1、浅析岩溶区岩土工程勘察 摘要：随着社会的发展与进步，重视岩溶区岩土工程勘察具有重要的意义。本文主要介绍岩溶区岩土工程勘察的有关内容。 关键词勘察 工程 地基 岩土 岩溶区 控制 Abstract: With the development and progress of society, importance of rock soil engineering survey in karst area has important significarst rock soil engineering survey Key words: reconnaissance engineering foun
2、dation soil in karst area control 中图分类号： TU751 文献标识码： A 文章编号： 引言 岩溶区的岩土工程勘察工作，有其自身的特点和要求。勘察成果质量将直接影响到建筑物地基基础设计，也关系到工程建设的可行性、安全性及工程造价等。 因此，提高岩土工程勘察质量具有重要的现实意义。 1、岩溶区岩土工程勘察的特殊性 岩溶勘察宜采用工程地质测绘和调查、物探、钻探等多种手段结合的方法进行，除应遵守现行有效的勘察规范的规定外，尚应重点查明拟建工程范围及有影响地段的各种岩溶洞隙和土洞的位置、规模、埋深、岩溶堆填物性 状、地下水特征、岩面起伏、形态和覆盖层厚度，对地基基础
3、的设计和岩溶的治理提出建议。针对如上特殊要求，应对岩土工程勘察过程实施有效管理，使各个过程处于受控状态。 2、应用过程方法理清岩土工程勘察过程控制流程 运用 PDCA 循环的方法 “可对勘察项目的全过程按图 1 进行。 图 1 岩土工程勘察过程控制流程图 其中关键过程是勘察纲要编制、工程地质测绘、工程测量、钻探取样及试验、原位测试、水文地质观测及试验、报告编审。 3、岩溶岩土工程勘察方法及探测技术 在岩溶地 区，岩土工程勘察分析方法及岩溶探测技术，除了常规的钻探手段外，目前国内主要采用以下方法或手段： (1)工程地质调查与测绘：包括岩溶地形地貌调查、地层岩性、水文地质调查、测量及试验等内容的野
4、外调查，能够从宏观上把握岩溶发育的分布和特点，并据此可进一步进行工程地质勘探工作。该方法简单，方便实用，能获得直观的野外工程地质资料。 (2)地球物理勘探：适用于对岩体中复杂的岩溶洞穴进行探测，除了电阻率 (电剖面和电测深 )法、高密度电法、无线电波透射法、地面地震反射波法、声波透射法、微重力法、射气测量等 以外， 8O 年代以后发展起来的探地雷达 GPR(地质雷达 )、层析成像 (CT)技术等在岩溶工程地质勘察中得到了广泛的应用，尤其是在确定岩溶溶洞、土洞及塌陷等的分布、形态和充填情况时，发挥了很大的作用。针对岩溶塌陷的形成机理复杂，其发生具有突发性和隐蔽性。采用监测地面沉降、地面和房屋开裂
5、的方法来监测塌陷，效果并不好，而采用地质雷达等直接监测和岩溶管道系统中水 (气 )压力的动态变化传感器自动监测的间接监测技术来监测塌陷则能取得较好的效果 。 2004年，美国 Technos地质与地球物理咨询公司总结了 1971年以来从事地球 物理勘探的经验，出版了 Surface GeophysicalMethods)(地面地球物理方法 )一书，系统分析了 l4种探测方法，就隐伏岩溶问题，他们认为首选方法是地震面波、地质雷达和微重力法，其次是地震折射波、地震反射波法、电阻率成像、天然电场、频率域电磁法等。在查明大范围的区域岩溶发育和深部岩溶的分布规律方面，地球物理勘探是最理想的方法之一，但探
6、测的准确程度受场地的干扰、技术人员的解释水平等因素影响。 (3)遥感技术：地球资源卫星遥感 (MSS、 TM、 SPOT)、航空遥感、热红外遥感、侧视雷达 遥感等在 70 年代引进我国以后，具有调查面积大，重复性好等特点，对于研究岩溶地貌形态、岩溶层组划分、地质构造等都能取得较好的效果，被广泛应用于岩溶地区的工程地质勘察工作。该技术一般用于大型工程选址，而一般的工业与民用建筑用得不多。 (4)工程地质原位测试技术：主要采用原位标准贯人试验、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地质性质和地基土承载力。该技术在各岩溶地区有较成熟的应用经验，施工简单，成本较低，应用广泛。 (5
7、)示踪试验：用示踪剂 (荧光染料等 )进行岩溶地下水联通 试验以及长期观测的研究，以查明岩溶的发育程度和溶洞相互连通、分布情况 。该方法简单，较方便可靠，但对于无地下水的溶洞无法应用。 (6)模型试验：采用一定尺寸规模的试验装置，模拟砂、土层在各种条件下 (如不同水动力条件 )的岩溶地基的稳定性或岩溶塌陷过程，一般用于岩溶塌陷的研究。 (7)插钎：用一定长度钢钎 (筋 )按一定的间距插人上覆土层，用来查明土层中是否发育有岩溶土洞。例如广西桂林岩溶地区，在地基基坑开挖后，一般采用插钎来进一步查明土层中是否存在土洞或塌陷软弱层，实践证明该法效果显著。该方法 还具有施工简单，经济实用的特点。 4、岩
