專業(yè)知識(shí)二輔導(dǎo)：巖溶地區(qū)勘察評(píng)價(jià)方法一

巖溶地區(qū)勘察評(píng)價(jià)方法

1

勘察工作要點(diǎn)

各階段巖溶地區(qū)建筑巖土工程勘察要求與方法見表17.5-1。

各階段巖溶地區(qū)建筑巖土工程勘察要求和方法

表17.5-1勘察階段勘

察

要

求勘察方法和工作量可行性研究應(yīng)查明巖溶洞隙、土洞的發(fā)育條件，并對(duì)其危害程度和發(fā)展趨勢(shì)做出判斷，對(duì)場(chǎng)地的穩(wěn)定性和建筑適宜性做出初步評(píng)價(jià)宜采用工程地質(zhì)測(cè)繪和綜合物探為主，初步勘察勘探點(diǎn)的間距對(duì)于一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)地基分別不應(yīng)大于30～50m,40～lOOm、75～200m，巖溶發(fā)育地段應(yīng)予加密。測(cè)繪和物探發(fā)現(xiàn)的異常地段，應(yīng)選擇有代表性的部位布置驗(yàn)證性鉆孔?？刂菩钥碧娇椎纳疃葢?yīng)穿過表層巖溶發(fā)育帶初步勘察應(yīng)查明巖溶洞隙及其伴生土洞、地表塌陷的分布發(fā)育程度和發(fā)育規(guī)律，并按場(chǎng)地的穩(wěn)定性和建筑適宜性進(jìn)行分區(qū)詳細(xì)勘察應(yīng)查明建筑物范圍或?qū)ㄖ杏绊懙囟蔚母鞣N巖溶洞隙及土洞的形態(tài)、位置、規(guī)模、埋深、圍巖和巖溶堆填物性狀，地下水埋藏特征；評(píng)價(jià)地基的穩(wěn)定性，在巖溶發(fā)育區(qū)的下列部位應(yīng)查明土洞和土洞群的位置：1、土層較薄、土中裂隙及其下巖體巖溶發(fā)育部位；2、巖面張開裂隙發(fā)育，石芽或外露的巖體交接部位；3、兩組構(gòu)造裂隙交匯或?qū)挻罅严稁В?、隱伏溶溝、溶槽、漏斗等，其上有軟弱土分布的負(fù)巖面地段；5、降水漏斗中心部位。當(dāng)巖溶導(dǎo)水性相當(dāng)均勻時(shí)，宜選擇漏斗中地下水流向的上游部位；當(dāng)巖溶水呈集中滲流時(shí)，宜選擇地下水流向的下游部位；6、地勢(shì)低洼和地面水體近旁

1、勘探線應(yīng)沿建筑物軸線布置，勘探點(diǎn)間距對(duì)于一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)地基分別不應(yīng)大于10～15m、15～30m、30～50m，條件復(fù)雜時(shí)每個(gè)獨(dú)立基礎(chǔ)均應(yīng)布置勘探點(diǎn)；2、勘探孔深度除應(yīng)符合現(xiàn)行勘察規(guī)范的一般要求外，當(dāng)基礎(chǔ)底面以下的土層厚度不大于獨(dú)立基礎(chǔ)寬度的3倍(或條形基礎(chǔ)寬度的6倍)時(shí)，應(yīng)有部分或全部勘探孔鉆入基巖；

3、當(dāng)預(yù)定深度內(nèi)有洞體存在，且可能影響地基穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)鉆入洞底基巖面下不少于2m，必要時(shí)應(yīng)圈定洞體范圍；

4、對(duì)一柱一樁的基礎(chǔ)，宜逐柱布置勘探孔；5、在土洞和塌陷發(fā)育地段，可采用靜力觸探、輕型動(dòng)力觸探、小口徑鉆探等手段，詳細(xì)查明其分布；6、當(dāng)需查明斷層、巖組分界、洞隙和土洞形態(tài)、塌陷等情況時(shí)，應(yīng)布置適當(dāng)?shù)奶讲刍蛱骄?/p>

