許啟松 葛佳杰

（1.貴州地礦工程勘察有限公司，貴陽 550016 ； 2.貴陽市防震減災(zāi)服務(wù)中心 貴州 貴陽 550001）

綜合技術(shù)手段在巖土工程中的應(yīng)用
——以貴州復(fù)雜場地某高層商住樓巖土勘察為例

許啟松1葛佳杰2

（1.貴州地礦工程勘察有限公司，貴陽 550016 ； 2.貴陽市防震減災(zāi)服務(wù)中心 貴州 貴陽 550001）

傳統(tǒng)的巖土勘察方法，在復(fù)雜地質(zhì)條件下無法迅速準(zhǔn)確查清地質(zhì)特點(diǎn)，尤其是在 貴州喀斯特巖溶地區(qū)，利用單一的常規(guī)勘察手段無法解決復(fù)雜問題，特別是當(dāng)遇到巖溶、斷層破碎帶發(fā)育時；在復(fù)雜場地巖土工程勘察過程中利用物探等綜合勘察手段，可以迅速查清巖溶發(fā)育，斷層破碎帶的分布范圍及其埋深。

本文就高密度電法在貴州省某高層商住樓巖土勘察工程中的具體應(yīng)用效果，綜合討論在該類型場地綜合應(yīng)用巖土勘察工作的常規(guī)鉆探和物探方法，為巖溶發(fā)育地區(qū)的巖土工程勘察積累經(jīng)驗(yàn)。

巖土工程勘察 鉆探 綜合物探 高密度電法

隨著我國社會主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛躍發(fā)展，建筑事業(yè)的快速發(fā)展；日益增長的建設(shè)需求和復(fù)雜的建設(shè)場地對工程勘察工作提出了新的、更高的要求。巖土工程勘察是工程建設(shè)的前提和基礎(chǔ)，是工程建設(shè)的靈魂。巖土勘察工作的好壞，直接影響建筑的使用功能和壽命、環(huán)境保護(hù)、使用安全和工程造價等。

本文以筆者以某場地復(fù)雜地區(qū)巖土工程勘察為例，在實(shí)施常用手段（工程地質(zhì)測繪、工程測量、鉆探、取巖土樣及室內(nèi)試驗(yàn)、鉆孔超聲波測試等）的基礎(chǔ)上還應(yīng)用了物探、地基卓越周期測試、靜載試驗(yàn)。通過綜合手段摸清

1 工程概況

該擬建項(xiàng)目位于貴州省貴陽市位于南明區(qū)五里沖危舊房、棚戶區(qū)改造區(qū)。該擬建商住樓位于貴陽市二環(huán)道路旁側(cè)，擬建構(gòu)建筑物層高-2+2+44F，采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，擬采用樁基，最大柱荷載35000KN/柱。

2 場地地形地貌

擬建場地位于貴陽市南明區(qū)五里沖，擬建的商住樓位于緩斜坡地帶，原始地貌坡度3～5°?？辈炱陂g場地已經(jīng)人工整平至地下室標(biāo)高1124.7米左右。通過開挖場地東南側(cè)形成高約10m的邊坡，但在鉆探施工前已進(jìn)行支護(hù)，現(xiàn)狀穩(wěn)定。

3 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及工程地質(zhì)調(diào)查，場地出露地層為第四系（Qel+dl）和二疊系中統(tǒng)吳家坪組（P2w）基巖，擬建場地位于黔北斷拱貴陽復(fù)雜構(gòu)造變形區(qū)之貴陽復(fù)式向斜西翼、蔡家關(guān)背斜東翼，處于區(qū)域性大斷裂（烏當(dāng)斷裂）影響帶內(nèi)，場地次級構(gòu)造發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。受次級斷層影響，場地巖層產(chǎn)狀比較紊亂，風(fēng)化強(qiáng)烈，巖體極破碎。據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及現(xiàn)場實(shí)地測量，確定場地巖層產(chǎn)狀分為兩組，一組為：傾向48°,傾角76°；另一組為傾向285°,傾角60°。

該區(qū)屬丘陵～低山溶蝕峰叢地貌，場地內(nèi)總體地勢為北東高南西低，測區(qū)內(nèi)多有第四系土層覆蓋，四周植被較為茂密，現(xiàn)經(jīng)施工平場后，場地變得較為平坦，由地表地質(zhì)現(xiàn)象顯示，測區(qū)內(nèi)巖性多樣，且有一斷層通過場地，該斷層平面走向北西～南東向，在斷層兩側(cè)巖層產(chǎn)狀變化較大，其中：在斷層北西面，巖層北西向傾斜，傾角70°左右，在斷層南東面，巖層北東向傾斜，傾角50°左右。

