(江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局九一六大隊(duì),江西 九江 332100)
巖土勘察工程往往需要面對復(fù)雜的地質(zhì)條件,巖溶地區(qū)就是復(fù)雜條件中的一種,這種復(fù)雜地質(zhì)條件分布在我國大部分地區(qū),具有質(zhì)地脆弱、分布面廣、復(fù)雜性高的特點(diǎn),因此對巖溶地區(qū)進(jìn)行巖土工程勘察時(shí),不能采用常規(guī)方法來開展工作,必須選擇針對性的方法,同時(shí),為了保障勘察結(jié)果可靠,要注意一些實(shí)際存在的問題。
巖溶形成的基礎(chǔ)在于天然存在的可溶性巖石,如石膏、石灰?guī)r、白云巖等,此類巖石如果受含有碳酸鈣經(jīng)流水長期沖刷就會逐漸被溶蝕,結(jié)合沉積作用或其他化學(xué)作用,就會形成多種巖溶地區(qū),較為常見的有裂隙、石芽、石溝、石林、溶洞、鐘乳石等。在形成條件上有大量可溶性巖石和大量水體兩種:(1)大量可溶性巖石。巖溶地區(qū)的形成既需要可溶性巖石,且?guī)r石的數(shù)量也必須達(dá)到一定水平,否則受流水沖刷條件下的水土流失效應(yīng),并不能形成巖溶地區(qū)。在巖體分類上,大多數(shù)可溶性巖石屬于碳酸鹽巖、硫酸鹽巖以及鹵化鹽巖類等,這些巖石的成分復(fù)雜,在流水侵蝕條件下,會逐漸形成巖溶地區(qū)。(2)大量水體。結(jié)合上述可見,流水水體也是形成巖溶地區(qū)的必要條件。一般情況下,如果大量可溶性巖石周邊存在大量流水水體,水體就會對巖石造成溶蝕、動力侵蝕兩種作用,在這兩種作用下就會促成巖溶地區(qū),同時(shí)如果流水水體來源與降雨,則代表水體可能屬于二氧化硫水體,此類水體內(nèi)部存在大量碳酸,沖刷條件下會不斷擴(kuò)張可溶性巖石地帶的孔隙,使其不斷擴(kuò)張、增多,長期如此,就會形成溶洞、暗河等巖溶地區(qū)。
在勘察工作本身的作業(yè)過程當(dāng)中會出現(xiàn)很多問題,而要解決這些問題,就必須進(jìn)行實(shí)際勘察工作,通過工作得到準(zhǔn)確結(jié)果,再采用其他方法來得出結(jié)論,由此可見,巖溶地區(qū)勘察的首要目標(biāo)就是保障勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性,因此,工作中要注意相應(yīng)問題。一般情況下,巖溶勘察主要需注意的問題有以下四項(xiàng):(1)勘察方案設(shè)定。介于不同巖溶地區(qū)的特點(diǎn),不能采用統(tǒng)一方案來開展工作,要結(jié)合地形、地貌等針對性的設(shè)定勘察方案。勘察方案設(shè)定主要需設(shè)立勘察目標(biāo)與范圍、找出重點(diǎn)、難點(diǎn),評價(jià)指標(biāo),不能完全依靠詳細(xì)勘察階段的理論推導(dǎo)的結(jié)果,確保方案合理性與適用性。(2)重視試驗(yàn)工作。任何勘察手段得到的結(jié)果都是巖溶地區(qū)的局部表現(xiàn),并不能代表地區(qū)整體表現(xiàn),在勘察工作當(dāng)中必須重視試驗(yàn)工作,要通過試驗(yàn)方法結(jié)合勘察得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行測試、計(jì)算,由此才能得到準(zhǔn)確結(jié)果。(3)巖溶規(guī)律確認(rèn)。巖溶規(guī)律是巖溶地區(qū)勘察工作中必須獲取的信息,從該信息中可以初步判斷地區(qū)結(jié)構(gòu)、層次、各層次厚度等,而為了保障工作質(zhì)量,勘察時(shí)要依照一定來制定作業(yè)流程,即面到點(diǎn)、先地表后地下等原則。