岩溶强发育地段勘察失误案例

徐志武，刘少武

（重庆市建筑科学研究院，重庆 400016）

0 引言

《贵州建筑岩土工程技术规范》DB22/46-2004[1]第7.1.3条规定，根据岩溶发育程度，将岩溶场地划分为下列三个发育等级：

（1）凡符合下列条件之一者为岩溶强发育：地表有较多岩溶塌陷、漏斗、洼地、泉眼分布；溶沟、溶槽、石芽密布，基岩面相对高差大于5m；地下有暗河、伏流分布；钻孔见洞隙率大于30%或线岩溶率大于20%；溶槽或串珠状竖向溶洞发育深度超过20m。

（2）当地表无岩溶塌陷、漏斗、溶沟、溶槽较发育，基岩面相对高差小于2m，钻孔见洞隙率小于10%或线岩溶率小于5%时为岩溶微发育。

（3）除强发育和微发育之外者为岩溶中等发育。

《贵州建筑岩土工程技术规范》DB22/46-2004[1]第7.2.3条规定，岩溶地基钻探工作量的布置应符合下列规定：

（1）钻探孔应沿建筑基础轴线布置，岩溶微发育及中等发育地段，单独基础应一柱一孔，条形基础应6～12m一孔。岩溶强发育地段，单独基础按预估基础底面积A确定，A≤1m2时布1个孔，1m2＜A≤3m2时布2个孔，3m2＜A≤5m2时布3个孔，5m2＜A时布5个孔；条形基础应6m布1个孔。下列条件下，可适当增加钻孔，加孔方向宜垂直岩溶发育方向：溶洞顶板可能利用作地基持力层；遇深溶槽或串珠状溶洞，拟采用混凝土梁、板跨越，需查找稳定支点时。

（2）勘探深度确定见原规范。

1 工程地质勘察(详勘)

1.1 拟建建筑物概况见表1。

表1 拟建建（构）筑物概况

1.2 建设场地概况

根据拟建物设计方案和结构特点，以及场地地基岩土的构成情况，本次勘察的建筑物工程重要性等级为一级；场地地形、地貌简单，场地岩溶强发育，场地复杂程度等级为一级；场地岩土种类较多，需进行岩溶地基处理，地基复杂程度为一级，结合《岩土工程勘察规范》（2009版）[2]确定本次岩土工程勘察等级为甲级。

1.3 气象与水文

据现场调查走访，场地附近及其周边未见大的河流发育，调查范围内未见泉点出露。场地东侧分布有一条小沟渠，沟渠采用条石修建，沟渠整体呈南北走向，流向自北至南，该沟渠为常年性溪沟，水量主要受上游水库调节和大气降水影响，勘察期间水位约869.90m，50年一遇洪水位约875.00m。

1.4 地形地貌

拟建场地区域地貌为构造溶蚀低山地貌。本次勘察区域场地内地势平坦，地形起伏小，拟建场地为岩溶洼地，场地原始地面高程在875.04～881.12m之间，相对高差约6.0m。

1.5 地质构造

场区位于新浦复背斜北西翼，岩层产状300°∠50°。场地附近未见断层，地质构造简单。在场区附近基岩出露处测得两组构造裂隙：LX1：90°～100°∠50°～60°，局部裂宽0.2～3mm，延伸长度3～5m， 间距1～3m， 局部有红粘土充填；LX2：250°～270°∠45°～55°，局部裂宽1～3mm，延伸长度1～3m，间距3～5m，局部有红粘土充填。两组裂隙结构面结合程度均为一般，属硬性结构面；岩层层面结合程度一般，属硬性结构面。