①第四系（Qel+dl）：上部為耕植土，富含植物根系，下部為可～硬塑狀紅粘土，殘、坡積成因，厚薄不均，局部含基巖風(fēng)化殘塊及碎石，主要分布于測區(qū)大部地段。

②二疊系中統(tǒng)吳家坪組（P2w）：巖性主要為石灰?guī)r夾硅質(zhì)巖、鈣質(zhì)砂巖夾雜色泥巖、碳質(zhì)泥巖。在水平方向上石灰?guī)r、碳質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)砂巖呈互層狀產(chǎn)出的組合關(guān)系。因受次級構(gòu)造的影響，基巖破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，風(fēng)化強(qiáng)烈。石灰?guī)r、鈣質(zhì)砂巖及碳質(zhì)泥巖，據(jù)其風(fēng)化狀態(tài)分為強(qiáng)風(fēng)化-中風(fēng)化，現(xiàn)分別對這幾種基巖巖性特征、風(fēng)化程度及組合關(guān)系分述如下：

（1）強(qiáng)風(fēng)化碳質(zhì)泥巖（P2w）：褐色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，含碳質(zhì)、鋁土質(zhì)、鐵錳質(zhì)，受次級構(gòu)造的影響，產(chǎn)狀凌亂，該層在場地內(nèi)風(fēng)化強(qiáng)烈，整體破碎，厚度變化大。巖芯極破碎，呈砂狀、碎塊狀，巖芯采取率低。

（2）強(qiáng)風(fēng)化石灰?guī)r（P2w）：灰黑色，薄至中厚層狀，含硅質(zhì)，主要分布于擬建場地南西側(cè)，厚度變化大。巖芯極破碎，呈砂狀、碎塊狀、土夾石狀，巖芯采取率低。

（3）中風(fēng)化碳質(zhì)泥巖（P2w）：灰黑色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，含碳質(zhì)團(tuán)塊，節(jié)理裂隙發(fā)育，受構(gòu)造及產(chǎn)狀影響埋深變化大，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較破碎，屬較破碎軟巖。

（4）中風(fēng)化石灰?guī)r（P2w）：灰色、深灰色，薄至中厚層狀，泥晶結(jié)構(gòu)，含硅質(zhì)，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖芯呈柱狀、短柱狀，少量塊狀。

4 場地水文地質(zhì)條件

據(jù)地表地質(zhì)調(diào)查及鉆探探查，擬建場地地下水類型主要地下水為上層滯水和基巖裂隙水，敘述如下：

場地下伏基巖為中風(fēng)化泥巖、石灰?guī)r，為含水性較好的巖層，其發(fā)育的節(jié)理裂隙為地下水流動提供了較有利的滲流條件，地下水埋藏較深，地下水徑流方向?yàn)闁|南向南西，小車河為排泄基準(zhǔn)面。

5 巖土工程勘察概況

勘察之初，鉆孔按一樁一孔布設(shè)，鉆探揭穿地表覆蓋層及地下強(qiáng)風(fēng)化層進(jìn)入完整基巖9m，在場地平場和鉆探過程中，多處發(fā)現(xiàn)巖溶和裂隙，但僅靠所布鉆探，不能確定其分布延伸范圍。為迅速查明巖溶發(fā)育的分布情況，決定沿?cái)M建物主要軸線布設(shè)測線，應(yīng)用物探方法中的地震映像法和高密度電法，對鉆探發(fā)現(xiàn)的巖溶現(xiàn)象進(jìn)一步詳查。

本次勘察，沿?cái)M建物主要軸線布設(shè)測線計(jì)完成高密度電法剖面3條，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，綜合分析，編制出物探異常平面分布圖，為擬建物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工方案制定提供了充分依據(jù)。

6 工程物探的基本原理及有關(guān)參數(shù)

表1

6.1 高密度電法：

電法勘探是研究地層電學(xué)性質(zhì)及電場、電磁場變化規(guī)律，根據(jù)研究地質(zhì)對象的電性差異，通過儀器測量電場情況，進(jìn)而研究電場的分布規(guī)律，以了解地下構(gòu)筑物或地質(zhì)體的狀況，從而達(dá)到勘探目的。

本次勘察，使用重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的DUK-2電法儀，采用60極接收，極距2m～3m，在預(yù)定位置布置測線剖面，本次勘察，電極的排列裝置采用溫納四極裝置。

