基于岩溶发育地区岩土工程勘察及场地稳定性评价

何难

摘要：在岩溶地区进行岩土工程勘察时为准确获得岩土体物理力学参数，为解决因岩土工程勘察技术不当而导致勘察数据失真的问题。通过对岩溶发育地区进行仔细分析研究，在进行岩土工程勘察前制订与勘察现场相符合的勘察设计方案。根据设计方案进行勘察，当出现新的地质问题时及时调整方案，最大限度发挥岩土工程勘察技术手段的优越性，最终提供完整且准确的勘察数据。勘察完毕后对岩溶场地进行稳定性评价，提供可靠的地基承载力和地基持力层，提供地基基础初步建议。

关键词： 岩溶地区  勘察手段  稳定性评价  工程勘察

Geotechnical Engineering Investigation and Site Stability Evaluation in the Karst Development Area

HE Nan

（Team 159， Guizhou Provincial Bureau of Coal Geology， Liupanshui， Guizhou Province， 553500 China）

Abstract： When conducting geotechnical engineering investigations in karst areas， in order to accurately obtain the physical and mechanical parameters of the rock and soil mass and solve the problem of the distortion of survey data caused by improper technology for geotechnical engineering  investigations， this paper carefully analyzes and studies karst development areas， and formulates a survey and design scheme that is consistent with the survey site before geotechnical engineering investigations. It carries out investigations according to the design scheme， and adjusts the scheme in time at the emergence of new geological problems， so as to maximize the superiority of technical means for geotechnical engineering surveys and finally provide complete and accurate survey data. After the completion of the survey， it conducts the stability evaluation of the karst site to provide the reliable bearing capacity and bearing layer of the ground， and provide the preliminary suggestions of the ground foundation.

Key Words： Karst area; Survey means; Stability evaluation; Engineering investigation

随着城市建设的迅速发展，岩土工程勘察单位接触的各种地质条件越来越多，地质条件越来越复杂，特别是岩溶发育地区的地质条件尤为复杂。在碳酸盐岩发育地区地质条件薄弱，特别是溶洞、地下暗河、岩溶地下水发育给工程勘察带来了巨大风险和勘察难度。在岩溶发育地区进行勘察建设时经常遇到地面塌陷、地表不均匀沉降、溶蚀顶底板较薄等不良地质灾害。岩溶给人民的生命财产造成威胁，也给工程建设增加了工程难度和成本。岩溶地区岩土工程勘察的目的是在分析岩溶发育规律的基础上，充分了解岩溶的空间展布特征、形态、规模，准确评价建筑场地建设的适宜性与地基的稳定性，并提供可行的地基处理方案和建议。因此，在岩溶地区进行工程建设之前，做好岩土工程勘察工作是非常有必要的[1]。

1岩溶地区岩土工程勘察手段

由于岩溶地区地质条件复杂，不良地质现象较多，一般的岩土工程勘察手段已不适应勘察要求，无法获得准确的岩土工程勘察数据。为完全掌握岩溶地区岩溶洞穴的分布情况及发育特征，在进行岩溶勘察时应采用地质钻探与地质物探相结合的勘察手段，在进行勘察前应对岩溶地区进行工程地质测绘，了解其地质构造特征、岩溶洞穴的大小及分布情况。

1.1 工程地质测绘

在进行正式勘察前应对岩溶地区地形地貌、地层、地质构造条件进行实地调查，根据室内确定的勘察线路采用穿越法和追索法进行地质调查。通过调查查明岩溶地区地下水发育情况、岩溶洞穴的分布特征、岩溶管道分布情况、对岩溶洞穴的长、宽、高进行测量。查明可溶岩石的特性，调查结束后对岩溶发育地区的岩溶分布情况和地质条件进行评价分析，根据调查结果制订切实可行的勘察实施方案，指导后续岩土工程勘察工作。

