短，秋早冬长，热量充足，水热同季，年降水量1 148.2 mm，年平均温度13.6 ℃，最冷月1月平均溫度2.9 ℃，最热月7月平均温度23.1 ℃，相差20.2 ℃，自然环境较为复杂。

5.2 地质构造

根据周边区域地质资料和现场周边出露地层的踏勘成果，项目场区位于瓮安县近南北向狭窄向斜近轴部的东翼，东翼产状为280°∠55°，无断层通过。场地上覆土层为素填土、红黏土，下伏基岩为三叠系茅草铺组（Tm）石灰岩，场地受向斜构造的影响，造成岩体节理裂隙较发育，岩体完整程度为较破碎。

实测东侧2组节理裂隙发育情况如下。

Jl1：产状180°∠70°，连续性较好，宽度不等，一般为1～5 mm，多呈闭合状，为钙质胶结，延伸长度一般不超过0.7 m。

Jl2：产状310°∠75°，连续性较好，宽度不等，一般为1～3 mm，多呈闭合状，为钙质胶结，延伸长度一般不超过0.3 m。

5.3 地形地貌

项目场区位于瓮安县主城区，为旧城改造项目。场区地势相对平坦，为山间溶蚀盆地，场区钻孔标高为1 070.320～1 081.036 m，相对高差10.716 m。

场区东侧为原瓮安县县政府旧址，在东北角有一栋2层房屋;南侧为在建瓮安县华都嘉苑E地块22号、23号商住楼;西侧住宅楼已拆迁，拟修建一条市政道路，路面标高为1 069～1 070 m;北侧为已拆迁民宅。场区工程环境较简单。

5.4 岩土构成

场地钻探揭露，项目场地岩土主要由新近平场回填的素填土、可塑红黏土以及下伏三叠系茅草铺组（Tm）石灰岩组成。地表调查和钻探揭露，项目场地岩土主要由第四系覆盖层及下伏基岩组成。通过钻探揭露，岩土特征自上而下分述如下。

素填土（Qml4）：灰色、黄色，主要由碎石、块石及黏土构成，碎石含量约为60%，结构松散，场区均有分布。

可塑红黏土（Qel+dl）：褐黄色，主要由残积物组成，切面光滑，土质均匀，呈可塑状，干强度高，厚度为3.2～16.8 m，平均厚度为10 m，场区均有分布。

强风化石灰岩（Tm）：灰色、灰黄色，岩芯破碎，呈砂状;钻进较快，局部存在，钻探仅有6个钻孔有揭示。

中风化石灰岩（Tm）：灰色、灰白色，中厚层状，节理裂隙较发育;表面有方解石脉，岩芯较破碎，呈碎块状、短柱状、柱状，岩芯采取率65%～80%;岩体物理力学性质一般、承载力较高，中风化石灰岩岩体饱和单轴抗压强度标准值为64.755 MPa，岩体为坚硬岩，岩体较破碎;根据《岩土工程勘察规范（2009年版）》（GB5 0021—2001）表3.2.2-2和《工程岩体分级标准》（GB/T 50218—2014）表4.1.1，确定岩体基本质量级别为Ⅲ级。

5.5 地表水

场区东高西低，地表水由东向西排泄。场地主要受大气降雨的影响，降雨后雨水经地表面汇集后向场地附近较低处的地下排水管道排放。雨季施工对基础施工影响较大，建议在场地周边做好相应的排水措施。

5.6 地下水

通过地表地质调查及钻探探查可知，项目场地地下水类型主要为土层中的上层滞水，赋存于表层第四系相对松散的土体中，主要分布于场区内耕植土空隙。地下水主要来源于大气降雨，水位、水量均具有明显的季节性特征。丰枯季差异较大，分布范围小且不均匀，水位埋深大多较浅，储水能力弱，透水性较好，富水性弱，对工程影响较小。经过现场实测实量，勘察完成后24 h，在钻探深度范围内未见到地下水。部分孔底有少量水，为钻孔残留水。钻孔最深处标高为1 047.80 m，未见地下水。场地地下水埋藏较深，建议基础施工时采取有效措施，防止地表水下渗，使地下室底板形成隔水层。基础可不考虑抗浮设防。

6 场区勘察问题

项目场地位于山间溶蚀盆地位置，下伏基岩为石灰岩，属可溶性碳酸类岩。场地内的岩溶为碳酸盐类岩溶，其发育主要受岩性和构造控制。水文情况对岩溶的发育有重要影响。现场地质调查发现，该场地岩溶洞隙、节理、裂隙较发育，场地岩溶地貌特征明显[4]。