6.2 本場區(qū)工程地球物理特征：

巖土電性

地球物理?xiàng)l件是指運(yùn)用物探手段解決地質(zhì)問題的各種充要條件。地球物理勘探的前提是被探測體與周邊巖土介質(zhì)存在物性差異，常表現(xiàn)為電、磁、彈性波速等物性參數(shù)的異常。本次勘探目的主要是初步查明場區(qū)布設(shè)測線范圍內(nèi)隱伏的不明巖溶構(gòu)造，如隱伏斷裂、巖溶空洞或溶蝕破碎、地下暗河、充水溶洞及老舊窯形成的采空區(qū)等異常。本次高密度電法測試采用的物性參數(shù)為視電阻率值，通過對場區(qū)巖石和部分異常體的電性測試，結(jié)合貴陽地區(qū)同類型場地電性參數(shù)綜合歸納本場區(qū)巖土電性特性見表1：

不含水 ∞溶洞 含水 50～900不含水 ∞破碎帶 平均 370含水 150～550

7 結(jié)論和建議

7.1 測區(qū)內(nèi)巖體多以泥巖、砂巖、頁巖等中～軟質(zhì)類為主，局部地段，分布有石灰?guī)r等相對堅(jiān)硬的巖體。

7.2 測區(qū)內(nèi)，土層厚度多在 2～15m左右，其厚度變化較大，其中：在測區(qū)南部，土層厚度相對較小，多在2～10m左右，而在測線北部，土層厚度相對較大，可達(dá)15m左右；在F1斷層及附近土層厚度較大，多在20m以上。在F1斷層及附近，由于土層與巖體破碎帶的電阻率相差不大，因此，物探推土層厚度可能與實(shí)際有所偏差。

7.3 在測區(qū)內(nèi)，主要以低阻異常存在，其中：低阻異常幅度相對較小，主要反映的是節(jié)理裂隙集中發(fā)育帶上，而低阻異常幅值較大的區(qū)段則反映出密集裂隙帶及巖體破碎帶的存在。

因此，在巖溶發(fā)育地區(qū)，有必要先采用物探初勘，若發(fā)現(xiàn)異常，再施以鉆探驗(yàn)證。這樣發(fā)現(xiàn)巖溶的幾率應(yīng)該更高，可以有效的減少工程隱患，這個問題值得業(yè)主及相關(guān)單位共同關(guān)注。

[1]丁榮勝 等，高密度電阻率法和地震映像法在采空區(qū)勘察中的應(yīng)用（J）。物探與化探，2010-12，34(4)

[2] 李法濱 等，高密度電阻率法在某采空塌陷區(qū)勘察中的應(yīng)用（J）。交通科技，2011年第1期.

[3] 張德元 等，高密度三維地震勘探在四川復(fù)雜山區(qū)的應(yīng)用效果（J）。中國煤炭地質(zhì)，2010-8,22(8).

[4] 重慶地質(zhì)儀器廠：《測井、地震、電法方法技術(shù) 論文集》2006.12 北海。

[5] 勘探地球物理《 百科詞典 》 [美] R.E. 謝里夫 地質(zhì)出版社 1990

[6] 石油工業(yè)出版社《 地震勘探中巖石成分和性質(zhì)的研究》[蘇]A.F.阿維爾布赫 著 1986

APPLICATION OF COMPREHENSIVE TECHNOLOGY IN GEOTECHNICAL ENGINEERING-- Taking Guizhou complex site for a tall building in geotechnical investigation as an example

Xu Qisong (GuiZhou Geologicai Engineering Investigation Co.，Ltd)

Ge Jiajie (Earthquake prevention and disaster reduction in Guiyang City Service Center)

The traditional method of geotechnical investigation, under complex geological conditions can quickly and accurately find out the geological characteristics, especially in Guizhou Karst karst area, the use of conventional reconnaissance means singleunable to solve complex problems, especially when it comes to karst, fault fracture zone development; use of geophysical comprehensive investigation in the process of complex geotechnical engineering investigation and can quickly identify the karst, fault fracture zone and its buried depth distribution range.

In this paper, the high density resistivity method in Guizhou province for a tall building in geotechnical investigation results of practical application in engineering, the comprehensive discussion of exploration work in this type of site comprehensive application of rock and soil drilling and geophysical methods, and accumulate experience for geotechnical engineering in karst area survey.

geotechnical engineering exploration drilling comprehensive geophysical exploration of high density resistivity method

TU75

B

1007-6344（2015）02-0146-02

許啟松（1983-），男，1983年11月，碩士研究生，工程師，貴州地礦工程勘察有限公司。主要研究方向：基礎(chǔ)地質(zhì)、工程地質(zhì)、地質(zhì)災(zāi)害等。