1.6 地层岩性

据钻探资料，拟建场地地基岩土由素填土、第四系残坡积红粘土（Qel+dl）、和寒武系中上统娄山关群（ε2-3ls）的白云岩组成，现将各岩土层特征分述如下：

内蒙古马铃薯病虫害发生及防治中的问题与对策 ………………………… 张建平，张福金，王 振，秦 济，哈 斯，刘 佳（94）

① 素填土（Qml）：黄色，稍湿，由场地平场开挖的粘土夹碎石、块石组成，土质松散；局部地段分布，厚0.5～2.5m，平均厚度1.0m。回填时间短，结构松散。

② 残坡积红粘土（Qel+dl）：可塑状态，褐黄色，很湿，块状结构，含铁锰质物碎屑及颗粒；断面光滑，手感细腻，粘性好。遍布场地，厚度6.5～16.8m；平均厚11.5m。

③1强风化白云岩：灰黄色，粗晶结构，薄-中厚层状构造，主要成分为碳酸盐矿物。岩体裂隙发育，岩体破碎，岩芯呈砂砾状、碎块状，属软岩，岩体基本质量等级Ⅴ类。该层分布于整个场地，厚度0.5～4.5m，平均厚度2.0m。

③2中风化白云岩：灰色，微晶结构，薄-中厚层状构造，主要成分为碳酸盐矿物。岩体裂隙较发育，部分裂隙面充填有石英脉，局部岩体可见小溶孔，岩体较破碎，岩芯多呈短柱状、柱状，frk=36.6MPa， 属较硬岩，根据 《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）2009版[1]表3.2.2-2、3.2.2-3，岩体基本质量等级为Ⅳ类。分布于整个场地。

1.7 地下水类型

地下水类型为第四系孔隙水和岩溶裂隙水。

场地地下水主要为岩溶裂隙水，赋存于基岩裂隙中。受岩性及构造影响，场地内基岩节理裂隙较发育～发育，储水能力较好，场地内基岩岩溶裂隙水较丰富。地下水主要受场地内沟渠水补给，经岩溶裂隙运移，向低洼处排泄。

据钻孔水位观测结果，场地稳定水位标高为869.90m。

1.8 岩溶发育特征

场地下伏地层为寒武系中上统娄山关群（ε2-3ls）白云岩，属可溶性碳酸盐岩。本次勘察共计施工119个钻孔，25个钻孔揭露溶洞，见洞隙率为21.0%。相邻钻孔基岩面最大高差18.97m(103与104孔)；104与114、12与13、27与28、32与31和33、34与35和14、41与42、52与53、67与66和68、80与81、103与89和102、67与29和90+1、69与68和70及34、35与34和53、98与99、92与93和106、110与111、114与115、116与117、62与86、27与51、30与12、52与31、68与33、69与34、70与80、83与72、112与118等孔间基岩面高差均大于5m。场区岩溶主要表现为垂直岩溶形态，以溶沟、溶槽以及小规模的溶洞为主，无水平管溶、管道发育，溶洞高0.7～14.3m，均为可～软塑粘土充填。其中，洞高小于2m的10个，占40%；洞高大于2m小于5m的11个，占44%；洞高大于5m的4个，占16%；可见场地溶洞以大、中型为主。溶洞发育底板高程在837.67～864.27m之间，顶板高程在851.97～864.97m之间。岩溶主要沿岩层走向发育，平面上分布于场地东侧、中部、西侧地带。根据 《贵州建筑岩土工程技术规范》（DB22/46-2004）[1]7.1.3条的规定，综合确定场地属岩溶强发育地段。

2 85号楼基桩设计、施工、检测情况

2.1 设计情况

85号楼为高层商住楼，设计28/-1F，建筑面积26714m2，异形柱框架结构。柱下采用机械成孔灌注桩基础[3]，一柱一桩，共121根，桩径0.9～1.5m，桩基布置见图1；基础持力层为中风化白云岩，嵌岩深度0.5m或1倍桩径。

图1 桩基布置图(斜线范围为岩溶发育带)

2.2 施工情况

（1）邻近车库地质勘探过程中，发现85号楼处于远古河道上，属于冲积层，地下水丰富、含流砂层，溶洞和裂隙发育，孔深大多数超过20m；邻近其它楼栋个别桩孔也发现类似地质情况，采用泥浆护壁冲击成孔[3]，剩余基础采用人工挖孔成孔[3]。2014年6月，业主方组织参建单位开会讨论，会议最终决定，85号楼采用旋挖成孔施工方案。

