張 毅 房 明

(1.廣東省建筑設(shè)計研究院，廣東 廣州 510010;2.廣東商學院，廣東 廣州 510320)

1 概述

石灰?guī)r地區(qū)，尤其是在溶溝、溶槽［1-3］等相對封閉且地下水豐富的低洼地帶，在靠近巖面附近易形成軟塑，甚至流塑狀態(tài)的灰?guī)r殘積土;同時在巖溶發(fā)育的地帶易形成蜂窩狀、串珠狀小溶洞。這些復雜地質(zhì)條件嚴重影響了巖土工程勘察的準確性。

為此，本文首先分析了灰?guī)r殘積土和溶蝕灰?guī)r的特征，在此基礎(chǔ)上提出了這兩種特殊地層對于巖土工程勘察的影響、鑒別中應注意的問題及解決措施。

2 灰?guī)r殘積土

2.1 灰?guī)r殘積土特征

由灰?guī)r風化殘積而成的殘積土，在形成過程中往往因堆積搬運作用和地表水、地下水的浸泡、溶蝕作用，而產(chǎn)生上部殘積土較硬(往往呈可塑、硬塑狀態(tài))，而靠近巖面部分的殘積土，含水量較大，多呈軟塑狀態(tài)，甚至流塑狀態(tài)。尤其是在溶溝、溶槽等相對封閉且地下水豐富的低洼地帶。

同時灰?guī)r殘積土中往往含有大量的灰?guī)r碎屑和巖塊，且礫徑大小分布無規(guī)律。

因此在對靠近巖面部分殘積土進行標貫試驗時得到的數(shù)值往往偏高，若該鉆孔為鑒別孔未取土樣，并且野外氣候炎熱干燥，常被誤判為可塑、硬塑、全風化、強風化狀態(tài)。

2.2 工程實例

如圖1所示為廣州某灰?guī)r地區(qū)巖土工程勘察土芯照片，上部殘積土為可塑狀態(tài)，在靠近巖面附近7 m范圍內(nèi)，灰?guī)r殘積土多呈軟塑狀態(tài)，鉆機干鉆可鉆進，但實際標貫擊數(shù)7擊(含灰?guī)r碎屑和巖塊造成)，因為該孔是鑒別孔，因此現(xiàn)場地質(zhì)人員根據(jù)鉆進情況和巖芯現(xiàn)場狀態(tài)判定該層土為軟塑土，局部可塑，是正確的。

圖1 廣州某工程勘察土芯照片

2.3 對實際勘察的影響及措施

針對灰?guī)r殘積土的特點，在實際勘察中，地質(zhì)人員應根據(jù)實際勘察中鉆機鉆進的速度、難易程度判斷土的軟硬程度，并應結(jié)合標貫試驗，同時地質(zhì)人員應第一時間對土芯和標貫芯進行甄別，進一步判斷土的軟硬程度和塑性以及灰?guī)r碎屑或巖塊在整個土層中的大致含量。在此基礎(chǔ)上，現(xiàn)場勘探中可適當增加干鉆，并取原狀土樣，結(jié)合室內(nèi)試驗得出最終結(jié)論。

3 溶蝕灰?guī)r

3.1 溶蝕灰?guī)r特征

灰?guī)r由于其可溶性，因此在地下水豐富的灰?guī)r區(qū)域，灰?guī)r長期在地下水的作用下，其溶洞、土洞呈現(xiàn)無規(guī)律性和復雜性，并且?guī)r石溶蝕的程度亦呈現(xiàn)無規(guī)律性。

在實際勘察中，在鉆探進入巖層后，可能會出現(xiàn)灰?guī)r因溶蝕造成的蜂窩狀小溶洞，其示意圖如圖2所示。此時用常規(guī)泥漿護壁鉆探方法鉆進時鉆機不掉鉆，并且漏水，甚至不返水，鉆出的巖芯常呈現(xiàn)碎塊、塊狀和少量短柱狀。這一現(xiàn)象易造成將該層按常規(guī)判別方法籠統(tǒng)地判為強風化、中風化巖，這是不合理的。

圖2 蜂窩狀溶洞示意圖

3.2 對實際勘察的影響及措施

針對上述情況，并根據(jù)以往經(jīng)驗，實際勘察中當出現(xiàn)上述溶蝕灰?guī)r情況時，常表現(xiàn)為以下四個特征:

1)鉆機鉆進時鉆孔漏水，甚至不返水。

2)鉆機鉆進緩慢，合金鉆頭無法鉆進，金剛石鉆頭鉆進時出現(xiàn)頂鉆、跳鉆和卡鉆，并且連續(xù)或間斷發(fā)出頻率較高的“嘎啦、嘎啦”聲響，高速鉆機只能用低速一擋鉆進，油壓加壓較小。

3)鉆進速度不均勻，偶爾出現(xiàn)1 cm～3 cm鉆進較快，不掉鉆;整個地層常出現(xiàn)10 cm～50 cm溶洞，1 m以上溶洞較少。

4)巖芯較破碎，多呈碎塊和塊狀，少量短柱狀，溶蝕痕跡明顯，溶蝕較強烈，可見半邊溶洞和蜂窩狀溶蝕，取芯率較低，巖芯磨損較嚴重。例如，廣州某灰?guī)r地區(qū)巖土工程勘察巖芯照片，如圖3所示。

因此若遇到溶蝕灰?guī)r情況，地質(zhì)人員應認真勘察，根據(jù)鉆機鉆進情況和巖芯做出鑒別，亦可參考本文上述四點特征。同時灰?guī)r可不評價其風化程度，地質(zhì)資料中對于灰?guī)r的描述應著重于破碎程度、溶蝕程度、溶洞發(fā)育程度、完整程度，進而對其物理力學指標作出評價，而不僅僅判別其風化程度。

除此之外，在條件允許的情況下應采用其他勘察手段進一步查明地層情況，例如:高密度電法［4］、高密度電阻率法、地震映像法、多道瞬態(tài)瑞雷面波法等方法［5］。

圖3 廣州某工程勘察巖芯照片

4 結(jié)語

本文通過分析灰?guī)r地區(qū)兩種復雜地層，即軟塑狀態(tài)灰?guī)r殘積土和溶蝕灰?guī)r的特征，研究了以上兩種地層對實際巖土工程勘察的影響、鑒別時應注意的問題及相應措施，研究結(jié)果對于灰?guī)r地區(qū)的巖土工程勘察工作具有一定的指導作用和實際意義。

［1］常士驃，張?zhí)K民.工程地質(zhì)手冊［M］.第4版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2007.

［2］李愛民.灰?guī)r地區(qū)復雜地質(zhì)條件對大型電廠樁基的影響及相應措施［J］.施工技術(shù)，2008，37(1):34-36.

［3］冼 林.沖孔灌注樁在灰?guī)r地區(qū)高層建筑地基中的應用［J］.西部探礦工程，2007(2):20-21，25.

［4］姚道平，張藝峰，鄭韶鵬.高密度電法在灰?guī)r地區(qū)勘察中的應用［J］.工程地球物理學報，2008，5(4):449-452.

［5］趙衛(wèi)楚，熊章強，曾茂宗，等.綜合物探在廈成高速巖溶地質(zhì)調(diào)查中的應用［J］.勘探地球物理進展，2008，31(2):154-157.