1.2 地质钻探

根据勘察实施方案和建筑物设计图纸布置钻孔总平面图，根据钻孔平面图由测量人员对岩溶现场进行实地放样工作。将钻孔设计孔位与现场实际位置一一对应。在钻探工作开始前应做好相关准备工作如钻探施工耗材、岩芯箱、钻探设备调试工作等。土层：采用ф108 mm冲击钻进，全采土芯，按回次摆放。岩层：采用ф91 mm清水合金回转钻进，控制回次进尺，回次深度原则上不超过2.5 m，以求尽量提高岩芯采取率。并按回次岩芯摆放，填写岩芯标签。本文以某岩溶地区岩土工程勘察项目为例说明钻探揭露地层情况及工程地质条件评价分析[2]。

1.2.1 钻探施工情况

根据钻探取芯、地质调查及土工试验等资料综合对比分层，将场地勘探深度范围内岩（土）层自上而下可分为两大力学层，5亚层，各土（岩）层性质及分布特征如下。

①-1杂填土（Qml）：分布于场地局部地段，出露于地表。新近回填形成，杂色，松散状，稍湿，主要由黏性土、建筑垃圾、砖块组成，成分不均匀，孔隙度变化大。层厚为0.50～1.50 m，层顶埋深为0 m，层顶高程为1 387.43～1 387.45 m。

①-2耕表土（Qpd）：分布于整个场区，部分地段出露于地表或位于①-1杂填土之下，大部分地段直接出露于地表。褐色、黄褐色，含植物根系及有机质，结构松散，局部含小碎石，孔隙度变化大，味微臭。层厚为0.50～1.50 m，层顶埋深为0～1.50 m，层顶高程为1 387.68～1 388.36 m。

①-3红黏土（Q4el+dl）：分布于整个场区，位于①-2耕表土之下。黄色、黄褐色，可塑状，土质均匀，结构紧密，刀切光滑，黏性较大。层厚为5.20～31.20 m，层顶埋深为0.50～1.50 m，层顶高程为1 384.43～1 387.86 m。

②-1白云岩（T1a）：全场局部分布，在①-3红粘土层之下有分布，在②-2中风化白云岩（T1a）中亦有分布。强风化，灰白色，中厚层状构造，节理裂隙极发育，裂隙发育间距约0.10～-0.25 m，裂隙宽度为0.5～3.0 mm，其间泥质充填，岩体破碎，岩质软，敲击生闷，几乎无回弹，钻机加压钻进快，不加压钻进缓，跳钻，岩心呈砂状。层厚为2.50～7.50 m，层顶埋深为6.00～27.70 m，层顶高程1 355.10～1 386.38 m。

②-2白云岩（T1a）：全场均有分布，主要位于①-3红粘土层之下。中风化，灰白色，中厚层状构造，节理裂隙较发育，裂隙发育间距约0.5～0.6 m，裂隙宽度0.5～1.0 mm，其间方解石脉状充填，岩体较破碎，岩质硬敲击生脆，回弹震手，岩心呈柱状，短柱状。本次勘察未揭穿该层，层顶埋深6.00～32.60 m，层顶高程1 355.10～1 381.48 m。

1.2.2 岩（土）体物理力学性质

场地岩土工程勘察采用了土工试验，鉴于场地杂填土及耕表土层厚度小、土体松散、孔隙大，未对以上两层取样分析，建议清表时挖除。

《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）第5.2.5条指出，当偏心距e小于或等于0.033倍基础底面宽度时，可根据土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值，具体公式如下。fa=Mbγ+Mdγd+McCk

式中：fa为由土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值；Mb、Md、Mc为承载力系数，根据《贵州建筑地基基础设计规范》（DB 2245-2004）确定；b为基础底面宽度（b=3 m）；Ck为基底下一倍短边宽度、深度内土的黏聚力标准值。通过查表得：Mb=0.124，Md=1.487，Mc=3.844。γ=16.6，γm=16.6，通过计算得fa=162.9 Kpa，结合以往工作经验，建议fa=160Kpa。同时，通过以上数据，该层红黏土Ir=1.89，Ir＇=1.78，Ir﹥Ir＇，即该层黏土的复浸水性特征分类为Ⅰ类。注：Ir=WL/WP，Ir`=1.4+0.0066WL；WL为液限；Wp为塑限。

