黃生伍 （合肥建材地質(zhì)工程勘察院，安徽 合肥 230001）

0 前 言

碳酸鹽巖在地殼中分布廣泛，約占沉積巖總量的20%，在我國(guó)碳酸鹽巖的出露面積約為91萬(wàn)km2,加上已知的隱伏于不同深度的碳酸鹽巖,其總分布面積可達(dá)340萬(wàn)km2以上，約占國(guó)土面積的40%。安徽省內(nèi)碳酸鹽巖分布也十分廣泛，長(zhǎng)江南北、淮河兩岸均有分布，在工程勘察時(shí)經(jīng)常遇見。巖溶作用（也被稱為喀斯特作用）是碳酸鹽巖內(nèi)常見的不良地質(zhì)作用，巖溶發(fā)育區(qū)約占全國(guó)的15%，巖溶的存在給工程勘察、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及施工帶來許多挑戰(zhàn)。

1 碳酸鹽巖地區(qū)工程勘察要點(diǎn)

1.1 碳酸鹽巖地區(qū)工程地質(zhì)特征

①基巖面起伏較大?；鶐r面起伏與地形地貌、構(gòu)造等多種因素有關(guān)，但因溶蝕作用的存在，其基巖面總是起伏的，即使總體水平的基巖面也是起起伏伏的。

②基巖部分或全部被覆蓋，且覆蓋層厚度變化較大。因地表水、地下水的溶蝕作用及后期的沉積作用，低洼處基巖多時(shí)被第四系沉積物覆蓋。

③巖溶作用發(fā)育不均勻性。無論巖溶發(fā)育程度強(qiáng)弱，其分布總是不均勻的。

2 工程勘察要點(diǎn)

①工程勘察重點(diǎn)是查明場(chǎng)地的穩(wěn)定性及地基的均勻性。巖溶是影響場(chǎng)地穩(wěn)定性的主要不利地質(zhì)作用；巖土層面坡度、巖土層厚度、物理性質(zhì)變化較大，地基多屬不均勻地基。

②工程勘察宜分階段進(jìn)行，特別位于地質(zhì)研究程度較低的地區(qū)，可行性研究勘察及初步勘察階段重點(diǎn)對(duì)場(chǎng)地及周邊較大范圍進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，調(diào)查區(qū)域地層分布、巖層產(chǎn)狀、巖溶發(fā)育程度、構(gòu)造等，初步對(duì)場(chǎng)地的穩(wěn)定性及適宜性進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)下一階段勘察提出意見。詳勘階段重點(diǎn)查明場(chǎng)地內(nèi)巖土層分布、物理力學(xué)性質(zhì)等，重點(diǎn)查明巖溶發(fā)育程度及分布范圍，評(píng)價(jià)其對(duì)后期基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工的影響。巖溶發(fā)育區(qū)宜進(jìn)行施工勘察，探明巖溶的詳細(xì)分布及其對(duì)基礎(chǔ)的影響。

③勘探應(yīng)采用地質(zhì)調(diào)查、鉆探、物理勘探等多種手段，不同的勘探手段相互補(bǔ)充，有利于提高工作效率。隨著物理勘探技術(shù)的逐步成熟，其已成為查明巖溶的重要勘探手段，具有高效、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。

3 工程勘察時(shí)易出現(xiàn)的問題

3.1 未查明基巖內(nèi)巖溶發(fā)育情況

勘探時(shí)鉆到灰?guī)r時(shí)即停止鉆探，根據(jù)勘察規(guī)范要求，勘察時(shí)遇基巖可適當(dāng)減少勘探孔深度，特別是采用天然基礎(chǔ)的中小型工程，勘察時(shí)認(rèn)為已到基巖，不要求繼續(xù)施工。有時(shí)勘探孔已進(jìn)入灰?guī)r，但施工編錄時(shí)忽視巖溶的存在，特別溶洞內(nèi)充填有狀態(tài)較好的土層，易誤認(rèn)為無溶洞。