7、物探應(yīng)根據(jù)物性條件采用有效方法，對(duì)異常點(diǎn)應(yīng)采用鉆探驗(yàn)證，當(dāng)發(fā)現(xiàn)或可能存在危害工程的洞體時(shí)，應(yīng)加密勘探點(diǎn)；

8、凡人員可以進(jìn)入的洞體，均應(yīng)入洞勘察，人員不能進(jìn)入的洞體，宜用井下電視等手段探測(cè)施工勘察應(yīng)針對(duì)某一地段或尚待查明的專門事項(xiàng)進(jìn)行補(bǔ)充勘察和評(píng)價(jià)。當(dāng)基礎(chǔ)采用大直徑嵌巖樁或墩基時(shí)，尚應(yīng)進(jìn)行專門的樁基勘察應(yīng)根據(jù)巖溶地基設(shè)計(jì)和施工要求布置工作量。在土洞、塌陷地段，可在已開挖的基槽內(nèi)布置觸探或釬探。對(duì)重要或荷載較大的工程，可在槽底采用小口徑鉆探，進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)大直徑嵌巖樁，勘探點(diǎn)應(yīng)逐樁布置，勘探深度應(yīng)不小于樁底面以下樁徑的3倍并不小于5m，當(dāng)相鄰樁底的基巖面起伏較大時(shí)應(yīng)適當(dāng)加深【例題21】對(duì)于巖溶地區(qū)的建筑場(chǎng)地，在可行性研究階段，按照《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001)的規(guī)定，其勘察要求包括(

)。

A、應(yīng)查明巖溶洞隙、土洞的發(fā)育條件；

B、對(duì)巖溶、土洞的危害程度和發(fā)展趨勢(shì)做出判斷；

C、對(duì)場(chǎng)地的穩(wěn)定性和建筑適宜性做出初步評(píng)價(jià)

D、應(yīng)查明巖溶洞隙及其伴生土洞、地表塌陷的分布發(fā)育程度和發(fā)育規(guī)律；

答案：A、B、C

2

測(cè)試和觀測(cè)要求

(1)當(dāng)追索隱伏洞隙的聯(lián)系時(shí)，可進(jìn)行連通試驗(yàn)；

(2)評(píng)價(jià)洞隙穩(wěn)定時(shí)，可采用洞體頂板巖樣及充填物土樣作物理、力學(xué)試驗(yàn)。必要時(shí)可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)頂板巖體的載荷試驗(yàn)；

(3)頂板為易風(fēng)化或軟弱巖石時(shí)，可進(jìn)行抗風(fēng)化試驗(yàn)；

(4)當(dāng)需查明土的性狀與土洞形成的關(guān)系時(shí)，可進(jìn)行濕化、脹縮、可溶性及剪切試驗(yàn)；

(5)查明地下水動(dòng)力條件和潛蝕作用，地表水與地下水的聯(lián)系，對(duì)預(yù)測(cè)土洞、地表塌陷的發(fā)生和發(fā)展時(shí)，可進(jìn)行水位、流速、流向及水質(zhì)的長(zhǎng)期觀測(cè)。

【例題22】在巖溶地區(qū)進(jìn)行勘察時(shí)，當(dāng)需追索隱伏洞隙的聯(lián)系時(shí)，可進(jìn)行(

)。

A、連通試驗(yàn)；

B、載荷試驗(yàn)；

C、抗風(fēng)化試驗(yàn)；

D、剪切試驗(yàn)；

答案：A

3

巖土工程評(píng)價(jià)

巖溶評(píng)價(jià)可分為建筑區(qū)場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)與地基范圍內(nèi)個(gè)體巖溶形態(tài)評(píng)價(jià)兩部分，建筑區(qū)場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)即在較大范圍內(nèi)，按巖溶發(fā)育強(qiáng)度在平面上區(qū)劃出對(duì)建筑穩(wěn)定性不同影響的分區(qū)，作為場(chǎng)地選擇、建筑總平面布置的依據(jù)。而對(duì)地基穩(wěn)定分析所及深度內(nèi)，單個(gè)巖溶形態(tài)(主要指洞隙空間)的穩(wěn)定評(píng)價(jià)可分為定性和半定量?jī)煞N方法，當(dāng)前使用較廣的仍然是以定性的方法為主。3