8、溶地基处理 在岩溶区地基处理方面，当前国内外所采用的方法大同小异。目前许多岩溶地基处理方法还没有成熟可靠的计算理论，设计人员很多是依赖于当地的成功经验进行设计。从已有的文献报道来看，基本上还都是针对具体工程的处理经验方法介绍，这也证实了目前地基处理是理论落后于实践的局面。 4 1 目前常用的岩溶地基处理方法 (1)溶洞地基的处理方法：采用梁、板和拱等结构跨越；对于围岩不稳定、风化裂隙破碎的岩体，可采用灌浆加固和清爆填塞等措施；对 规模较大的洞隙，可采用洞底支撑或调整柱距等方法处理。 (2)土洞地基的处理方法：挖填；灌浆；梁板跨越；处理地表水及地下水。 (3)岩溶塌陷的处理方法：换土垫层；灌浆；
9、梁板跨越；强夯；旋喷加固；地表水的疏、排、围、改治理。 4 2 岩溶地基处理展望 总体来说，我国的岩溶地区地基处理，已经积累了很多成功的经验，尤其在处理溶洞、土洞或塌陷地基方面，取得了显著的成绩。将来在以下方面还可以值得进一步的探讨和完善。 (1)进一步完善地基处理设计理论。例如，在灌填 (浆 )法 中，对灌浆孔的布置、灌浆压力的确定等方面，争取有较成熟的计算及理论依据；在采用梁板跨越或调整柱距措施时，设计跨越梁板的尺寸、柱距调整距离的大小，目前没有相应的计算公式，大多是凭设计人员的水平和经验。进一步探讨和完善这些地基处理设计的理论依据、计算公式具有很重要的现实意义。 (2)尝试探索运用新的地
10、基处理方法。如可尝试采用土性改良法处理松软红粘土地基，即在松软红粘土地基中按一定比例掺入石灰、粉煤灰、矿渣、砂砾石和水泥等无机材料或其混合料，通过碾压或夯实达到改良地基土。土性改良法处理膨胀土地基已经是成 熟可行的方法，是否也可借鉴其成功经验用来处理红粘土地基需进行研究。 (3)多种处理方法的综合采用。在岩溶发育地区，即使同一场地，也有可能存在溶洞、土洞、塌陷等复杂地层，此时可从技术和经济方面综合考虑，探讨采用多种方法处理岩溶地基的可行性。 (4)施工工艺方面，研究探讨更行之有效的方法。例如在溶洞灌浆中如何有效地避免漏浆，特别是在某些大溶洞、串珠状溶洞地段的堵漏问题。目前国内已有采用袋装粘土及
11、水泥填堵溶洞及防渗堵漏的成功经验。此外，还可多积累用高压旋喷处理溶洞地基的经验。 (5)岩溶地基处理效果检验方面，除目前常用的监测检验方法外，将来可采用多种测试手段方法，如采用旁压试验、十字板剪切试验等来检验地基处理的效果，并建立经验对比关系。 5、岩溶勘察注意问题 (1)在开工前编写好勘察纲要，勘察纲要内容要完整，对勘察目的和要求要具体，设计要详细，施工方案要合理。勘察工期安排要台理，不能太仓促，不能由于业主不太清楚勘察是由众多工序组成就一味地迁就。勘察纲要要经过审核审定后才能施工，在施工中要严格按照勘察纲要的指导施工，不能开工后就将勘察纲要置之不理。 （ 2)在野外施工中，严格把好质量关。
12、为了保证野外第一手资料正确性，我们在施工前，专门对各施工机长进行岗前质量、技能及安全培训。在开工前，检查每台钻机的材料是否齐全不齐全的先不允许开工。对样品要及时钻取，不能事后补样，严格按照要求封样，并及时送到实验室，以保证土、岩的各项物理力学指标的准确性。每个钻孔都要量测岩面和终孔深度，并作好记录。 (3)准确揭露岩溶形志的分布、形状和规模。由于场地溶洞发育，且局部岩面起伏较大，为了准确掌握第一手资料，我们现场安捧了三名工程师，项目负责人有针对性地叁与一台钻机的工作 。严格按有关规定指导钻机施工，对取样编录、原位测试过程严格要求，现场技术人要手要勤，眼要快，对地层变化观察要仔细，尤其是溶洞情况
13、的钻孔。在本次勘察中，为了更好地揭露地层情况，部分是进行一桩三孔。 (4严格把好资料整理关。勘察报告除了要符合国家规定的深度要求还要严格贯彻执行国家强制性条文的规定。有的放矢地提出恰当的见解而不是泛泛而谈，所提参数要准确，不能以保守值为好，保证工程勘察质量，正确反映工程地质条件，并由院总工审核勘察成果。 结束语 随着社会经济的发展和西部大开发政策的落 实，岩溶地区的工程建设项目越来越多，岩溶地区的岩土工程勘察技术和水平也不断地提高。因此重视岩溶区岩土工程勘察具有越来越重要的意义。 参考文献 秦美前，刘晓军，商南南岩溶地区的工程地质勘察与稳定性分区j采矿技术 2004， 4(1)： 6768 (
14、Qin Meiqian， Liu Xiaojun，Shang Nannan EngineeringGeology investigation and Stability Zoning in KarstAreasJ Mining Technology， 2004， 4(1)： 6768 (in Chinese) 李瑜，朱平，雷明堂，等岩溶地面塌陷监测技术与方法 J中国岩溶 2005， 24(2)： 103108 (Li Yu， Zhu Ping， Lei Mingtang， et a1 Monitoring Technique Methods of the Karst CoHapsesJ Carsologica Sinica 2005， 24(2)： 103108 (in Chinese) 注：文章内所有公式及图表请以 PDF 形式查看。
