張建 張浩洋

【摘 要】巖溶發(fā)育地區(qū)往往地層種類多，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地下水作用強烈，巖溶現(xiàn)象多、繁、雜，地質(zhì)條件的不確定性很大，查明建筑場區(qū)內(nèi)的巖溶現(xiàn)象對工程建設(shè)尤為重要。本文主要工程實例說明巖溶勘察的具體方法及對工程項目可行性的建議，以大連小窯灣國際商務(wù)區(qū)D區(qū)和E區(qū)地塊勘察工程為例說明場巖溶專項巖土工程勘察工作方法。

【關(guān)鍵詞】巖溶 地質(zhì)構(gòu)造 地下水

國內(nèi)巖溶現(xiàn)象分布廣泛，特征既有相似之處，又各有不同，本文以大連小窯灣國際商務(wù)區(qū)D區(qū)和E區(qū)地塊勘察工程為例說明場巖溶專項巖土工程勘察工作方法。

1 前言

1.1 勘察目的、任務(wù)

勘察的目的是對建筑物場地的巖溶做出工程地質(zhì)評價，對地基處理與加固、不良地質(zhì)作用及地質(zhì)災(zāi)害的防治方案提出建議和意見。

主要任務(wù)是查明建筑范圍內(nèi)地形、地貌及地質(zhì)構(gòu)造、地層結(jié)構(gòu)、巖土工程特性；查明場地內(nèi)巖溶的類型、成因、分布范圍、發(fā)展趨勢和危害程度；查明地下水的埋藏條件，并判定地下水對建筑材料的腐蝕性；對場地和地基的地震效應(yīng)做出評價。

1.2 擬建工程概述和特點

該項目場地位于大連小窯灣國際商務(wù)中心，包含D及E兩個地塊。其中，D地塊面積為18.9419公頃， E地塊面積為19.9889公頃，建筑物主要為商業(yè)住宅。

依據(jù)對場地的調(diào)查，本工程重要性等級為二級，場地等級二級，地基等級二級，綜合評定巖土工程勘察等級為乙級。

1.3 勘察方法及勘察工作量

1.3.1工作布置

本次勘察共布鉆孔568個，孔深要求：根據(jù)投標(biāo)書及委托方的要求，鉆孔進(jìn)入連續(xù)中風(fēng)化基巖8.0-10.0m?？孜?、孔深及技術(shù)方法滿足規(guī)范要求。

1.3.2勘察方法

（1）鉆探方法：勘察使用XY—1A型鉆機15臺、DDP—100型汽車鉆2臺及配套設(shè)備投入外業(yè)工作。鉆探過程中，采用沖擊和回轉(zhuǎn)方法鉆進(jìn)，第四系土層及全風(fēng)化巖石采用無水干鉆的鉆進(jìn)方法、套管護(hù)壁，對強風(fēng)化和中風(fēng)化巖石采用復(fù)合片鉆頭循環(huán)水鉆進(jìn)方法。

（2）原位測試：工作場地內(nèi)原位測試采用的是標(biāo)準(zhǔn)貫入，在測試過程中嚴(yán)格保證落距、垂直度和重錘自由下落無阻力。對溶洞、巖溶裂隙中的充填物進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)貫入原位測試，以間接判斷充填物的狀態(tài)。

（3）巖土樣采?。罕敬慰辈鞂χ酗L(fēng)化白云質(zhì)灰?guī)r、中風(fēng)化灰?guī)r、中風(fēng)化砂巖層分別取巖樣6件。巖樣利用鉆探巖芯制作，現(xiàn)場人工采取，毛樣尺寸滿足試塊加工要求。

（4）工程物探：采用高密度電法對本場地的巖溶鉆孔進(jìn)行了物探工作，高密度電法兼具電阻率剖面法與測深法的功能，野外測量裝置采用溫納裝置，電極數(shù)60根/排，最小隔離系數(shù)：16，供電電壓180～360V，電極點距5m，探測深度30～40m。

（5）測量工作：本工程鉆孔點的測放工作是執(zhí)行《工程測量規(guī)范》（GB50026—2007），測量放點采用GPS，控制點為5i289：（X=4325409.972 ；Y=60838.483 ；H=8.494m），5i290：（X=4325412.523；Y=61286.44；H=7.409m），測量誤差要求小于5cm，坐標(biāo)系統(tǒng)為大連市城建坐標(biāo)系，高程系統(tǒng)為1985國家高程基準(zhǔn)。（詳鉆孔布置一覽表）。