巖土工程評(píng)價(jià)

巖溶評(píng)價(jià)可分為建筑區(qū)場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)與地基范圍內(nèi)個(gè)體巖溶形態(tài)評(píng)價(jià)兩部分，建筑區(qū)場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)即在較大范圍內(nèi)，按巖溶發(fā)育強(qiáng)度在平面上區(qū)劃出對(duì)建筑穩(wěn)定性不同影響的分區(qū)，作為場(chǎng)地選擇、建筑總平面布置的依據(jù)。而對(duì)地基穩(wěn)定分析所及深度內(nèi)，單個(gè)巖溶形態(tài)(主要指洞隙空間)的穩(wěn)定評(píng)價(jià)可分為定性和半定量?jī)煞N方法，當(dāng)前使用較廣的仍然是以定性的方法為主。

【例題23】巖溶評(píng)價(jià)分為(

)兩部分。

A、建筑區(qū)場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)；

B、建筑區(qū)場(chǎng)地適宜性評(píng)價(jià)；

C、地基范圍內(nèi)個(gè)體巖溶形態(tài)評(píng)價(jià)；

D、建筑區(qū)場(chǎng)地范圍內(nèi)巖溶形態(tài)評(píng)價(jià)；

答案：A、C

(1)場(chǎng)地宏觀評(píng)價(jià)

在巖溶場(chǎng)地宏觀分區(qū)評(píng)價(jià)時(shí)，可參照巖溶的基本特征與規(guī)律，考慮下列各點(diǎn)：

1)場(chǎng)地上主要建筑物的位置盡量避開巖溶發(fā)育強(qiáng)烈地段，宜選擇在非(弱)可溶巖分布的地段上。

2)從巖溶對(duì)建筑穩(wěn)定性和適宜性出發(fā)，在總平面布局上，使各類安全等級(jí)建筑物的布置與巖溶發(fā)育程度分區(qū)相適應(yīng)。

3)當(dāng)?shù)匦螚l件受限或生產(chǎn)工藝流程必須在穩(wěn)定性條件較差的地段布置建筑物時(shí)，宜使建筑長(zhǎng)軸方向與巖溶發(fā)育帶方向垂直或斜交，以減少工程處理工作面。

4)場(chǎng)地地坪設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定，有條件時(shí)宜使建筑物基底與某一水平巖溶洞隙帶之間保持一定距離，或使其能在土石方施工時(shí)被開挖揭露。

5)避開巖溶水位高又是集中流動(dòng)的地帶，避免基礎(chǔ)及地下構(gòu)筑物攔堵地下水的正常流泄，尤其是場(chǎng)地為狹長(zhǎng)的溝谷和近似封閉的洼地時(shí)，更要充分估計(jì)水的季節(jié)性動(dòng)態(tài)變化的不良影響。

以上原則對(duì)土洞發(fā)育區(qū)同樣適用。

【例題24】在巖溶發(fā)育區(qū)，當(dāng)?shù)匦螚l件受限或生產(chǎn)工藝流程必須在穩(wěn)定性條件較差的地段布置建筑物時(shí)，宜使建筑長(zhǎng)軸方向與巖溶發(fā)育帶方向最好是(

)。

A、垂直；

B、平行；

C、斜交；

D、以上三種情況均可；

答案：A

(2)巖溶地基的定性評(píng)價(jià)

定性評(píng)價(jià)是一種經(jīng)驗(yàn)的比擬方法，簡(jiǎn)便易行，但在使用中又具有明顯的隨意性，評(píng)價(jià)結(jié)果往往是因人(經(jīng)驗(yàn)水平)而異，但若能據(jù)影響穩(wěn)定評(píng)價(jià)的各項(xiàng)因素進(jìn)行充分地綜合分析，并能在勘察與工程實(shí)踐中不斷驗(yàn)證修訂，仍可得出中肯的正確結(jié)論。定性評(píng)價(jià)可參照下列方法進(jìn)行：