（2）2014年9月15日，施工单位进场施工。当施工至第11根桩时，业主方发现施工单位未严格按照技术交底要求进行施工，也不断出现与地勘报告不吻合的地质情况，成孔过程中发现部分桩孔孔壁坍塌，浇筑混凝土过程中发现部分桩孔混凝土流失严重，甚至整桩下沉等异常情况。为此，业主方安排原地勘单位对已施工桩进行钻芯检查、对其它桩位进行补充勘察，2014年底完成现场补勘工作，在此期间发现已施工桩多数存在质量问题，主要为桩底持力层不满足设计要求，同时发现桩底(含未施工桩)存在大量溶洞、溶槽。2015年2月5日，施工方将最后一根已成孔桩浇筑混凝土后中止施工。

补勘确定岩溶发育带见图2，对比图2与图1可以看出两次勘察结果出入非常明显。

图2 斜线范围为岩溶发育带(外侧为估计的岩溶影响范围)

（3）2015年2-9月，勘察单位与施工单位互相推卸责任。在此期间，业主方委托第三方检测单位进场钻芯检测[4]，检测结果：已施工19根基桩中，全部基桩桩身质量完整；8根基桩桩底持力层满足设计要求；11根基桩桩底持力层存在软弱夹层或溶洞，不满足设计要求。将《岩土工程勘察报告》中“钻孔柱状图”与《基桩钻芯法检测报告》中“钻芯法检测芯样综合柱状图”绘制于同一张图中进行对比分析，可见地质勘察失误明显；典型对比图见图3。

图3 典型勘察钻孔与基桩钻芯柱状对比

同时，基桩钻芯检测中还发现，在同基桩中两个钻孔桩底持力层吻合情况较好的占80%，吻合情况较差的占20%。

（4）随后，85号楼不合格桩由设计单位出具加固整改方案，再由总包单位施工；剩余基桩采用泥浆护壁冲孔成孔，桩底持力层按补勘结果控制，也由总包单位施工。

3 勘察失误教训及建议

3.1 勘察失误教训

（1）岩溶现象具有发育的不均匀性、形态的复杂性、分布的隐蔽性等三大特点。因此，岩溶场地岩土工程勘察前期收集资料应详细、完整，对各种资料应仔细阅读、认真分析、谨慎对待；前期调查、走访、邻近工程对比也是一个必不可少的重要环节。

（2）岩溶场地岩土工程勘察宜分阶段进行，本文中85号楼的可行性研究勘察、初步勘察阶段流于形式，致使将高层建筑置于地质情况极其复杂、岩溶强发育地段。岩溶场地可行性研究勘察、初步勘察阶段宜采用物探、钻探等多种手段相结合进行，对整个场地的岩溶分布情况有一个初步准确判断，便于指导后期勘察工作开展以及场地规划方案的调整。

（3）勘察程序不严谨、缺乏应有的监督，以及勘察技术人员工作态度马虎、粗心大意也是本次85号楼勘察失误又一重要原因。

3.2建议

（1）业主与参建单位进行地基基础施工方案的选择时，应充分考虑安全、可靠与经济、进度的和谐统一。工程地质复杂、强岩溶发育地段，高层建筑、重要建筑宜予避开，否则应采用安全、可靠的地基基础施工方案，业主决策应充分尊重专业技术人员的技术论证。

（2）位于岩溶强发育地段的各类建筑，建议规范[1]按预估基础底面积和地基承载力特征值的利用率确定钻探工作量，高层建筑、重要建筑宜适当增加钻孔。

参考文献：

[1]DB22/46-2004贵州建筑岩土工程技术规范[S].贵州省建设厅,2005.

[2]GB50021-2001岩土工程勘察规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2009.

[3]JGJ94-2008建筑桩基技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[4]JGJ106-2014建筑基桩检测技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2014.