1.3.3勘察工作量

本次勘察，野外鉆探工作21天，然后進(jìn)行室內(nèi)資料整理、編寫報告，共完成了422個鉆探孔，鉆孔深度9.1—89.6米。

2 場地巖土體工程地質(zhì)條件

2.1 地形、地貌

場地地貌為海漫灘及海積階地地貌，海漫灘經(jīng)人工回填過，場地標(biāo)高3.71—24.65米，相對高差20.94米。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造

工作區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，有煤窯屯北西向斷裂帶，呈北西320°方向舒緩波狀延伸，貫穿整個場地。斷裂帶傾向南西，傾角67°，破碎帶寬10余米，其內(nèi)充填有構(gòu)造碎裂巖、構(gòu)造角礫巖、擠壓扁豆體及斷層泥等。斷裂東側(cè)為橋頭組石英砂巖、砂質(zhì)板巖，柔皺發(fā)育。破碎帶內(nèi)主要由太原組砂、頁巖受擠壓破碎所組成。西側(cè)為太原組砂巖及粉砂巖、頁巖組成，層間柔皺發(fā)光，并發(fā)育有與主斷面平行的小斷層。

構(gòu)造破碎帶上覆Q4與Q3的地層，并沒有錯斷。說明在近10萬年以來本區(qū)沒有斷裂活動，屬于非全新活動斷裂。

另外，在煤窯屯北西向斷裂帶的西側(cè)發(fā)育一條與其平行的又一條北西向斷裂，賦存于太原組與甘井子組之間。其斷層性質(zhì)與煤窯屯北西向斷裂帶相同，都屬于同一時代，同一方向的斷層。斷層走向320°∠30—50°之間。

2.3 各土層工程性質(zhì)評價

本次勘察范圍出露的各土層工程性質(zhì)如下：

（1）素填土：結(jié)構(gòu)松散，欠固結(jié)，壓縮性大，強度低，為軟弱土，屬于特殊性巖土。（2）含碎石粘土：可塑狀態(tài)，壓縮性中等，強度中等，為中軟土，屬于混合土。（3）細(xì)砂：稍密—中密，壓縮性中等，強度較低，屬于中軟土。（4）粗砂：中密，壓縮性中等，強度中等，屬于中軟土。5）全風(fēng)化白云質(zhì)灰?guī)r：可塑狀態(tài)，壓縮性中等，強度中等，為極軟巖，屬于特殊性巖土。（6）強風(fēng)化白云質(zhì)灰?guī)r：巖芯呈碎塊狀，呈中密狀態(tài)，壓縮性低，強度較高，為軟質(zhì)巖，屬于特殊性巖土。（7）中風(fēng)化白云質(zhì)灰?guī)r：飽和單軸抗壓強度30.15-39.73Mpa，節(jié)理裂隙較發(fā)育。（8）構(gòu)造帶：經(jīng)野外鑒定和本地區(qū)經(jīng)驗，該層強度介于全風(fēng)化砂巖和強風(fēng)化砂巖之間，壓縮性中等，屬中硬土。（9）全風(fēng)化砂巖：處于可塑狀態(tài)，壓縮性中等，強度中等，為極軟巖，屬于特殊性巖土。（10）強風(fēng)化砂巖：巖芯呈碎塊狀，呈中密狀態(tài)，壓縮低，強度較高，為軟質(zhì)巖，屬于特殊性巖土。（11）中風(fēng)化砂巖：飽和單軸抗壓強度7.65-13.28Mpa，節(jié)理裂隙較發(fā)育，強度高，屬于較軟巖。（12）全風(fēng)化灰?guī)r：處于可塑狀態(tài)，壓縮性中等，強度中等，為極軟巖，屬于特殊性巖土。（13）中風(fēng)化灰?guī)r：飽和單軸抗壓強度15.34-22.18Mpa，節(jié)理裂隙較發(fā)育，強度較高，屬于較軟巖。（14）溶洞充填物：準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)6-9擊，處于可塑狀態(tài)，壓縮性中等，強度中等。