1)根據(jù)洞隙的各項(xiàng)邊界條件，對(duì)比表17.5-2所列影響洞體穩(wěn)定諸因素綜合分析，做出評(píng)價(jià)。

2)按被評(píng)價(jià)洞隙的條件，與當(dāng)?shù)叵嗤瑮l件的已有成功與失敗工程實(shí)例進(jìn)行比擬評(píng)價(jià)。

在已有的工程中，曾見到一些基底下埋藏有各類形態(tài)和尺寸洞隙的建筑物，它們大多未經(jīng)處理至今完好無恙。許多實(shí)例說明，巖體中雖有洞隙存在，但仍可將其作為天然地基或稍加處理。

3)據(jù)已有調(diào)查實(shí)例的歸納及工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，巖溶洞隙穩(wěn)定性評(píng)價(jià)還可作如下考慮。天然溶洞穩(wěn)定性分級(jí)表

表17.5-2等級(jí)因

素地層巖性地質(zhì)構(gòu)造地下水及支洞、暗河洞體表面特征洞底堆積物條

件穩(wěn)

定厚層至巨厚層灰?guī)r，無軟弱夾層，層面膠結(jié)好無褶皺，斷層不發(fā)育，僅有1～2組較明顯的裂隙，裂隙呈閉合狀或膠結(jié)好。未形成臨空不穩(wěn)定切割體洞內(nèi)很少漏水。四周支洞少，洞內(nèi)無暗河通過洞頂、側(cè)壁均有鈣殼，溶蝕窩狀面，洞體表面較平整，無危巖和近期崩塌痕跡洞底平坦，表面堆積物為黏性土或鈣質(zhì)膠結(jié)層，不含塊石基本穩(wěn)定厚層至中厚層灰?guī)r，層面有一定程度的膠結(jié)有小型斷層、褶皺，一般有2～3組連續(xù)性差的裂隙形成的臨空面，切割體少斷層中有季節(jié)地下水活動(dòng)，四周支洞較少，暗河易于查明、處理洞頂有鈣殼、溶蝕窩狀面，有少量鐘乳石灰華物，無近期崩塌痕跡，有少量危石洞底平坦，表層堆積物中有少量塊石，或有古崩坍體穩(wěn)定性差中厚層夾薄層灰?guī)r，層面膠結(jié)差斷層發(fā)育，有3組以上的裂隙，且膠結(jié)差。形成較多的臨空切割體頂板、斷層中常有地下水活動(dòng)，四周支洞較多，暗河分布較復(fù)雜，不易查明處理洞頂鈣殼和窩狀溶蝕面少，鐘乳石多，側(cè)面有泥質(zhì)較多的灰華物分布，局部有危巖和近期崩坍痕跡有近期崩塌堆積物，有多量塊石不穩(wěn)定薄層至中厚層灰?guī)r，有軟弱夾層，層面膠結(jié)差斷層很發(fā)育，裂隙在4組以上，呈張開狀充水夾泥，形成大量臨空切割體洞內(nèi)，斷層中漏水嚴(yán)重，四周大小支洞多，暗河分布復(fù)雜，難于查明處理危巖和近期崩坍痕跡多，鐘乳石、石筍、石柱等林立叢生，灰華物大面積分布洞底為暗河或大量近期崩坍物①對(duì)于非重大或安全等級(jí)屬二、三類的建筑物，當(dāng)屬下列條件之一者，可不考慮巖溶對(duì)地基穩(wěn)定性的影響；

a、基礎(chǔ)置于微風(fēng)化硬質(zhì)巖石上，延伸雖長(zhǎng)但寬度小(如1～2m內(nèi))的豎向溶蝕裂隙和落水洞的近旁地段；

b、基底以下的土層厚度較大，如獨(dú)立基礎(chǔ)大于3倍基寬，條基大于6倍基寬且場(chǎng)地不具形成土洞的條件；

c、雖基底與洞體頂板間土層厚度小于②所列，但巖溶條件符合下列條件之一時(shí)也可不考慮：

a)洞體被密實(shí)沉積物填實(shí)，且無被水沖蝕的可能；

b)洞徑或溶隙寬度較小，基礎(chǔ)底面積大于其平面投影尺寸