巖溶發(fā)育的條件：

①可溶性巖石，這里主要指碳酸鹽巖（灰?guī)r、白云巖），其中以灰?guī)r最易溶解；

②巖石的透水性，碳酸鹽巖的透水性主要取決于裂隙的發(fā)育程度，孔隙率也有影響；

③流動(dòng)的地下水，地下水的溶蝕取決于水中的CO2的濃度，地下水的流動(dòng)速度對(duì)其溶蝕力也有很大影響。濕熱氣候區(qū)，雨量充沛，氣溫高、地表生物作用強(qiáng)，有利于巖溶的發(fā)育。其化學(xué)反應(yīng)式為

3.2 覆蓋層厚度、物理性質(zhì)未完全查明

第四系覆蓋層內(nèi)鉆遇灰?guī)r孤石時(shí)，誤認(rèn)為到基巖，特別是地形坡度較大的地段，第四系覆蓋層內(nèi)往往包含體積較大灰?guī)r塊石。灰?guī)r地區(qū)覆蓋層厚度變化一般較大，且物質(zhì)組成、物理力學(xué)性質(zhì)也有變化，多屬不均勻地基。

4 碳酸鹽巖地區(qū)工程勘察實(shí)例

①安慶市某學(xué)校學(xué)生宿舍場(chǎng)地，基巖為灰?guī)r，內(nèi)部不均勻發(fā)育有溶洞，表面覆蓋層為含碎石粘性土，基巖起伏面較大?？辈鞎r(shí)把灰?guī)r誤判為砂巖，根據(jù)場(chǎng)地基巖面起伏較大的情況，勘察報(bào)告建議采用人工挖孔樁，基巖為樁端持力層。樁基施工時(shí)發(fā)現(xiàn)，基巖內(nèi)發(fā)育有溶洞，且10m深度基巖范圍內(nèi)均有溶洞分布，無穩(wěn)定樁端持力層。后經(jīng)施工勘察，發(fā)現(xiàn)場(chǎng)地灰?guī)r內(nèi)巖溶發(fā)育強(qiáng)，地基處理成本高，建議異地建設(shè)。

②蕪湖某安置小區(qū)，高層建筑最高30層，場(chǎng)地覆蓋層由上而下為軟土——可塑~硬塑狀態(tài)粘性土等，覆蓋層厚度為10m~20m，基巖為灰?guī)r，報(bào)告建議基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用鉆孔灌注樁或人工挖孔樁，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)部分采用灌注樁，部分采用預(yù)制管樁，且預(yù)制管樁樁端持力層要求進(jìn)入“強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r”。樁基施工結(jié)束后，預(yù)制樁承載力大部分不滿足設(shè)計(jì)要求，后經(jīng)開挖檢測(cè)等多種手段驗(yàn)證，樁端未進(jìn)入“強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r”，僅位于基巖上部硬塑狀態(tài)粘性土內(nèi)。

③安慶地區(qū)某水泥廠建設(shè)2×5000t/d水泥生產(chǎn)線，場(chǎng)地基巖為三疊系薄層——中厚層——厚層灰?guī)r，覆蓋層由上至下為第四系軟塑～可塑狀態(tài)粘性土——粉土——細(xì)砂——粘性土等，覆蓋層厚度最大約40m，厚度變化較大。根據(jù)場(chǎng)地周邊地質(zhì)調(diào)查，灰?guī)r內(nèi)巖溶總體發(fā)育弱，但局部仍有巖溶發(fā)育，可能對(duì)擬建建筑帶來危害?？辈鞎r(shí)鉆探發(fā)現(xiàn)溶洞發(fā)育的位置會(huì)有灰白色、淺肉紅色巖溶角礫巖出現(xiàn)，根據(jù)巖溶分布情況，勘察報(bào)告根據(jù)巖溶發(fā)育程度把場(chǎng)地劃分為巖溶較發(fā)育區(qū)和巖溶不發(fā)育區(qū)，建議巖溶較發(fā)育區(qū)的樁基設(shè)計(jì)避免采用單樁基礎(chǔ)，且逐樁進(jìn)行施工勘探（超前鉆）；巖溶不發(fā)育區(qū)只對(duì)載荷較大的單樁基礎(chǔ)進(jìn)行施工勘探（超前鉆）。施工勘察驗(yàn)證勘察報(bào)告的建議是合理的、經(jīng)濟(jì)的。

[1] 趙不億,徐成彥.普通地質(zhì)學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社,1986.

[2] 曾允孚,夏文杰.沉積巖石學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社,1984.