2.4 地下水情況

鉆探期間，鉆孔中采取水樣經(jīng)化驗其腐蝕性為：受環(huán)境類型影響，水對混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性為微腐蝕；受地層滲透性影響，水對混凝土結(jié)構(gòu)微腐蝕；水對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕性在長期浸水條件下為微腐蝕，在干濕交替條件下為中等腐蝕。

2.5 不良地質(zhì)作用

場地內(nèi)不存在巖土體崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地面塌陷（巖溶塌陷、采礦塌陷）、地裂縫等不良地質(zhì)作用。

2.6 巖溶發(fā)育情況

本次勘察布置鉆孔568個，共完成鉆孔422個，其中67個鉆孔發(fā)現(xiàn)巖溶現(xiàn)象，巖溶發(fā)育情況百分比為15.8%。

3 巖溶地基穩(wěn)定性評價

3.1 巖溶發(fā)育特點

場地局部地區(qū)見有巖溶現(xiàn)象，巖溶發(fā)育特點為：發(fā)育于灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r中；巖溶現(xiàn)象以溶洞、巖溶裂隙為主，其連通性不好；多為淺層巖溶現(xiàn)象（埋藏深度以10-20米為主，極少數(shù)超過20米），但洞徑小；其中多由粘土、碎石、含碎石粘土等密實物充填，極少數(shù)為空洞；溶洞以單體發(fā)育為主，少數(shù)呈竄洞出現(xiàn)，非溶洞群；局部見有間歇性水流，為海水入侵、潛水和基巖裂隙水共同作用的結(jié)果。

3.2巖溶地基穩(wěn)定性評價

綜合考慮地質(zhì)構(gòu)造、巖層產(chǎn)狀、巖性和層厚、洞體形態(tài)及埋藏條件、頂板情況、充填情況、地下水、地震設(shè)防烈度等因素對地基穩(wěn)定性的影響，對各存在巖溶現(xiàn)象的鉆孔進(jìn)行了穩(wěn)定性評價，評定本場地的巖溶為一般發(fā)育。

4 建議

對于重要性等級為二級和三級工程，鉆孔所見溶洞、巖溶裂隙被密實的沉淀物充填，其承載力特征值為160Kpa，且無水沖蝕的可能性，當(dāng)采用淺基礎(chǔ)時，可不考慮巖溶對地基穩(wěn)定性的影響，可采取有效結(jié)構(gòu)措施處理（選擇有利于與上部結(jié)構(gòu)共同工作），并可適應(yīng)小范圍變位、整體性好的基礎(chǔ)型式，同時采取必要的結(jié)構(gòu)加強措施。

以中風(fēng)化灰?guī)r、中風(fēng)化白云質(zhì)灰?guī)r做持力層時，應(yīng)充分考慮溶洞的不利影響，可采用鉆孔灌注樁或墩穿過巖溶單體，坐落于完整巖石上；如采用樁基，須做一樁一孔勘察。

如采用筏板基礎(chǔ)，可對開挖出露的溶洞采用混凝土澆筑即可；如采用獨立柱基礎(chǔ)，可對不穩(wěn)定、裂隙發(fā)育、風(fēng)化破碎的巖體進(jìn)行注漿加固，埋藏較深的洞隙可通過鉆孔灌注水泥砂漿、混凝土、瀝青及硅膠等以添堵溶洞，對局部突出的基巖可鑿去設(shè)置褥墊（可采用爐渣、中砂、粗砂、土夾石等材料），以調(diào)整地基不均勻沉降。

根據(jù)野外觀測及前期工程抽水試驗結(jié)果，該場地地下水量較大，水位受潮汐的影響明顯，對工程施工的影響大，建議設(shè)置長期水文觀測孔，以精確確定長期水位變幅。

由于本場地下部鹽灘咸水—半咸水侵蝕導(dǎo)致電流低阻屏蔽層，供電電流無法通過此層向深部傳導(dǎo)，儀器無法采取深部真實電參數(shù)，所以分辨不出基巖里是否發(fā)育“溶洞”影像，依據(jù)方法試驗結(jié)果表明利用高密度電法解決不了該本場地地下“巖溶”分布情況。