(4)勘察手段選擇。巖土勘察技術(shù)手段類型,一般分為鉆探、物探、化學(xué)勘探三類,輔以鉆孔電磁波CT、鉆孔數(shù)字?jǐn)z像等手段進(jìn)行。技術(shù)手段選擇應(yīng)當(dāng)結(jié)合巖溶地區(qū)特點(diǎn)、實(shí)際地質(zhì)條件等來進(jìn)行選擇,盡可能避免技術(shù)手段與實(shí)際條件的沖突,如有必要可以選擇多種技術(shù)聯(lián)合使用。雖然巖土勘察工程的技術(shù)手段有很多,但不同技術(shù)手段的應(yīng)用條件、適用條件都不同,且存在性能上的差異,因此,在面對巖溶地區(qū)勘察時(shí)要慎重選擇技術(shù)手段,這是工作中需要注意的問題。
邊坡勘察是巖土工程勘察工作當(dāng)中的一部分,與后續(xù)工程建設(shè)有著密切關(guān)系,在工作中必須做好邊坡勘察工作。通過工作結(jié)果可以對工程建設(shè)條件、地基之間的相互影響關(guān)系進(jìn)行評價(jià),評價(jià)結(jié)果將決定工程是否能夠直接建設(shè)。邊坡勘察中要注意的三項(xiàng)問題。
(1)勘察目的。巖溶邊坡工程的目的在于:查明勘察區(qū)域內(nèi)的地下水、地質(zhì)條件,判斷其中是否存在安全隱患;得出邊坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù);評價(jià)邊坡穩(wěn)定性;對邊坡穩(wěn)定性變化曲線進(jìn)行預(yù)測,且當(dāng)變化曲線漸弱于標(biāo)準(zhǔn)線以下,要提出對應(yīng)的加固措施與加固參數(shù)。
(2)勘察內(nèi)容。①地形、地貌特征以及不良地質(zhì)作用,例如滑坡、泥石流等;②巖土地質(zhì)實(shí)際條件,如巖土類型、成因、工程特點(diǎn)、覆蓋層厚、基巖形態(tài)、坡度等;③巖體實(shí)際情況,如主要結(jié)構(gòu)面類型、產(chǎn)狀、延展、閉合度、充填、力學(xué)屬性、組合結(jié)構(gòu)、臨空面、外傾結(jié)構(gòu)等;④地下水實(shí)際情況,如地下水類型、水位、來源、水量、補(bǔ)給關(guān)系、透水情況、動態(tài)變化等;⑤巖土物理力學(xué)性質(zhì)以及軟弱面抗剪強(qiáng)度;⑥降雨時(shí)期、降雨強(qiáng)度、坡面植被、蓄水面積等。
(3)不同邊坡工程勘察要求。在大型邊坡勘察當(dāng)中,應(yīng)當(dāng)采用分段式勘察方案來開展工作,因?yàn)榇笮瓦吰驴辈烀娣e廣泛,短時(shí)間內(nèi)很難完成工作,因此有必要將其分成若干區(qū)段來進(jìn)行勘察,最終將所有區(qū)段勘察結(jié)果整合、銜接,綜合評估巖溶地區(qū)情況,同時(shí)在單個區(qū)段內(nèi)需要依照制定工作流程來開展工作,如先進(jìn)行初步勘察,獲取實(shí)地地質(zhì)信息、資料,并進(jìn)行初步評估,再進(jìn)行深入勘察,圍繞初步勘察得到的信息、資料,分析各個信息之間的關(guān)系、影響,再次對區(qū)段進(jìn)行評估,最后進(jìn)行施工勘察,結(jié)合前兩個步驟的勘察要求,在施工基礎(chǔ)上提出具有安全保障、質(zhì)量保障意義的建設(shè)性意見參考。
介于巖土工程勘察的目的,在巖溶地區(qū)勘察中必須確認(rèn)其地基承載力。巖溶地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜,主要組成部分為石灰?guī)r等巖體、黏土等土體,確認(rèn)其地基承載力要重視兩個要求,即巖石地基承載力、土層的地基承載力,具體確認(rèn)方法如下:
(1)巖石地基承載力。以可溶巖作為持力層,對于后續(xù)工程建設(shè)有著重大影響,因此,勘察工程必須得出準(zhǔn)確結(jié)果。在確認(rèn)方法上,一般可以依照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》當(dāng)中的硬質(zhì)巖石承載力進(jìn)行取值,但如果巖溶地區(qū)存在大量石灰?guī)r,則不能完全依照該規(guī)范進(jìn)行取值,原因在于石灰?guī)r的承載力取值在大多數(shù)情況下大于硬質(zhì)巖石承載力取值,在這一條件下,建議勘察工作人員要進(jìn)行實(shí)地作業(yè),對可溶巖的巖溶發(fā)育狀況、完整巖體頂板厚度、巖石完整程度信息進(jìn)行獲取,同時(shí)有必要進(jìn)行取樣,依照獲取數(shù)值再結(jié)合《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的方法來確認(rèn)最終承載力。
(2)土層的地基承載力。通常針對巖溶地區(qū)黏土、粉質(zhì)土等土體,可以采用原位測試試驗(yàn)、區(qū)域經(jīng)驗(yàn)等方法來得到結(jié)果,但這些方法得出的結(jié)果在準(zhǔn)確性容易出現(xiàn)偏差,因此在精度要求上,還應(yīng)當(dāng)對土體進(jìn)行取樣分析等方法進(jìn)一步進(jìn)行驗(yàn)證。
巖溶地區(qū)的巖體、土體在承載力上較弱,受外力影響容易出現(xiàn)變形,而變形量大小將決定該地基是否能夠用于工程建設(shè),在這一條件下巖土工程勘察有必要對其地基變形進(jìn)行計(jì)算。在方法上,同樣可以參考《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》,采用其中第5.3.5條方法即可??墒钱?dāng)?shù)貐^(qū)中存在一定量的地下水時(shí),則不建議直接采用這種方法來得出結(jié)果,因?yàn)樵摲椒ㄖ袥]有考慮地下水對地基變形量的影響。在地下水影響下,伴隨水位下降會導(dǎo)致內(nèi)有效應(yīng)力提升,連帶地基的自重應(yīng)力、附加應(yīng)力發(fā)生變化,這些現(xiàn)象均會引起地基沉降量異常,代表其變形量上的變化,面對這些變化上述提到的計(jì)算方法,其壓應(yīng)力取值范圍在100~200kPa,不滿足地下水條件下的變形量計(jì)算要求,因此,針對這一條件下的巖溶地區(qū)變形量計(jì)算,要采用取樣方法先得到其實(shí)際壓縮模量,后進(jìn)行壓縮試驗(yàn)得到實(shí)際壓力值,最終將壓力值代入計(jì)算方法中進(jìn)行計(jì)算即可。
上述已經(jīng)提到,地下水會對巖溶地區(qū)地質(zhì)條件造成影響,使其變形量發(fā)生異常,因此在勘察工作當(dāng)中需要對地下水因素保持重視。在建筑施工的角度上,為了保障獲取信息準(zhǔn)確,不能在施工后的第一時(shí)間開展信息獲取工作,因?yàn)榇藭r(shí)地下水位受施工擾動影響,其信息表現(xiàn)并不穩(wěn)定,所以一般情況下要在施工后24s再進(jìn)行信息獲取。
本文主要對巖溶地區(qū)巖土工程勘察需要注意的幾點(diǎn)問題進(jìn)行了分析,分析首先介紹了巖溶地區(qū)的形成原理,闡述該地區(qū)的地質(zhì)特征,其次在巖溶地區(qū)形成特征上,針對勘察中經(jīng)常遇到的幾項(xiàng)問題進(jìn)行了分析,同時(shí)提出了相關(guān)的應(yīng)對方法。通過本文分析,可以起到保障巖溶地區(qū)勘察工作質(zhì)量、優(yōu)化巖溶地區(qū)地質(zhì)條件的作用。