根据地表测绘，场区表层溶蚀带内溶沟、溶槽及竖向溶蚀裂隙较为发育。场区岩溶统计详见表3。

勘察显示，建筑（瓮安警示馆）勘探钻孔遇溶率为37.5%，基岩面相对高差小于5 m（局部溶沟溶槽发育，基岩面高差较大），由此判定项目场区属岩溶强发育，主要受岩性及构造两因素影响。场区内出露地层为三叠系茅草铺组（Tm）灰色中厚层石灰岩，为岩溶发育提供了必要的岩性条件。工程区呈无断层发育，但裂隙较发育。发育标高在1 056.6～1 072.0 m，主要发育标高为1 059.0～1 066.0 m，多为设计标高以下。裂隙多陡倾，微张，延伸较长。受裂隙切割影响，表层岩体完整性差，为场地、地表以及地下水活动提供了必要的运移、贮存空间。

场区内无活动断层、地裂缝、滑坡以及泥石流等不良地质现象，稳定性较好，所以本场地主要的问题为岩溶问题。调查清楚岩溶的发育情况，有助于我们更好地把握建筑的持力层，为建筑提供更加稳定可靠的基础形式及深度[5]。

7 结语

根据建筑设计结构及荷载特征，结合场地岩土工程条件，对地基持力层及基础方案进行评价：通过对场地地基岩土的分析，场地内可作为建筑地基持力层的岩土单元为中风化石灰岩;中风化石灰岩强度较高，地基稳定;对勘察揭露岩溶发育的地段，基础应穿越溶洞底板，进入稳定基岩内0.5 m;连续的中风化石灰岩埋深较大，采用桩基础，基础形式为桩基。

地基岩层中浅埋岩溶洞隙的发育，其顶板岩体及基本质量特征、顶板厚度以及基础荷载大小等直接影响桩基稳定性。溶沟、溶槽的发育，使岩面起伏不平。溶沟、溶槽多有分布，岩体节理裂隙较发育。桩端置于岩层面隆起或斜面处时，有导致滑移的可能。在桩底应力扩散范围内有浅埋岩溶洞隙，必须进行地基基础处理，确保桩底岩体的稳定性。中风化岩分布较连续，厚度较大，岩石地基承载力特征值较高，对桩基的稳定性有利。

场地内覆盖层主要为素填土和可塑红黏土。部分区域土层厚度较大，开挖过程中容易出现孔桩侧壁垮塌情况，且场地内成孔条件一般，可采用间隔开挖、排桩跳挖以及多节护壁等施工措施，保证孔深、孔径、垂直度以及孔底残渣清理。场地孔桩施工可采用人工挖孔桩，也可采用机械成孔。人工挖孔桩在贵州地区应用较为普遍，施工工艺成熟[6]，但成孔凿岩进行爆破会造成地表震动，对周边建筑及居民生活有一定影响。机械成孔噪声较大，对土体扰动较大，但施工效率较高。若采用机械成孔，由于岩溶强发育，机械成孔较难校验，建议施工时补充勘察。

浇筑前必须清孔。清孔时，混凝土钢筋笼及浇筑设备等必须准备到位，清孔后立即浇筑，不宜长时间停留。施工过程中应严格遵循安全技术规范和专项方案规定，严密组织，落实责任，确保施工安全。

在贵州喀斯特区域进行建筑勘察时，对基础持力层要求较高的建筑，应特别注意岩溶问题。查明场区的岩溶发育特征，能够为建筑基础找到合理准确的持力层，从而提出合理的基础形式，为建设提供更加合理的勘察建议。

参考文献：

[1]马琳.岩土工程勘察常见问题探讨[J].中国新技术新产品，2010（23）：66.

[2]蔡志刚.工民建项目岩土工程勘察工作探析[J].河南科技，2014（5）：159-160.

[3]李勇.地基设计和岩土工程勘察过程中常见问题及对策[J].建材与装饰，2016（10）：253-254.

[4]徐刚.建筑工程地质勘察的相关问题研究[J].江西建材，2016（2）：235.

[5]石洪宝.岩土工程勘察技术探析[J].科技創新与应用，2017（21）：147-148.

[6]李本岚.浅析工程勘察的技术问题[J].中国新技术新产品，2010（23）：95.