1.3地质物探

在岩溶发育地区通过布置高密度电法剖面、瞬变电磁法剖面、地质雷达剖面对岩溶地区的岩溶洞穴、溶洞发育特征、分布情况、溶洞大小等进行物探勘察。物探方法是根据地下介质的电性差异来进行物探勘察的，通过数据采集形成相应物探剖面最终圈定异常区，划定岩溶发育区域，指导下一步工作[3]。

2场地稳定性及持力层评价

2.1 场地稳定性

根据区域地质构造资料，某地区的地质构造位于华南板块-扬子陆块-上扬子地块-黔北隆起区-织金穹盆构造变形区中部，无全新活动断裂。本区现代构造运动呈现缓慢下降的性质，新构造运动幅度不大，是地质构造运动相对稳定的地带。场区平坦，无不良地质现象分布，建筑场地稳定[4-5]。

综上所述，本次岩溶勘察研究区地形地貌简单，不良地质现象不发育，地质构造不复杂，水文地质、工程地质、环境地质条件简单。在岩溶发育强烈地段进行建筑施工时应进行强度设计验算，地基基础应置于稳定且连续的中风化白云岩地层上，若持力层不属于中风化白云岩应采用桩基础或抬梁跨越延伸到中风化白云岩上。因此，在岩溶地区进行建筑施工时应对场地不稳定地层及不良地质现象处理后再进行施工，以保证场地的稳定性及完整性，使场地适宜性良好。

2.2 场地持力层

①-1杂填土及①-2耕表土：强度差异较大，结构松散且厚度不均匀，属开挖层，不能作为建筑物天然地基持力层。

①-3红黏土：主要呈可塑状态，承载力中等、压缩性中等，厚度变化较大，不宜作为高层建筑物天然地基持力层。

②-1白云岩：强风化，岩体破碎，承载力较低、压缩性小，强度稍高，仅部分场区有分布，可作为建筑物桩基持力层。

②-2白云岩：中风化，岩体较破碎，承载力高，压缩性小，强度高，场区大部分分布，可做建筑物桩基持力层。

3结语

（1）建筑场区开阔平坦，无滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象，建筑场地动力地质作用影响较弱，环境工程地质条件较简单，场地稳定，地基均匀，但地基岩溶局部强发育，岩溶强发育地段需进行设计验算，基础应嵌于稳定连续的中风化白云岩内部或采取抬梁跨越，无论何种手段均应根据实际开挖地质情况，通过施工补勘手段查明基底持力层完整性。

（2）本场地为岩溶强发育地段，场地为岩溶地基，钻孔孔径较小，不能完全确保持力层的完整性，地质人员需加强现场后期验槽工作。建设单位或现场施工人员如遇现场地质情况与地勘资料不吻合的情况，应及时通知地勘单位进行补充勘察，以确保拟建物的安全和稳定。

参考文献

[1]何映鼎.建筑岩溶地基溶蚀率沿深度分布函数预测[D].桂林：桂林理工大学，2023.

[2]秦迎丰，刘丽萍.岩溶地基岩土工程勘察及其地基处理探讨[J].冶金管理，2022 （13）：73-75.

[3]黄新华.岩溶场地和地基的稳定性评价及其处理方法[J].广西水利水电，2023 （4）：26-28.

[4]蒋毅，王罡，任晓光，等.深圳某基坑工程岩溶地基处理案例分析[J].工业建筑，2022，52（7）：204-207.

[5]曹孙阳.岩溶地基处理关键技术与应用研究[D].上海：华东交通大学，2023.